固定污染源挥发性有机物

连续监测系统

技

术

方

案

************有限公司

2018年8月

目  录

1.项目概述 3

2、标准和规范 3

3、连续检测系统简介 4

4.分析系统技术方案 6

4.1 分析系统组成 6

4.2 在线气相色谱仪 7

4.3 烟气采样探头 10

4.4预处理子系统 12

4.5供气子系统 12

4.6数据采集与处理子系统 14

4.7 温压流一体化检测仪 14

4.8 分析小屋（用户提供） 15

5供货范围 16

5 公用工程 18

6 买卖双方分工及施工要求 19

6.1买卖双方工作分工 19

6.2 现场施工要求 20

6.2.1 系统电源、电缆铺设要求 20

6.2.2 系统气源要求 20

6.2.3 平台设备开孔尺寸要求 20

6.2.4 采样点位选点要求 20

6.2.5 平台、扶梯要求 20

7 客户服务 20

8 质量保证 21

1.项目概述

VOCs（VolatileOrganicCompounds）学名挥发性有机物，按照卫生组织的定义，沸点在50—250℃的化合物，室温下饱和蒸气压超过133.32Pa，在常温下以蒸气形式存在于空气中的一类有机物为挥发性有机物（VOCs）。VOCs 成分复杂，目前已经监测出的VOCs 有300 多种，按其化学结构的不同，可以进一步分为烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类、醇类和其他化合物等，是大气、水质、土壤和其他沉积物中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物。其毒性、刺激性、致癌作用对人类健康造成较大影响，可对人造成损害神经、肺中毒、血液中毒、肾脏中毒、肝脏及新陈代谢中毒等损害。

因此，研究环境中挥发性有机物的存在、来源、分布规律、迁移转化及其对人体健康的影响逐渐受到人们的重视，对它的排放监控迫在眉睫，而其工业源为VOCs 排放的主要来源；

根据目前环保标准，需要把现场测量数据进行连续分析，截取数据需要及时的分析和传输到环保局相关单位；根据现场VOC烟气检测因子含量低、水份大、腐蚀性大的特殊工况；南京康测自动化设备有限公司集多年环境监测系统的研发与应用经验，根据技术，成功推出CEMS-8000 VOCs 烟气挥发性有机物连续监测系统，能够让分析系统更可靠，更真实的应用于对各种工业固定污染源排放有机物的实时监测。本分析系统和仪表采用先进技术，性能稳定可靠，自动化程度高，检测范围宽；高品质的硬件和高集成的智能化工控机处理软件使系统满足实时监测的苛刻要求。     

目前分析系统已经成功应用在石油化工、电子工业、医疗、橡胶制品、有机溶剂制造、喷涂、汽车制造、印刷等行业。

组格化的应用方案已经应用于城市环境空气在线监测，化工园区排放口或厂界挥发性有机物在线监测等领域；

2、标准和规范

n GB3095－2012 《环境空气质量标准》

n HJ/T76-2007 《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》

n GB16297-1996 《大气污染物综合排放标准》

n GB12519-1990 《分析仪器通用技术条件》

n GB 3836-2000 《爆炸性气体环境用电气设备》

n GB 50058-92 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》

n GB 50093-2002 《自动化仪表工程施工及验收规范》

n HG-20505—2000 《过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号》

n GB50493-2009 《石油化工可燃气体和有体监测报警设计规范》

n EEMUA  《在线分析仪系统的设计和安装》

n IEC 60079 《爆炸性气体环境用电气设备》

n IEC 60529 《外壳防护等级(IP 代码)》

n IEC/CENELEC 《危险区域电缆外壳和安装规程》

n ISA S 12.4 《用以降低危险区域等级的仪表吹扫》

n ISA S75.04 《爆炸和危险环境下的法兰控制阀的连接尺寸》

n ASME Ⅷ 《安全阀校准程序》

n BS 5308 《仪表电缆》

n SH/T3082-2003 《石油化工仪表供电设计规范》

n SH/T3081-2003 《石油化工仪表接地设计规范》

n NFPA NO.70 《美国国家电气规程（NEC）》

n IEC79 《用于爆炸性气体环境中的电气设备》

n IEC61779 《可燃气体检测仪》

n IEC60364 《设备安全间隔》

n IEC61000 《电磁兼容性》

n ISA PR 12.1 《危险环境中的电动仪表》

n API RP 555 《工艺分析仪表》

3、连续检测系统简介

CEMS-8000 VOCs 固定污染源挥发性有机物连续监测系统由由在线气相色谱仪、烟气采样探头子系统、预处理子系统、供气子系统、数据采集及处理子系统、温压流子系统组成。

