双路VOCs监测系统建设方案
天津智易时代科技发展有限公司
目录
一、项目概况 1
1、背景介绍 1
2、依据标准 1
3、建设方案 2
测量项目 3
测量方法 3
4、系统特点 3
二、综合管理平台 4
1、GIS地图展示 4
2、数据查询 5
数据传输 6
3、统计报表 6
月度或季度数据分析 8
4、设备管控 8
设备组设置 8
5、报警管理 9
6、用户管理 10
三、仪器设备方案 12
1、 监测取样 12
2、 预处理过程 13
3、气体分析仪 13
1）测量原理 13
2）PID传感器 14
4、报警装置 16
5、ZWIN-PVOC-100型双VOCs监测系统 17
1）技术指标 17
3）设计标准 18
6、风量仪 19
外形尺寸 19
技术指标 19
四、分析系统 19
1）取样单元（探头、过滤器、温控器）； 19
2）预处理单元（取样泵、除湿、细过滤、排水等）； 20
3）风量检测单元 20
4）去除率的计算 20
5）数据采集与处理 20
四、工程安装 22
1、需方要提供的公用条件 22
2、设计分工 22
3、系统安装与实施 22
1）开孔位置 22
2）安装平台 22
3）仪器间要求 22
4、现场安装指导、调试和验收 23
5、培训计划 23
五、质保售后 24
附：案例图片 24
一、项目概况1、背景介绍
为了响应厦门市相关政策以及各企业的项目需求，在进行治理措施前后均需要安装VOC监测设备，从而计算出治理设备的去除率，智易时代特别推出一款ZWIN-PVOC-100型双VOCs监测系统，可以连续监测TVOC度、去除率、风速、风量、流速等多项相关参数，并统计排放率、去除率等。从而对测量到的数据进行有效管理。
ZWIN-PVOC-100型双VOCs监测系统由TVOC浓度监测、去除率、风速、风量、流速监测及数据采集与处理系统组成。
TVOC气态污染物监测采用抽取式冷凝法，其原理是利用PID监测原理，采用PID检测器监测VOCs浓度；风速、风量、流速等的监测，采用风速仪测量；将所有的测量信号送入数据采集与处理系统。
输出处理系统具有现场数据实时传送、远程故障诊断、报表统计和图形数据分析等功能，实现了工作现场的无人值守。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，并且能够完全满足与企业内部的DCS系统和环保部门的数据系统通讯的要求。
2、依据标准本实施方案的设计、实施、验收规范主要按下列标准和技术规范进行：
《固定源废气监测技术规范》HJ/397 《固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）》 HJ/T75-2007《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法（试行）》HJ/T76-2007《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T 16157《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》（HJT212-2005）污染源在线自动监控（检测）数据采集传输仪技术要求HJ477固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法 HJ732建筑物防雷设计规范 GB50057自动化仪表工程施工及质量验收规范GB50093电气装置安装工程电缆线路及验收规范 GB50168外壳防护等级（IP代码）GB4208标牌 GB13306爆炸物环境 GB3836《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法》HJ/T38-1999《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T16157-1996《空气质量甲苯、二甲苯、苯乙烯的测定气相色谱法》GB/T 14677《环境空气苯系物的测定固定吸附/热脱附～气相色谱法》HJ 583～2010《中华人民共和国国家标准恶臭污染物排放标准》GB 14554-93《固定污染源废气检测技术规范》HJ/T 397《大气污染物综合排放标准》GB16297-19963、建设方案本系统由气态污染物监测子系统、参数监测子系统及数据采集与处理子系统组成，其中VOCs污染物监测子系统和数据采集与处理子系统安装在标准机柜内。本系统设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求，均符合国家有关环境保护标准要求，满足中华人民共和国环境保护行业（HJ/T75-2007、HJ/T76-2007）标准要求。
