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行業新聞

天津市固定污染源揮發性有機物連續監測系統安裝聯網技術

適用范圍:
      本技術要求規定了固定污染源廢氣揮發性有機物連續監測系統的組成、主要技術指標、安裝要求和聯網要求。
      本技術要求適用于天津市轄區內固定污染源廢氣揮發性有機物連續監測系統的安裝和聯網。
規范性引用文件:
      本技術要求內容引用了下列文件中的條款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本適用于本技術要求。
      GB/T 16157  固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法
      HJ/397      固定源廢氣監測技術規范
      HJ/75       固定污染源煙氣排放連續監測技術規范(試行)
      HJ/76       固定污染源煙氣排放連續監測系統技術要求及檢測方法(試行)
      HJ/T212     污染源在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準
      HJ477       污染源在線自動監控(監測)數據采集傳輸儀技術要求
      HJ 732      固定污染源廢氣揮發性有機物的采樣氣袋法
      DB12/524    天津市工業企業揮發性有機物排放控制標準
      GB50057     建筑物防雷設計規范
      GB50205     鋼結構結構施工質量驗收規范
      GB50093     自動化儀表工程施工及質量驗收規范
      GB50168     電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范
      GB4208      外殼防護等級(IP代碼)
      GB13306     標牌
      GB29812     工業過程控制分析小屋的安全
      GB3836      爆炸性環境
術語和定義:
下列術語和定義適用于本技術要求。
1. 非甲烷總烴
      除甲烷以外的碳氫化合物(其中主要是C2~C8)的總稱,這里指本技術要求規定的條件下,用氫火焰離子化檢測器所測得的除甲烷以外的碳氫化合物及其衍生物的總量,以碳計。
2. 揮發性有機物
      在293.15K條件下蒸氣壓大于或等于10Pa,或者特定適用條件下具有相應揮發性的全部有機化合物(不包括甲烷),簡稱VOCs。
3. 揮發性有機物連續監測系統
      揮發性有機物連續監測系統指連續監測固定源廢氣中揮發性有機物排放濃度和排放量所需的全部設備。
      按照監測對象的不同,分為用于揮發性有機物總量監測指標的非甲烷總烴(NMHC)連續監測系統和分組分揮發性有機物監測連續監測系統。
4. 零點漂移
      在測定前后,儀器對相同零氣的測定結果的偏差與校準量程的百分比。
5. 量程漂移
      在測定前后,儀器對相同標準氣體的測定結果的偏差與校準量程的百分比。量程漂移測定優先選擇校準量程80%的標準物質。
6. 示值誤差
      儀器對標準物質的測定結果與標準物質體真值的相對誤差。標準物質查核優先選擇校準量程40%~60%的標準物質。
7. 維護周期
      不需要進行任何外部手動維護,系統能夠滿足規范技術要求的最小維護間隔。
8. 實時值
      指監測到的揮發性有機物質量濃度實時值。
9. 有效小時均值
      指1小時內的有效數據的算術平均值。
10. 有效日均值
      1 日內不少于固定污染源運行時間(按小時計)的75%的有效小時均值的算術平均值。
11. 月平均值
      1 月內不少于固定污染源運行時間(按小時計)的75%的有效小時均值的算術平均值。
12. 數據有效采集率