。在线样品前处理装置可实现管道样品中粉尘的有效去除，防止烟气中的粉尘进入到分析系统中，对系统器件造成损坏，影响仪器的使用寿命；样品传输管路加热至恒定温度，保证样品的稳定传输，有效防止样品在传输过程中的损失，提高样品检测的准确度；在线气相色谱仪采用先进的色谱分离检测技术，检测量程宽、检测灵敏度高，可有效监测烟气排放前非甲烷总烃的浓度变化；测量信号送入数据采集与处理子系统，通过模拟信号传输至DCS 系统，实现工作现场的无人值守连续监测运行。该系统具有现场数据实时传输功能，可通过DCS 系统监控测试结果变化趋势。

整套系统结构简单，动态范围广，实时性强，组网灵活，运行成本低，同时系统采用模块化结构，组合方便。并且能够与企业内部的环保平台和环保部门的数据系统通讯。图1图2为系统布局图和系统机柜图；图3为分析系统的技术指标。

                               （图1示上）

                                （图2示上）

         分析系统技术参数：

（图3示上）

4.分析系统技术方案

4.1 分析系统组成

CEMS-8000 VOCs固定污染源挥发性有机物连续监测系统由在线气相色谱仪、烟气采样探头子系统、预处理子系统、供气子系统、数据采集及处理子系统、温压流子系统组成。

在线气相色谱仪采用色谱技术进行非甲烷总烃组分和苯、甲苯及二甲苯的分析检测，检测灵敏度高、线性范围宽、交叉污染小，可以有效的监测管路中非甲烷总烃组分和苯、甲苯及二甲苯组分浓度的变化。  

烟气采样探头采用防腐蚀采样管，高温伴热技术，具备自动伴热控温、采样截止、自动反吹、带全流程标定等功能；

预处理子系统采用直接高温泵正压抽取、全程高温伴热技术，有效的减少了样品在传输过程中的损失，保证检测结果的准确性。

零气发生器和氢气发生器子系统采用*的技术，供气可靠性高，质量好，能够满足需求；

数据采集与处理子系统由中央单元、上位机（工控机）、VOC 在线连续监测系统监测软件等构成；工作站上位机软件汇总所有的气体浓度信息和工作状态信息，具有生成报表、存储数据、查询历史记录、与环保部门联网通信等功能。通过配置不同容量的采样定量环，实现不同体积样品的获取，从而实现对治理出口不同浓度样品的在线分析检测。

温压流一体化检测仪采用内置集成温度、压力和差压3种变送器，其中温度参数由温度变送器测量和输出，压力参数由压力变送器测量和输出，流速参数通过差压变送器测量的差压大小再由上位机程序转换后得到（在第二部分里具体介绍）。

分析系统主要技术优势如下：

l 分析仪表可靠性高，检测灵敏度高，响应速度快；

l 模块化设计，结构紧凑，可靠性高；

l 全程高温伴热，仪表至加热盒流路没有冷点，预处理针对样气损失小，仪表测量值误差小；

l 高温泵正压取样，取样和标定对仪表测量值干扰小；

l 取样单元和预处理进行防腐蚀处理，流路没有堵塞现象，能够应用于含水量大，腐蚀性大，防爆性要求高的场合；

4.2 在线气相色谱仪

 在线气相色谱仪    

 在线气相色谱仪被设计成19英寸机柜式安装结构，其产品外观如图所示。内部设计采用集成化、模块化，模块间分布紧凑，主要包括气路及气路控制模块、柱箱及柱箱控制模块、阀箱及阀箱控制模块、检测器及检测器控制模块、电路模块和工控机模块等。