系统组成如下图：
TVOC、去除率、风速、风量、流速等多项相关参数、工况（具体监测项目根据工况确定）。
测量方法TVOC采样方法：抽取式冷凝法
TVOC测量方法：PID
风量、流速等测量方法：风速仪
4、系统特点本系统采用双探头结构，可以计算出污染物治理前后的去除率；本产品适用于高浓度状态下使用，独特的间歇式工作方式，可以大大增加监测设备的使用寿命；监测仪在治理设施前后，对样气的预处理不同，广泛适用于各种工况条件；增设了监测风速、风量的功能。核心仪表采用气相色谱法测量VOCs浓度，测量精度高、可靠性好，受粉尘水分影响小，维护成本低。预处理系统中采用快速冷凝快速除水，确保气体组分不变。直接测量烟气干基值，符合国标要求。系统机柜可全面打开，极大提高系统维护的方便性。采用PLC可进行校准和系统吹扫，取样器温度、伴热管温度、冷凝器温度均参与系统控制，确保系统处于运行状态。系统也可使用各种快捷方式进行校准和系统吹扫等，为操作者提供方便。快捷方法降低了对操作人员的要求。系统控制同时将系统中的各种状态在线显示，以便实时掌握系统的运行状况。
二、综合管理平台1、GIS地图展示
数据可视化模块是利用GIS地图综合展示管理平台内所有VOCs在线监测监管相关数据信息，在环保部门内部工作总结、向外部进行工作汇报时，数据可视化的模块功能会为汇报提供直观明了的展示页面和数据信息，系统数据可支支持储存3年以上。
数据可视化模块的主要功能包括综合管理一张图、企业专题图、板块专题图和数据分析专题图。
将所有接入综合平台的VOCs监测点位在地图上以不同的图标展示，点击任意一个点位，会显示该点位的基本信息、实时数据和报警信息等。监测设备的类型以不同图标展示（例如：在线监测设备以圆形表示，报价监测设备以三角形表示等），监测点的不同状态可用不同颜色代表其当前的状态（例如，设备运行正常以绿色表示，断线以灰色表示，超标以红色表示等）。
可根据多需时间段或者企业名称查看监测实时数据、历史数据和企业信息。可以用图形和列表的形式查询VOCs的监测数据，包括小时数据、日数据等不同的数据类型。
支持数据导出等功能，可以生成相关的曲线图展示单个站点多个因子的历史变化趋势。
数据传输查看数据传输率、有效率、传输有效率。
数据展示支持多种表现形式，用户可根据筛选条件自行查看选定时间段内，监测数据的变化趋势和污染物状况，同时支持点位之间或者时间段之间的横向对比。点击右上角即可将数据结果导出打印。
3、统计报表
可根据用户需求定制制式表格，恒定表格长宽，直接导出无损格式。
按照时间段统计各监测点的日报表、月报表、年报表及大值、小值和平均值，支持将报表统计结果导出到本地。
月度或季度数据分析
包含VOCs在线监测企业的达比例、同比达标比例及环比数据等，可根据所设定的企业超标限值，标出重点排放企业。
4、设备管控对于安装在排放口的设备进行在线监控，显示实时状态及设备信息，与排放口监测设备的监测数据进行同步展示。
系统可以实现实时监视在线监测仪器是否正常工作，数据上传是否正常，从而清楚设备的运行状况及运行进度。当前端设备出现故障时，系统自动提供报警信息方便站点负责人及时知晓，并采取相应的解决措施，保证系统的正常、稳定运行。
设备组设置
设备组中可以设置点位集合。
5、报警管理报警管理实现对主要污染物排放的智能监控，对数据异常、设备故障等情况进行记录，通过界面提示、微信、短信等方式推送相关负责人和运维人员。
报警类型：联网异常报警、数据异常报警、监测设备故障报警。
系统内置监测因子的国家管控标准，同时每个监测点都可根据具体环境自行设置预警限值。达到限值时，系统自动推送报警信息，启用视频抓拍，记录监测点位名称、当前时间、监测值等数据，图像与视频做为资料可在平台直接预览。处理完毕或者恢复正常时，自动解除报警事件。
选择添加预警通知角色。
6、用户管理