      數據有效采集率是在監測時段內實際采集的有效數據的個數與理論上應采集數據的個數之比的百分數:
      式中:n—在監測時段內實際采集的有效數據的個數;
      N—在監測時段內理論上應采集數據的個數。
系統組成與技術要求
1.系統組成 
      固定污染源揮發性有機物連續監測系統由揮發性有機物采樣及預處理子單元,揮發性有機物監測單元,數據采集、傳輸和處理單元,網絡通訊單元及其他輔助設備等組成。
      1.1 揮發性有機物采樣及預處理子單元
      揮發性有機物采樣及預處理子單元對固定污染源中產生的揮發性有機物進行連續自動采樣、稀釋及濃縮預處理等。
      1.2 揮發性有機物監測單元
      揮發性有機物監測單元測量樣氣中揮發性有機物濃度、樣氣參數(溫度、壓力、流速或流量、濕度等)。
      1.3 數據采集、傳輸和處理單元
      數據采集、傳輸和處理單元采集、存儲各種監測數據,同時計算樣氣中揮發性有機物的排放速率和排放量,顯示和打印各種參數、圖表。并按后臺服務器指令定時向后臺服務器傳輸連續監測數據和設備的工作狀態。
      1.4 網絡通訊單元
      網絡通訊單元實現與環保部門監控平臺網絡實時通訊功能,具有包括接收并響應來自監控平臺網絡遠程采樣、數據交互、啟動分析以及網絡校時、系統重啟等操作指令。
      1.5 其他輔助設備
      其他輔助設備包括現場顯示屏幕、供電電源、連續監測系統安裝基礎等。
2.外觀要求 
      2.1 固定污染源揮發性有機物連續監測設備應在醒目處應標識產品銘牌,銘牌標識應符合GB/T 13306的要求。同時,應在儀器醒目位置標識分析流路圖。
      2.2 軟件顯示界面應為中文,且字符均勻、清晰,能根據顯示屏提示進行全程序操作。
      2.3 固定污染源揮發性有機物連續監測設備各部件組裝應堅固、零部件無松動,各操作按鍵使用       2.4 固定污染源揮發性有機物連續監測設備主要部件都應具有相應的標識和編號。
3. 工作環境要求
連續監測設備在以下環境中應能正常工作
      3.1 室內環境溫度:(15~35)℃;室外環境溫度(-20~50)℃;
      3.2 相對濕度:≤85%;
      3.3 大氣壓:90~105kPa;
      3.4 工作電壓:單相(220±20)V,頻率為(50±0.5)Hz。
4. 基本功能要求
      4.1 應具有時間設定、校對、顯示功能。
      4.2 應具有記錄、存儲、顯示、傳輸、打印各類參數、數據、圖譜、圖表等功能。
      4.3 應具有接收并響應網絡遠程控制的功能,包括外部觸發采樣、數據交互、啟動分析以及網絡校時、系統重啟等功能。
      4.4 應具備手動或者自動進行零點漂移和量程漂移校準功能。
      4.5 應具有安全管理功能,具備二級以上管理權限,進行用戶名和密碼驗證后,才能進入系統,所有操作均能自動記錄并持久存儲,同時支持智能檢索并支持數據導出為文本及EXCEL報表。
      4.6 應具有凈化功能,能克服煙氣壓力,保持采樣探頭,采樣管道等系統清潔并易于檢修維護。
      4.7 采用氫火焰離子化檢測器的監測系統,須具有通過自動火焰檢測功能檢測到火焰熄滅故障狀態后,自動點火,恢復儀器正常運行或者啟動熄火保護的功能。
5. 主要技術指標
      5.1 零點漂移:24h零點漂移不超過校準量程的±5%。
      5.2 量程漂移:24h量程漂移不超過滿量程的±5%。
      5.3 示值誤差:相對誤差不超過15%。
      5.4 分析周期:非甲烷總烴分析儀應小于5分鐘。
組分分析儀應小于40分鐘。
      5.5 維護周期:大于等于168小時。
6. 流速主要技術指標要求
      參照HJ/T 75中指標要求。
7. 溫度主要技術指標要求
      參照HJ/T 75指標要求。
8. 濕度主要技術指標要求
      參照HJ/T 75指標要求。
設備安裝要求
1. 一般要求