色谱仪采用气相色谱法原理，采用两个定量环、一个六通阀、一个十通阀、切换阀、一根分离甲烷的色谱柱、一根总烃色谱柱，一个FID检测器的解决方案。在确保各项性能指标均达到国家标准的前提下，实现较高的测试性价比。具体的工作原理主要是通过泵将样品抽到定量环中定量，六通阀和十通阀同时切换，总烃定量环中的样品快速通过总烃柱到达FID检测器，测定总烃浓度，甲烷定量环中的样品通过填充柱，样品在填充柱中分离，甲烷经过填充柱到达FID，测定甲烷浓度，然后六通阀和十通阀同时切换至原始位置，利用反吹的方式将仍滞留在填充柱中的非甲烷总烃通吹扫至出口，完成检测。通过总烃和甲烷含量的差值计算得到非甲烷总烃的含量，极大缩短分析周期。总烃检出限为0.03 mg/m3，甲烷检出限为0.03 mg/m3，可以满足标准HJ/T38的要求。除外，还具有以下几个特点：

• 对FID检测器进行重新设计加工，提高检测器的灵敏度水平；
• *的电子压力控制单元，优化流路控制和温度控制，提高分析精度；
• 实时环境温度和压力补偿，适应多种环境条件；
• 特殊的阀箱设计，既支持固定污染源废气，也支持环境空气；
• 自动校准功能，可设定周期性自动校准和质量控制点；
• 响应时间短，分析时间短；
• 支持一台仪器对多个工况点实施循环监测；
• 实现模块化设计和功能化区块，可根据客户需求定制功能模块；
• 内置工控机，触摸屏设计，支持web远程操作；
• 支持与前段各种前处理设备信号对接；
• 数据输出支持与工控机连接。

作为一台在线气相色谱仪，可以重复收集和分析隔膜泵抽进来的气体样品，实时监测气体样品中甲烷、总烃和非甲烷总烃的含量。气路图如图所示。

空闲状态

进样分析状态

FID 检测器全称为氢火焰离子化检测器，是气相色谱检测器中应用较为广泛的一种检测器，该检测器以氢气和空气燃烧生成的火焰为能源，当有机化合物进入火焰时，在高温下产生化学电离，电离产生出比基流高几个数量级的离子。组分浓度不同，电离产生的离子流强度不同，因此可以根据电离产生的离子流信号的大小进行有机物组分的定量分析。

FID 检测器具有灵敏度高、线性范围宽、稳定性好等特点。仪器中采用的为微型FID 检测器，该检测器中集成了火焰温度传感器，当火焰熄灭时，可以自动点火，若点火失败，可切断氢气供气，保证安全。

技术规格参数：

4.3 烟气采样探头

烟气采样探头     FP-100

产品描述: FP-100采样探头根据燃烧工艺多种工况条件（高温、高湿、高粉尘、高腐蚀）专业设计的采样探头和采样器，采样探头自带有温度控制及显示、自动反吹单元、自动标定等功能。采样探头采用可调节温度控制器，温度控制在180℃±10%，可以调节；采样管和滤芯等部件采用耐高温的材料制造，样气采样探头腔体制的过滤器是根据不同工况设计的，具备过滤好，气阻小功能，具备不同工况和系统设计需求，反吹控制装置定期对采样探管和样气采样探头的过滤器进行反吹，防止烟尘堵塞样气采样探头探管及过滤器导致烟气采样气路堵塞。

特点：

1．烟气采样探头，箱体保温厚度达到30mm，整体流路伴热180℃以上，没有温度冷凝点

2．样气流路不锈钢材质，过滤芯和腔体特殊设计，更具备快速拆卸功能

3．高温球阀截止功能，反吹气体伴热，粉尘反吹效果更好，具备取样、反吹、探头标气标定功能

4．密封垫为石墨材料,整体不锈钢材料，特制高温截止球阀（阀体耐220℃高温），高温和高效反吹

应用：

该装置适用于燃烧过程后废气样气的连续采集CEMS分析系统的烟气采样，广泛应用于电力行业，冶金行业，水泥炉窑行业的含水分、含粉尘、含焦油较高的分析系统样气采集。

技术参数

4.4 预处理子系统

预处理子系统采用整体加热盒加热，预处理部件全部置于加热盒内，由二级过滤器、高温抽气泵、气控截止阀、调节针阀及流量计等器件组成，再由伴热盒通入分析仪。这样能够完成样气的多级处理，使分析仪表可以得到洁净、无冷凝，符合要求的样气，确保其能够长期可靠的运行。

预处理由机柜、加热盒、电控单元等部分组成，流程图如下：

4.5 供气子系统

供气子系统包括：氢气发生器和零气发生器，主要用于提供CEMS-8000 VOCs型固定污染源VOCs排放连续监测系统载气、FID 检测器燃烧气和FID 检测器助燃气，供气系统持续提供稳定的供气压力和流量，可保证分析仪器连续在线运行。