系统功能模块化管理，按照访问模块的不同区分角色权限级别。编辑角色时，即可预置新用户权限。也可针对具体角色手动选择分配其权限范围。
对于不同的角色设置相应权限管理，一个角色关联了一套操作权限。系统共提供了四种操作权限。
高级管理用户：高级管理员用户拥有所有功能操作权限，此权限可作为环保局相关部门管理；
管理用户：拥有业务相关的功能操作权限，例如设备厂家即供应商可拥有辞此权限，管理设备基本情况及销售信息；
普通用户：只能进行系统中相关内容的查询操作，此权限可提供给安装企业，访问排放口安装设备的实时数据，查询报告报表、报警信息、导出数据等；
实现不同级别操作人员对数据访问范围和数据读写性的严格控制，建立完善的系统管理。
三、仪器设备方案
ZWIN-PVOC-100型双VOCs监测系统在本方案中采用泵吸式采样方式，探头按照国家规范安装在管道（或烟囱）的适当位置，由真空泵提供动力，抽取采集管道中的气体，经过伴热后迅速冷凝除水，然后通过分流阀，再经过一个精密过滤，样气进入分析仪表内部的十通进样阀进行采样。由于真空泵一直采样工作，分析仪表采集的样气为时刻更新的，而且十通阀还能对分析仪表进行大气平衡，保证了测量的准确性。
1、监测取样采用泵吸式采样方式，可直接抽取空气中的VOCs进行测量，通过内置真空泵进气。
技术参数：
品牌：托马斯流量：4.5L/min 持续真空度：-72kPa启动真空度：-72kPa寿命：大于8000h气体噪音：＜60db2、预处理过程预处理系统主要是无损的处理被检测气体中的颗粒物和水份等干扰因素，使处理后的被测气体满足要求。具备全系统校准功能，即能够完成从样品采集和传输装置、预处理设备和分析仪器的全系统校准；同时具备近端校准功能。
VOC气体在线监测系统通过采样泵将空气中的污染气体抽入机柜内，之后通过预处理系统除尘、除水、监测烟囱部分的高温气体降温等处理，排除粉尘及湿度对传感器的影响，提高传感器寿命。
3、气体分析仪1）测量原理
PID是一种光离子化检测器，主要用来检测浓度在1ppb-15000ppm数量级的低浓度挥发性有机化合物和其它的有体。PID是一个高度灵敏、适用范围广泛的检测器。
本系统使用了紫外灯（UV）光源将有机物分子电离成可被检测器检测到的正负离子（离子化）。检测器捕捉到离子化了的气体的正负电荷并将其转化为电流信号实现气体浓度的测量。当待测气体吸收高能量的紫外光时，气体分子受紫外光的激发暂时失去电子成为带正电荷的离子。气体离子在检测器的电极上被检测后，很快与电子结合重新组成原来的气体和蒸气分子。PID是一种非破坏性检测器，它不会”燃烧”或改变待测气体分子，经过PID检测的气体仍可被收集做进一步的测定。
理论上，所有的化学物质都能被离子化，但是它们被电离所需要的能量是不同的。能够转移一个电子和电离一个化合物的能量叫电离能，用电子伏特（eV）作为计量单位。紫外灯所发出的能量也可以用电子伏特来计量。如果某种气体的电离能低于灯发出的能量那么这种气体将被电离。
2）PID传感器
此款传感器采用不锈钢防爆外壳，*的泵吸式采样，将气体吸入气室，经过紫外灯离子化后通过传感器检测，测量范围宽广，量程可自由设定，智能的温度和零点补偿算法，可检测数千种气体，内置气体库，可多信号输出，友好清晰的人机界面，既方便操作又方便观察，传感器响应时间快，恢复时间快；支持离线标定，使用寿命长。
技术参数：
基本参数 | 工作原理 | PID 光离子化 |
传感器 | 智能数字传感器 | |
传感器品牌 | 采用美国进口华瑞 | |
采样方式 | 泵吸式 | |
量程 | 0-1000mg/m3； | |
检测精度 | ±5%F.S | |
工作电源 | 10～28VDC, 24V 时大工作电流 210mA | |
功率 | ＜5W | |
输出信号 | 4～20mA 、三级可编程报警继电器 30VDC、2ARS485 通讯（支持 MODBUS） | |
防护等级 | IP65 | |
电器接口 | 3/4″ NPT M | |
安装方式 | 2″立管/壁挂安装 | |
用户操作 | 三键式磁棒外部调节、设置 | |
标定 | 两点标定 | |
环境参数 | 环境温度 | -20℃～+55℃(变送器) |
-40℃～+55℃(传感器) | ||
环境湿度 | 0～95% RH (无冷凝) | |
环境压力 | 86～106KPa | |