      a. 位于固定污染源排放控制設備的下游。
      b. 不受環境光線和電磁輻射的影響。
      c. 煙道震動幅度盡可能小。
      d. 安裝位置應避免煙氣中水滴和水霧的干擾。
      e. 安裝位置不漏風。
      f. 安裝連續監測系統的工作區域必須提供永久性電源,以保障監測設備的正常運行。
      g. 采樣或監測平臺易于人員到達,有足夠的空間,便于日常維護和對比監測,當采樣平臺設置在離地面高度≥5米的位置時,應有通往平臺的Z字梯/旋梯/升降梯,當采樣平臺設置在離地面高度≥20米的位置時,應有通往平臺的升降梯。具體要求參照HJ/T 75 中煙氣CEMS安裝要求。
2. 具體要求
      a. 依據產品生產工藝流程及排污節點圖和煙氣治理工藝流程圖確定安裝點位,繪制連續監測系統安裝布置圖。
      b. 安裝點位于氣態污染物混合均勻的位置,測得的氣態污染物濃度或者排放速率能代表固定污染源的排放,應優先選擇在垂直管段和煙道負壓區域,測定位置應避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。具體要求參照HJ/T 75 中煙氣CEMS安裝要求。
      c.  固定污染源排放廢氣中含強腐蝕性氣體時,樣氣經過的器件或管路需選用耐腐蝕性材料。
      e. 如樣氣中粒狀物含量過高,應設置過濾器,必要時需安裝高頻高壓自動反吹裝置。
      f. 如在防爆區安裝,設備需具有防爆安全性并通過防爆安全檢驗認證或安裝在符合現場安全管理的防爆房間內。監測系統的防爆等級應能達到安裝環境的危險場所的分類等級。
      g. 采樣探頭、采樣管線、儀表回路所用的材質為低吸附性和低氣體滲透率,不釋放干擾物,所監測的目標VOCs 在氣路中能穩定保存。材質選擇可參照HJ 732-2014附錄A 中的實驗驗證結果。
      h. 應具備全系統校準功能,即能夠完成從樣品采集和傳輸裝置、預處理設備和分析儀器的全系統校準;同時應具備近端校準功能。
      i. 采取抽取式采樣法,采樣管線走向優先為垂直向下走向,如達不到,應保證走向向下傾斜度大于5°,管路無低凹或凸起,最小彎曲半徑不小于30cm。
      j. 采取抽取式采樣法,樣品傳輸管線應長度適中;樣氣濕度較大時,應使用加熱傳輸管線或者稀釋法。加熱傳輸管線應溫度均勻穩定、保溫性能良好,加熱傳輸管線溫度設置應大于樣氣露點溫度或者樣氣溫度10℃,不能有露珠凝結。其實際溫度值應能夠在機柜或系統軟件中顯示查詢。
      k. 固定污染源煙氣凈化設備設置有旁路時,連續監測系統探頭應安裝于混合排氣筒,同時應在旁路內安裝流量連續計量裝置。
      l. 若一個固定污染源排氣先通過多個煙道后進入該固定污染源的總排氣管時,應將連續監測系統安裝在該固定污染源的總排氣管上。不得只在其中的一個煙道上安裝一套連續監測系統,將測定值的倍數作為整個源的排放結果。
      m. 如采用連續監測系統數據計算末端處理裝置去除率,應在處理裝置前后各安裝連續監測系統。
3. 安裝施工要求
      3.1.  施工單位應熟悉連續監測系統的原理、結構、性能,編制施工方案、施工技術流程圖、設備技術文件、設計圖樣、監測設備及配件貨物清單交接明細表,施工安全細則等有關文件。
注:設備技術文件應包括資料清單、產品合格證、機械結構、電氣、儀表安裝的技術說明書、裝箱清單、配套件、外購件檢驗合格證和使用說明書等。
注:設計圖樣應符合技術制圖、機械制圖、電氣制圖、建筑結構制圖等標準的規定。
      3.2. 設備安裝前的清理、檢查及保養:
按交貨清單和安裝圖樣明細表清點檢查設備及零部件,缺損件應及時處理,更換補齊;
運轉部件如:取樣泵、壓縮機、監測儀器等的滑動部位均需清洗、注油潤滑防護。
      3.3. 參比方法采樣孔內徑應≥80 mm,并安裝法蘭。
      d. 煙氣流速采用皮托管法測量的設備,安裝時全壓口應正對煙氣流向,靜壓口背向煙氣流向,與氣流方向的偏差角度最大不得超過±5o。