氢气发生器   OHG-400

产品特点：

1计算机智能控制，全中文液晶显示，自动补水，自动显示流量，流量可根据用量自动调节。

2仪器内部采用全封闭设计，大限度避免碱液的伤害，同时降低温度，延长电解池寿命。

3内置完善的智能保护措施，超压，超流量等都能完善的保护，有RS232接口可与主机通讯。

零气发生器   ZA-400

产品特点：

1 高效催化：采用高温催化氧技术，以多种贵金属材料做催化剂。

2洁净高效，内置进口脱水膜和颗粒过滤装置，使产品露点降至-20℃以下。

3可选装二氧化碳，氮氧化物及无机硫脱除等项目。

4.6 数据采集与处理子系统

CEMS-8000 VOCs型固定污染源VOCs 排放连续监测系统工控机自动进行监测数据的采集、分析及处理，检测结果数据通过网络连接可以自动上传至企业DCS 控制系统，向企业内部的DCS输送检测结果数据和报警信息。

仪表操作人员在办公室内可以通过安装在工控机上的VOC 有机废气自动监测软件监控查询所有测量信息和仪表工作状态信息。可设置监控数据的报警上限和下限浓度值，超出限值自动报警；能够检索任意时间点的监测数据和任意时间段的报表。

4.7 温压流一体化检测仪

温压流一体化监测仪

型号：TPF-200

产品特点：

1. 低量程温压流使用超高精度差压传感器实现0～5m/s低流速测量；

2. 带液晶显示操作单元，提供良好的人际交互界面，一体化，结构精巧，方便安装；

3.取样管在高温、高湿、高温粉尘环境下具有很高的耐腐蚀性；

4.根据现场安装条件，可以选择整体或分体式安装；

机箱单元由温度变送器、压力变送器、差压变送器和流速反吹电磁阀等组成，内部原理如下图所示：

技术参数：

4.8 分析小屋（用户自备）

分析小屋主要进行CEMS-8000 VOCs型固定污染源VOCs 排放连续监测系统及相关附属设备的安装及调试，分析小屋安装有空调，可以为在线分析仪器提供稳定的运行环境，保证仪器长期连续稳定运行。

分析小屋的建设应符合国家环保部下发的国控重点污染源自动监控能力建设项目污染源监控现场端建设规范。

1) 站房位置：小屋具体位置根据现场情况而定,离测点越近越好，与排放口采样点距离小于20M。

2) 监测站房尺寸：站房高度应满足设备操作和维护的需求，站房外形尺寸为3m(L)×3m(W)×2.7m(H ) 。（实地建设站房内部高度不小于2.7 米）

3) 站房基础条件：站房具备防漏、防尘、通风、消防、接地、避雷等基础条件。

4) 温湿度控制：站房内安装安装1.5P 冷暖,暖气空调，并保证环境温度：5~40℃，相对湿度≤85%。

5) 站房电源:常规电源-站房内供电电压符合AC 220V±10%，频率50Hz；功率不小于6Kw。实地用电功率为2kw+40Lw（L 为采样管线长度）。电源引入线应适用照明电源，严禁使用动力电源来电源进线应有浪涌保护器来电源应有明显标志，防止用户意外断电；接地线应牢固，并有明显标志；站房电源开关的设置应设系统总开关，对每台仪器均应设置独立控制开关；

6) 站房结构：站房结构可为砖混/彩钢房，彩钢房外墙彩板厚度≥0.6mm，内墙彩板厚度≥0.5mm；保证强度；保温层不低于100mm，阻燃型；

7) 站房透光窗：站房设有透光窗，其尺寸不小于600mm×600mm；

8) 站房门禁系统：站房设置二级门禁系统并设有开启记录器，可查询开启时间、次数；

9) 站房的设置：监测用房的设置应考虑到不对企业正常生产条件和环境造成影响；

10) 站房整合利用：站房对原有在线监控设备进行整合，并确保原系统设备正常运行。

11) 分析小屋内需固定的设备包括：

Ø 分析机柜及标准气钢瓶；

Ø 机柜可用膨胀螺栓直接固定在地面上或预埋槽钢或钢板固定，

Ø 标准气钢瓶固定采用钢瓶架固定，钢瓶架根据钢瓶实际数量现场制作。

12) 小屋开孔：

采样管进线孔。采样管线的进线孔开在机柜顶部的上方，即进线孔离地面高度大于2200mm。电缆进线孔。可采用墙壁上开孔或电缆沟的方式。桥架的开孔。安装在墙壁上方，挨近屋顶位置，距离侧面墙壁1 米处。