显示 | 显示方式 | 128×64 点阵液晶，支持图文显示 |
外形 | 外形尺寸 | 257×201×107mm (HWD) |
外壳材质 | 不锈钢 | |
外壳颜色 | 金属原色 | |
重量 | 3.5 kg | |
防爆参数 | Um：28VDC（输入电源） | |
内置自清洗功能，现场可设置自清洗间隔；内置自校零功能，现场可设置自校零间隔。表头清洗：利用三通阀原理，待表头监测VOCs后，通入空气对表头进行清洗，使得表头内部长期处于样气低浓度状态，延长表头使用寿命；数据上传周期：1小时上报2个数据；利用3-5min时间监测样气VOCs浓度，然后通入空气清洗表头2-3次，完成一个周期；然后断电停止工作，20min后开始再次监测样气VOCs的浓度，开始下一个周期。在断电停止工作期间，采样泵与表头均未工作，可以延长其使用寿命。具体项目需求可自定义数据上传周期。4、报警装置
本方案设计除测定浓度超过预设值，通过平台端发送短信、微信、邮件等形式，可在设备端直接联动报进行现场报警。
技术参数：
工作电压：DC12V-24V
工作电流：＜50mA
防爆等级：Exd Ⅱ CT6GB
报警声音：（100±3）dB@10cm
发光强度：≥2cd@10cm
工作频率：2s/次
材质：304不锈钢
环境温度：-40℃～+70℃
环境湿度：0～95% RH (无冷凝)
5、ZWIN-PVOC-100型双VOCs监测系统本仪器是我公司推出的一款用于空气污染物实时、准确监测的产品。以PID光离子化为原理，采用泵吸式采样方式，可直接抽取空气中的VOCs进行测量，整套系统由气态污染物VOCs浓度监测、无线传输，数据采集三个子系统组成，结构简单，报警及时，动态范围广，实时性强，组网灵活，运行成本低。系统采用模块化结构，组合方便，可根据用户实际需求进行集成安装。
1）技术指标
传感器类型 | PID光离子 |
气体种类 | TVOC |
采样方式 | 泵吸式 |
气体量程 | 0.01~100ppm |
分辨率 | 10ppb，100ppb，1ppm（可选） |
精确度 | ≤±5%FS |
重复性 | ≤±2%FS |
零点漂移 | ≤±2%FS/6h |
跨度漂移 | ≤±5%FS/6h |
工作温度 | -10~80℃ |
工作湿度 | 0~95%RH（无凝结） |
工作电压 | 12-36VDC |
功率 | 1.5W |
响应时间 | T90＜5s |
使用寿命 | 大于5年 |
防爆等级 | 防爆等级不低于Ex DⅡBT4 ，采用防爆箱体 |
输出信号 | RS485数字信号 （链接配备智易软件的工控主机和个人电脑） 4-20mA模拟信号 （链接具备4-20mA接口的PLC及其他上位机） |
3）设计标准
ZWIN-PVOC-100型双VOCs监测系统具有制造计量器具CMC标志（中华人民共和国制造计量器具许可证）和产品铭牌。铭牌上标有仪器名称、型号、生产单位、出厂编号、制造日期。铭牌标识GB/T13306的要求。
ZWIN-PVOC-100型双VOCs监测系统仪器各部件组装坚固、零部件无松动，表面无明显缺陷各操作按键使用灵活，定位准确。
ZWIN-PVOC-100型双VOCs监测系统软件显示界面为中文，且字符均匀、清晰，能根据显示屏提示进行全程序操作。仪器各显示部分的刻度、数字清晰，涂色牢固，没有影响读数的缺陷。
ZWIN-PVOC-100型双VOCs监测系统备主要部件都具有相应的标识和编号。
6、风量仪外形尺寸技术指标
四、分析系统1）取样单元（探头、过滤器、温控器）；
按照国家规范将采样探头安装在烟道（或烟囱）的适当位置，采集烟道中的气体，并通过预处理系统后，将气体运送到检测器中。
2）预处理单元（取样泵、除湿、细过滤、排水等）；样气经过采样探头到达预处理系统，预处理系统经过采样球阀切换进入冷凝器进行汽水分离，冷凝水通过蠕动泵及时排出，经过冷凝器的冷凝除水，在经过三级精细过滤器进行除尘过滤，处理过的洁净的无尘无水的样气进入分析仪进行分析测量。
3）风量检测单元利用风速仪，风速仪是将流速信号转变为电信号的一种测速仪器，也可测量流体温度或密度。其原理是，将一根通电加热的细金属丝（称）置于气流中，在气流中的散热量与流速有关，而散热量导致温度变化而引起电阻变化，流速信号即转变成电信号。
