根据企业实际生产情况,主要排放污染物特征及环保部的相关监管要求,建立起符合国家及地方环保规范标准的企业厂界环境空气VOCs在线监测系统。对厂界无组织排放的非甲烷总烃或特征有机物进行在线实时监测,同时检测气温、气压、风速、风向和湿度,按当地环保部门要求提供联网监测数据,达到环境监管要求。
建设内容
建设适用企业厂界无组织VOCs在线监测系统及相关配套设施,满足国家及地方相关法律法规。建设内容主要包括:
1.分析站房(新建或利用原有);
2.环境空气采样系统
3.环境空气挥发性有机物在线监测系统安装;
4.气象五参数监测仪安装
5.电源线缆敷设;
6.防雷及接地系统建设(改造或新建);
政策标准依据
挥发性有机物在线监测系统技术方案
系统组成
按照环保物联网的三层网络架构,环境空气挥发性有机物在线监测系统的建设分为现场端建设、传输网络建设和监控中心建设三部分。
(1)现场端建设
本监测系统可对环境空气挥发性有机物进行24小时自动连续监测,现场端建设系统组成包括:
1)污染气体监测系统:监测非甲烷总烃的浓度;
2)气象参数监测系统:测量风向、风力、气压、温度、湿度;
3)采样系统:由采样头、总管、支路接头、抽气风机、排气口等组成;
4)富集单元(选配):在线冷阱富集仪,测量组分时需要;
5)校准系统(选配):动态校准仪,测量组分时需要;
6)气源系统:包括氢气发生器、零气发生器、氮气
7)工控子站系统:可连续自动采集污染气体监测仪、气象仪、现场校准的数据及状态信息等,并进行数据处理、贮存和上传。
企业厂界环境空气/无组织挥发性有机物在线监测系统技术方案
(2)传输网络建设
通过RS232/485接口与VOCs监测主机对接进行数据采集,按照HJ/T212通讯协议进行测量数据的本地处理及存储,通过4G或有线等传输网络将现场监测数据实时上报至监控中心、当地环保部门。可显示实时、分钟、小时、日、月全部数据,数据采集率在95%以上。当浓度、排放速率超过排放标准时,系统界面显示超标报警信息并记录状态,数据可提取并打印。
(3)智能化监控平台
接收来自现场端的数据信息,包括实时分析数据、实时处理效率、监测系统内部的各种状态信息,系统运维信息,反映设别的运行情况。可通过PC网页、手机APP、手机微信,实现多元化、移动化、便捷化实时监控。
运行环境
环境空气挥发性有机物在线监测系统运行条件:
供电电压:220(±20%)VAC/(50-60)Hz
湿度:(0-85%)RH
气压:(86~106)kPa
所有设备的总用电量(kW):主机柜功率≤2kW;
监测方法
常规监测项目及测量方法说明如下表:
企业厂界环境空气/无组织挥发性有机物在线监测系统技术方案
系统特点
该系统采用国标GC-FID监测技术对企业厂界环境空气中挥发性有机物浓度进行实时的在线监测。监测项目为非甲烷总烃或特征组分,同时监测风向、风力、气压、温度、湿度等多种气象参数。
系统具有时间设定、校对、显示功能。
系统采用冷阱预浓缩装置,可实现对低浓度环境空气中的污染物进行监测。
系统采用EPC技术控制载气、空气和氢气流量,精度高,重复性好;
系统具有故障自检功能,自动识别系统故障信息并储存记录。
系统具有完善的报警功能,包括超温报警功能、主要部件故障警报功能。
系统具有载气流量不足报警功能,当载气量不足时,系统自动停止运行。
系统具有自动点火功能。系统受外界影响或短暂跳闸等情况发生程序中断,电力恢复后系统可实现自动启动,自动点火,自动恢复运行状态。
系统具有火焰熄灭自动检测功能,火焰熄灭自动切断氢气。
系统具有自动或手动校准功能。系统全程校准从探头开始,对整个系统气路校准。
具有安全管理功能,具备二级以上管理权限,进行用户名和密码验证后,才能进入系统,所有操作均能自动记录并持久存储。