      3.4. 從探頭到分析儀的整條采樣管線的鋪設應采用橋架方式,管線傾斜度不得小于5o,防止管線內積水,在每隔4 m~5 m 處裝線卡箍。
      3.5.  電纜橋架安裝應滿足最大直徑電纜的最小彎曲半徑要求。電纜橋架的連接應采用連接片聯結。配電套管應采用鋼管和PVC 管材質、配線管,其彎曲半徑應滿足最小彎曲半徑要求。
      3.6. 電纜的敷設應將動力電纜與信號電纜分開敷設,保證電纜通路及電纜保護管的密封,自控電纜敷設應符合輸入、輸出分開,數字信號、模擬信號分開的配線和敷設的要求。
      3.7. 安裝精度和連接部件坐標尺寸應符合技術文件和圖樣規定。
      3.8. 各聯接管路、法蘭、閥門封口墊圈應牢固完整,均不得有漏氣、漏水現象。
      3.9.  所有的管路、氣路閥門、排水系統安裝后應暢通和啟閉靈活。連續監測系統空載運行24h后,無滲漏現象。
      3.10.  連續監測系統應滿足設計承壓要求,采用模擬試驗檢驗,管路不得出現脫落、漏氣、漏水、振動強烈現象。
      3.11 反吹系統應進行耐壓強度試驗,試驗壓力為常用工作壓力的1.5 倍。
      3.12在防爆等區域安裝施工、檢查和維護應符合GB3836標準中相關要求。
4. 監測站房要求
      4.1 監測站房的基礎荷載強度≥2 000 kg/m2,其面積應≥2.5m×2.5m,空間高度應≥2.8 m,站房建在標高≥0 m 處。
      4.2 監測站房內應有空調和冬季采暖設備,空調安裝不能正對設備吹掃,室內溫度應保持在10℃~30℃,濕度應≤60%,空調應具有來電自動重啟功能,站房內應安裝排風扇。
      4.3 監測站房內配電功率能夠滿足儀表實際要求,功率不少于8 kW,至少預留三孔插座5 個、穩壓電源1 個、UPS 電源一個。
      4.4 監測站房的防雷系統除符合GB 50057 的規定外,還應符合以下要求:

      a. 系統儀器設備的工作電源應有良好的接地措施,接地電纜應采用大于4 mm2的獨芯護套電纜,接地電阻小于4Ω,且不能和避雷接地線共用;
      b. 平臺、監測站房、交流電源設備、機柜、儀表和設備金屬外殼、管纜屏蔽層和套管的防雷接地,可利用廠內區域保護接地網,采用多點接地方式。廠區內不能提供接地線或提供的接地線達不到要求的,應在監測站房附近重做接地裝置;
      c. 電源線和信號線設防雷裝置;
      d. 接地線和零線不得共用,主機柜外殼和可導電的金屬外殼要可靠接地;
      e. 電源線、信號線與避雷線的平行凈距離≥1 m,應避免交叉;
      f. 由煙囪或主煙道上數據柜引出的數據信號線要經過避雷器引入監測站房,應將避雷器接地端同站房保護地線可靠連接;
      g. 信號線為屏蔽電纜線,屏蔽層應有良好絕緣,不可與機架、柜體發生摩擦、打火,屏蔽層兩端及中間均需做接地連接。

      4.5 監測站房儀器應排列整齊,監測儀器頂平直度和平面度應不大于5 mm,監測儀器牢固固定,可靠接地。二次接線正確、牢固可靠,配導線的端部應標明回路編號。配線工藝整齊,綁扎牢固,絕緣性好。
      4.6 監測站房的安裝和設施配置要符合現場安全管理需要,在防爆等區域建設應參照GB29812的相關規定,結構和建設符合區域安全管理要求。
5. 數據管理要求
5.1 數據采集和控制
      數據采集系統能實現定時采樣、隨機采樣、實時采樣、直接采樣、事件觸發采樣功能;能完成與數據處理與遠程通訊子系統進行雙向數據交換的功能,系統代碼參照附錄C.4系統編碼表執行,揮發性有機物代碼參照附錄C.5 監測參數編碼表執行;能記錄測定數據和儀器運行狀態數據,根據運行狀態按HJ/T212的要求給出相應的狀態標記,包括工作正常、電源故障、儀器故障、設備維護、設備校準、數據超標、數據補傳等狀態,詳見如下表。

5.2 數據處理系統
      數據處理系統應隨時接收現場數據采集系統發來的各種信息,進行處理、存儲、顯示相應數據和報警信息。數據處理系統應能存儲3年以上實時數據和網絡上報數據,數據存儲空間不小于4G字節。同時系統應提供數據智能檢索操作,具備將檢索數據導出為文本及EXCEL格式的功能,且可對分析譜圖進行處理、存儲、顯示。