4）去除率的计算利用分析仪可以监测出治理前后的2个VOCs浓度的数据，根据两者可以得到治理装置的去除率，从而了解使用治理装置的效果及作用。
5）数据采集与处理
数据采集器（选配）
模拟输入：8个输入通道
输出：模拟输出8通道或者GPRS一体化工控机windowsXP操作系统，6个232窜口，提供数采仪数据上传232接口分路器（选配）预留一路4-20mA，可以向企业DCS上传数据。
四、工程安装1、需方要提供的公用条件
供电 | 220VAC、50Hz,2kW,不包括加热管线和空调 |
加热管线 | 60W/m，空调（如果需要）1000W |
仪表空气 | 0.4～0.7MPa，洁净无油压缩空气，露点-30℃ |
主要工具 | 开孔钻、配用工具、水管等 |
钻头直径 | 60mm、75mm、100mm（砖烟道用） |
冲击钻 | 钻头直径10mm、12mm |
常用工具 | 6mm十字螺丝刀、250mm活口钳、3mm一字螺丝刀 |
安装材料 |
|
普通膨胀螺栓（金属） | M8mm |
管卡膨胀螺栓（金属） | 8mm |
普通膨胀螺栓（塑料） | 6mm、8mm |
固定管子尺寸 | 20mm、50mm |
其它 | 电缆护线管及其它常用材料 |
由需方提供取样点环境参数，包括取样点温度、含尘量、烟气含量等设计数据以及烟道直径、壁厚、离地面高度、烟道结构材料、环境年平均气温、低气温、大气压等，根据现场数据，由供方选型，设计方案满足使用要求。
3、系统安装与实施1）开孔位置取样点的位置一般选在样气进入烟筒之前砖或钢结构的水平烟道中心线上；也可以安装在烟囱上，结合项目需求，由专业人员安装位置，以满足需要。
2）安装平台安装平台的防护栏高度为 1.2m，平台的底面应使用防滑钢板；在平台的底部，沿着护栏的周边焊接一条 150mm 宽的钢板，以防止安装件掉下平台。
平台的底面距离烟道中心的距离为 1.4m，防护栏高度为 1.2m；平台使用钢架结构支撑，并与烟道固定；在平台一侧建造上下平台用的梯子。
3）仪器间要求位置：尽量靠近烟道上的测量位置（可以考虑在烟道的下面）。建筑尺寸：仪器间的使用面积应不小于 6m2（单套系统）。室内净高不小于 2.6m。室内环境要求：温度 10～35℃间、相对湿度 80%以下、通风、无震动、无强磁场干扰。电源：电源线通过缆沟进入仪器机柜下面。仪器与墙壁之间的距离不小于 500mm。4、现场安装指导、调试和验收在现场技术服务人员的指导下，根据我方提供的技术资料、检验标准、图纸及说明书对本项目设备进行安装、调试。安装、调试过程安排如下：
序号 | 工作内容 | 负责人 | 时间节点 |
1 | 设备验收 | 买方 | 半天 |
2 | 进厂准备（施工许可、场地安排和安全交底等） | 买方 | 半天 |
3 | 工程准备工作 | 买方 | 三天 |
4 | 设备安装 | 买方（卖方配合） | 二天 |
5 | 布线 | 买方（买方配合） | 一天 |
6 | 调试 | 买方（卖方配合） | 二天 |
7 | 联动 | 买方（卖方配合） | 一天 |
8 | 试运行 | 买方（卖方配合） | 待定 |
9 | 验收 | 买方和卖方 | 待定 |
10 | 交接 | 买方和卖方 | 一天 |
合同设备安装完毕后，我方派人指导调试，数据对接调试满足厦门环保局要求的传输协议，同时，可以支持并兼容对接上传至环保局监控平台。
调试期间我方会尽快解决调试中出现的设备问题。性能验收在全部设备安装调试完成后进行，这项验收买、卖双方参加，验收完毕各项性能达到指标后，买方签署本项目设备验收证书。
5、培训计划
序号 | 培训内容 | 计划 | 培训讲师 | 人数 | 地点 |
1 | 设备知识 | 2人2天 | 工程师 | 1～2 | 现场 |
2 | 设备安装、调试、运行、维护及检修 | 2人2天 | 工程师 | 1～2 | 现场 |
培训时间、人数、地点等具体内容计划如有异议，供需双方可自行商定。
五、质保售后我公司对整个系统提供十二个月的质量保证期，在质保期内公司定期对系统进行免费维护，免费更换备件。若系统出现故障，我方将在24小时内响应，如有必要，技术工程师48小时内到达现场。质保期满后，我公司将提供终身有偿维修保养服务，提供的备品备件价格。免费升级系统软件。对厂方人员进行免费培训。附：案例图片