自主研发数据采集和分析软件,可根据企业用户需要进行针对性调整
系统可记录、存储、显示查询、导出、传输打印任意时段的报表,数据报表格式与环保部门要求的报表格式一致,历史数据至少保存3年。
数据采集设备具备在线诊断功能,检查设备运行状态,包括系统通讯状态、仪器通讯状态、平台通讯数据、配置情况、软件运行状态等。
采样系统
主要由防尘帽、上管、下管(上、下管称采样主管)、可升降支架、风机装置以及温度控制仪等部件组成。被测空气样品由防尘帽进入大气采样器后流过上、下管被引风机排出室外。下管安装有取样口与监测仪器连接。
环境空气挥发性有机物在线监测系统是一款为环境行业提供气体监测业务的终端设备。采用先进的GC-FID技术对挥发性有机物进行实时的在线监测。可对数据进行采集、处理、分析、存储并上传。该系统性能稳定可靠,自动化程度高,检测范围宽,高品质的硬件和智能化的处理软件使仪器能够满足在线监测的要求。
监测设备由大气采样器、气体发生器、预处理系统、气相色谱仪检测单元、数据采集分析系统组成。
环境空气经大气采样器采样后,到达预处理系统,经过除尘、稳定流量等处理后进入气相色谱仪多通阀上的定量管。稳定后,多通阀切换至进样状态,载气载着样气进入到色谱柱进行分离,被测组分先后进入检测器被检测。检测到的信号通过信号放大器被放大,然后被输入到色谱工作站进行计算处理。处理后的结果经无线网或有线网进行上传。
(1)零气发生器
零级空气发生器的工作原理是采用外置封闭式无油静音活塞泵吸收自然环境中的空气,经初级过滤后进入活塞泵内压缩成高压气体,然后通过气路管道输入储气瓶、储气瓶内部设有气水分离装置,将空气中少量积水排除,空气则通过除烃模块和高精度稳压系统再进入两个过滤器内进行二次吸附净化,即可输出高纯净压缩空气供气相色谱仪使用。
仪器中设有保护装置,当系统压力超过时即自动断电。以保证仪器的安全运行。
(2)氢气发生器
氢气发生器由电解池、开关电源、压力控制、流量控制、干燥净化、流量显示等系统组成,通过电解氢氧化钾水溶液得到氢气。本仪器具有电解面积大、池温低、性能好、产气量大、纯度高等优点,设有液体回流装置,可有效的确保仪器无返液现象,并设有超压断电功能,保证仪器使用安全。
(3)预处理单元
预处理系统是针对企业排放的挥发性有机物浓度自动进行实时监测而设计的,它能够自动完成样气的多级处理过程,使分析仪器可以得到尽可能干净的、流速稳定的样气,确保其能够工作的更加长久。本系统主要由过滤器、采样泵、空气压缩机、电磁阀、流量计等组成。具有除尘、流量控制等功能,并能自动完成取样分析和反吹等功能。前端的采样、控温、校准及进样状态的控制与显示,采用嵌入式一体化的液晶触摸屏来实现。
(4)气相色谱仪
气相色谱仪是以气体作为流动相(载气)。当样品被送入进样器后由载气携带进入色谱柱。由于样品中各个组份在色谱柱中的流动相(气相)和固定相(液相或固相)之间分配或吸附系数的差异。在载气的冲洗下,各个组份在两相间作反复多次分配,使各个组份在色谱柱中得到分离,然后由接在色谱柱后的检测器根据组份的物理化学特性,将各个组份按顺序检测出来。最后由色谱工作站将各个组份的检测结果以图形方式记录下来,色谱工作站还可以直接打印包括各个组份检测结果数据的分析报告。
气相色谱仪由柱箱、进样器、检测器、气路控制系统和微机控制系统组成,可满足HJ604-2017、HJ38-2017的要求。
(5)工控子站及软件
挥发性有机物在线监测系统软件是新泽仪器根据国家环保标准,并针对本公司的挥发性有机物在线监测系统的硬件开发的用于挥发性有机物连续监测的数据采集和数据处理软件,双通道信号采集,谱图数据自动分析,自行出具最终结果。