技术参数如下：

5供货范围

CEMS-8000 VOCs型固定污染源VOCs在线监测系统供货清单：

5 公用工程

CEMS-8000 VOCs 型固定污染源VOCs 排放连续监测系统可以在恶劣的环境下长期安全运行，所需公用工程如下：

6 买卖双方分工及施工要求

6.1 现场施工要求

买方需提供现场配套工程实施资源，保证监测系统能够准确安装和安全运行。

6.2.1 系统电源、电缆铺设要求

电源：市电电源，220VAC±10%，频率50±1Hz；

平台与分析小屋间的伴热管线、电缆线铺设要求：铺设要求采用桥架，桥架规格不小于

150mm*100mm。平台上线缆铺设要求走桥架，桥架规格不小于100mm*50mm。

6.2.2 系统气源要求

系统气源主要包括：采样探头反吹气体和分析仪器运行气体，气体压力和流量要求稳定。

其中采样探头反吹气体由买方提供，分析仪器运行气体由卖方提供，具体要求如下：

采样探头反吹气体要求纯净，压力低0.4MPa。

6.2.3 平台设备开孔尺寸要求

采样探头开孔数量： 1 个尺寸：Ø 50 mm；其他开孔根据图纸和技术要求；

6.2.4 采样点位选点要求

需要买方明确烟囱的直径尺寸。参考环保标准HJ/T 76-2007，测量点的要求如下：

优先选择垂直管段和烟道负压区域，垂直烟囱优先选择在烟囱的1/3 处；

采样点位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于2 倍直径，和距上述部件上游不小于0.5 倍直径处； 

环保验收对比孔应在烟气采样孔断面下游约0.5 米处预留。

6.2.5 平台、扶梯要求

采样平台为检测人员采样设置，应有足够的工作面积使工作人员安全、方便地操作，平台面积应不小于1.5m，并设有1.1m 高的护栏，采样孔距平台面约为（1.2~1.3）m。当采样平台设置在离地面高度≥5 米的位置时，应有通往平台的Z 字梯/旋梯/升降梯。

7 客户服务

我公司以提高顾客满意度为根本目标，从服务力量、服务流程、服务内容等各个方面为客户提供*的优质服务。

我公司经过多年的经验总结，形成了一套完整合理的客户服务流程体系，服务流程包括、系统设计、采购、生产、检验、工程实施、投运、维护等各个环节。公司对相关的服务流程持续的完善和优化，使系统服务的质量管理更加标准化、程序化、规范化，为系统服务工作奠定了扎实的基础。

我公司为客户提供技术咨询、方案设计、技术交流、产品制造、系统集成、现场勘察、工程实施、技术培训、故障处理、回访、巡检等全过程、*、全系列的服务。这些服务让客户体验到高质量的服务，为客户创造了更高的服务价值。

8 质量保证

正常质量保证期为项目验收之日起1年或者货到之日起18个月，以时间先到者为准。

质保期内如发现提供的设备本身有质量或功能问题，供货方免费调整、维修或更换；对于非设备本身原因造成的产品故障或质保期外的问题，我方提供优惠的服务或备件。

产品质量和客户服务*纳入我公司的质量管理体系，公司按照ISO9001-2000要求，以提高顾客满意度为根本目标，保证所提供的货物*买方的技术要求，并保证系统的功能完整。卖方所提供的产品严格按照GB/T19001质量体系文件要求，从产品设计、采购、生产制造、检验测试、安装调试到售后服务的各个阶段，推行严格的过程控制，确保为买方提供优质的产品和优质的服务。

服务质量控制：公司质量管理部负责对服务部门的服务质量监督与管理，接受买方投诉，跟踪投诉处理过程，进行买方服务满意度调查和分析。当因产品或服务质量问题引起投诉事件发生时，该部门将通过详细了解事情的前后，给予买方一个满意的答复，并且协助工程服务部门进行整改，并跟踪结果，推进买方服务质量的提高。以防止类似事件的再次发生，从而保证服务质量的快速稳步提高。