      數據處理系統有相應的人機接口和對應的輸入輸出設備,應能夠圖文顯示監測數據和報警等其它信息,通過本系統可以在現場進行數據和報警等信息查詢、系統參數配置和測量儀器的檢查校準等工作,具有計算污染物排放濃度和排放量的功能(數據計算參照HJ/T 75 及DB12/524相關要求)。系統能夠生成并保存《揮發性有機物排放連續監測小時平均值日報表》、《揮發性有機物排放連續監測日平均值月報表》、《揮發性有機物排放連續監測月平均值年報表》,其格式見附錄A1、A2和A3。
5.3 安全管理
      設備應具有安全管理功能,具備二級以上管理權限:
      系統管理員:可以進行所有的系統設置工作,如設定操作人員密碼、操作級別、設定系統設備配置等。
      一般操作人員:只進行日常例行維護和操作,不能更改系統的設置。
5.4 異常情況自動恢復功能
      實現系統時鐘同步,具備自檢及完善的斷點自保護和死機自動恢復功能,故障前數據能存儲并可方便地讀取。當受外界強干擾、意外斷電后又送電等情況發生時,造成程序中斷,系統應能實現自動啟動,自動恢復運行狀態并記錄出現故障時的時間和恢復運行時的時間。
聯網要求
1. 網絡通訊系統技術要求
      1.1 網絡通訊系統隨時接收數據采集和處理系統發來的各種信息,進行處理、存儲、顯示相應數據和報警信息,達到HJ477各項指標要求,通訊包數據結構定義詳見附錄 C.1通訊包結構組成,C.2 數據段結構組成,C.3數據區說明。
      1.2 網絡通訊系統應參照附錄C.4系統編碼表進行標識,揮發性有機物監測項目參照C.5 監測參數編碼表進行編碼,系統應具備數據定時上傳、應答補錄和網絡反控功能,需要實現附錄C.6命令列表所規定的網絡交互各項指令,并按附錄C.7請求返回表、C.8執行結果定義表,C.9數據標識定義表進行應答,確保監管平臺能準確完整地接收到數據。
      1.3 網絡通訊系統能夠至少存儲3年監測和運行數據,至少具備普通用戶、特權用戶兩級權限并提供安全的密碼認證機制,禁止對網絡通訊子系統內部存儲的歷史監測數據作任何篡改。
      1.4 應具有定時自檢功能以及意外掉電后來電自動重啟和故障自動恢復功能。
2. 通訊網絡接入方式
      固定污染源揮發性有機物連續監測設備采用GPRS、CDMA、ADSL、光纖、3G 網絡(WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000)、PLC、4G 網絡(TD-LTE、FDD-LTE)、WIMAX等方式,實現與監控平臺安全數據交換。
3. 聯網管理要求
      3.1 固定污染源揮發性有機物連續監測設備完成現場安裝,并正常運行 168 小時后,可向環保管理部門指定的技術部門提交“入網申請單” (具體格式見附錄 B)。
      3.2 聯網通訊協議參照HJ/T212和本技術要求中附錄C的相關規定執行,網絡通訊包示例參見附錄C.10。如遇該協議升級或改版,應能適時兼容或按照新的傳輸協議修改現場數據采集軟件,以保證數據正常傳輸。
      3.3固定污染源揮發性有機物連續監測系統應保證數據采集率達到 75%以上。
      3.4 固定污染源揮發性有機物連續監測設備應具備向兩個及以上監控平臺同時上傳數據功能,且滿足以下條件:
      a) 數據一致性:連續監測系統應與各監控平臺的數據保持一致;
      b) 通訊獨立性:連續監測系統均可以接受各監控平臺的反控指令,單個平臺的通訊故障不影響其他平臺數據通訊;
      c)采用HJ/T212 中規定循環冗余校驗(CRC)算法(見附錄D);
      3.5 如連續監測系統不具備本規范6和7的功能,應安裝符合要求的環保數據處理和通訊系統,實現上述功能。

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