数据采集、处理和控制系统由数据采集处理模块、数据存储模块、数据转发模块组成。数据采集模块通过通讯线路获取色谱仪发出的监测数据和预处理系统发出的系统状态信号,通过计算和统计后显示在用户界面上,如数据显示、实时曲线显示等,同时把数据存储到数据存储模块。数据转发模块读取数据存储模块中的数据,按照监控平台协议通过有线网络或无线传输仪把数据转发到监控平台。
安全管理功能
系统具备高级安全管理功能,由系统管理员统一管理。系统管理员可以进行所有的系统设置工作,可设定操作人员密码、操作级别,设定系统的设备配置等,系统安全管理为二级系统操作管理权限;
操作人员需通过账号、密码才能进入控制界面。一般操作人员只能进行日常查询、例行维护和操作,不能更改系统设置;
系统所有的控制操作、设定更改等均自动记录并入库保存;
系统受外界影响,或短暂跳闸等情况,发生造成程序中断、系统可实现自动启动,自动恢复运行状态,并记录出现故障的时间和恢复运行时间
在线冷阱富集仪
VOCs富集装置操作简单,可以根据样气中的组分浓度,调整浓缩比例,装置可实现C2-C12组分无损吸附,满足各种环境对预处理要求。装置采用先进的冷肼捕集和智能吹扫技术,可实现低浓度环境空气VOC组分的富集。
企业厂界环境空气/无组织挥发性有机物在线监测系统技术方案
技术优势
采用半导体制冷灵活方便
采用全钝化不锈钢管路,无残留,无交叉污染
采用高温进口电磁阀,最高使用温度240℃(可定制330℃)
电磁阀与传输线的连接点处于加热保温箱内,无传输冷点,保证了样品的完整性
经济实用,维护简单,无需制冷剂制冷,极大降低运行成本
动态校准仪
动态校准仪是一款高精度气体校准仪,设备通过质量流量计控制输出不同比例的流量,实现配置不同的气体浓度,主要应用于VOCs在线监测设备、环境空气监测设备的标定与气体质量控制。
产品特点
高精度进口质量流量计控制配比,可靠性高,重复性好,零漂小;7寸触摸屏显示,菜单式结构,操作简单方便;稀释范围广,最大可实现1:1000的样气稀释比例;支持多种气体同时稀释,响应速度快,满足现场标定需要;全过程软件自动控制,实时监控气体流量和气体浓度值;具有自动清洗功能,根据程序设定自动执行管路清洗;具有开机自检功能,设备异常时发出报警提示;所有气路采用惰性化材料,维护量少,维护费用低。
数据采集传输单元
环保数采仪是针对环境在线监控(监测)系统开发的一款高性能数据采集传输设备。采用ARM9处理器,内置嵌入式Linux操作系统和实时数据库,具有较强的技术扩展性和前瞻性。W5100HB-III通过模拟量接口、开关量接口以及数字接口(RS232/485)完成对各类前端智能传感仪器、仪表的信号接入,然后进行本地的数据分析入库、业务数据计算、现场数据展示、历史数据存储等,支持4G传输,将数据远传至监控中心,满足环保领域各级国控、省控及市控环境在线监控(监测)系统的要求。产品符合HJ/T212《污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》,HJ477《污染源在线自动监控(监测)数据采集仪技术要求》等行业标准。当排放源装置出于启动、停运、检修等非正常工况状态下采集的数据为无效数据时间段。污染物浓度检测结果以干基标准状态值。
气象五参数在线监测仪
集成化的自动气象站,可以测量风向、风力、气压、温度、湿度等多种气象参数,数据按照设定的采样间隔自动采集保存。
挥发性有机物在线监控平台
挥发性有机物在线监控平台利用先进的计算机技术、通信技术,能够将各个污染源现场的VOCs监测数据和视频数据汇总到环保部门,对重点污染源企业进行24小时监控和集中监管,实现全天候在线监控重点污染源企业的挥发性有机物排放情况。
来自挥发性有机物在线监测设备的数据,可接入企业DCS监控系统。可采用web端浏览或使用手机微信监控平台,随时浏览各监测点VOCs监测数据,全面地了解辖区内环境污染状况。