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天津市固定污染源挥发性有机物连续监测系统安装联网技术
时间: 2017/08/28    浏览量:
适用范围:
      本技术要求规定了固定污染源废气挥发性有机物连续监测系统的组成、主要技术指标、安装要求和联网要求。
      本技术要求适用于天津市辖区内固定污染源废气挥发性有机物连续监测系统的安装和联网。
规范性引用文件:
      本技术要求内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本适用于本技术要求。
      GB/T 16157  固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法
      HJ/397      固定源废气监测技术规范
      HJ/75       固定污染源烟气排放连续监测技术规范(试行)
      HJ/76       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/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)数据采集传输仪技术要求
      HJ 732      固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法
      DB12/524    天津市工业企业挥发性有机物排放控制标准
      GB50057     建筑物防雷设计规范
      GB50205     钢结构结构施工质量验收规范
      GB50093     自动化仪表工程施工及质量验收规范
      GB50168     电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范
      GB4208      外壳防护等级(IP代码)
      GB13306     标牌
      GB29812     工业过程控制分析小屋的安全
      GB3836      爆炸性环境
术语和定义:
下列术语和定义适用于本技术要求。
1. 非甲烷总烃
      除甲烷以外的碳氢化合物(其中主要是C2~C8)的总称,这里指本技术要求规定的条件下,用氢火焰离子化检测器所测得的除甲烷以外的碳氢化合物及其衍生物的总量,以碳计。
2. 挥发性有机物
      在293.15K条件下蒸气压大于或等于10Pa,或者特定适用条件下具有相应挥发性的全部有机化合物(不包括甲烷),简称VOCs。
3. 挥发性有机物连续监测系统
      挥发性有机物连续监测系统指连续监测固定源废气中挥发性有机物排放浓度和排放量所需的全部设备。
      按照监测对象的不同,分为用于挥发性有机物总量监测指标的非甲烷总烃(NMHC)连续监测系统和分组分挥发性有机物监测连续监测系统。
4. 零点漂移
      在测定前后,仪器对相同零气的测定结果的偏差与校准量程的百分比。
5. 量程漂移
      在测定前后,仪器对相同标准气体的测定结果的偏差与校准量程的百分比。量程漂移测定优先选择校准量程80%的标准物质。
6. 示值误差
      仪器对标准物质的测定结果与标准物质体真值的相对误差。标准物质查核优先选择校准量程40%~60%的标准物质。
7. 维护周期
      不需要进行任何外部手动维护,系统能够满足规范技术要求的最小维护间隔。
8. 实时值
      指监测到的挥发性有机物质量浓度实时值。
9. 有效小时均值
      指1小时内的有效数据的算术平均值。
10. 有效日均值
      1 日内不少于固定污染源运行时间(按小时计)的75%的有效小时均值的算术平均值。
11. 月平均值
      1 月内不少于固定污染源运行时间(按小时计)的75%的有效小时均值的算术平均值。
12. 数据有效采集率
      数据有效采集率是在监测时段内实际采集的有效数据的个数与理论上应采集数据的个数之比的百分数:
      式中:n—在监测时段内实际采集的有效数据的个数;
      N—在监测时段内理论上应采集数据的个数。
系统组成与技术要求
1.系统组成 
      固定污染源挥发性有机物连续监测系统由挥发性有机物采样及预处理子单元,挥发性有机物监测单元,数据采集、传输和处理单元,网络通讯单元及其他辅助设备等组成。
      1.1 挥发性有机物采样及预处理子单元
      挥发性有机物采样及预处理子单元对固定污染源中产生的挥发性有机物进行连续自动采样、稀释及浓缩预处理等。
      1.2 挥发性有机物监测单元
      挥发性有机物监测单元测量样气中挥发性有机物浓度、样气参数(温度、压力、流速或流量、湿度等)。
      1.3 数据采集、传输和处理单元
      数据采集、传输和处理单元采集、存储各种监测数据,同时计算样气中挥发性有机物的排放速率和排放量,显示和打印各种参数、图表。并按后台服务器指令定时向后台服务器传输连续监测数据和设备的工作状态。
      1.4 网络通讯单元
      网络通讯单元实现与环保部门监控平台网络实时通讯功能,具有包括接收并响应来自监控平台网络远程采样、数据交互、启动分析以及网络校时、系统重启等操作指令。
      1.5 其他辅助设备
      其他辅助设备包括现场显示屏幕、供电电源、连续监测系统安装基础等。
2.外观要求 
      2.1 固定污染源挥发性有机物连续监测设备应在醒目处应标识产品铭牌,铭牌标识应符合GB/T 13306的要求。同时,应在仪器醒目位置标识分析流路图。
      2.2 软件显示界面应为中文,且字符均匀、清晰,能根据显示屏提示进行全程序操作。
      2.3 固定污染源挥发性有机物连续监测设备各部件组装应坚固、零部件无松动,各操作按键使用       2.4 固定污染源挥发性有机物连续监测设备主要部件都应具有相应的标识和编号。
3. 工作环境要求
连续监测设备在以下环境中应能正常工作
      3.1 室内环境温度:(15~35)℃;室外环境温度(-20~50)℃;
      3.2 相对湿度:≤85%;
      3.3 大气压:90~105kPa;
      3.4 工作电压:单相(220±20)V,频率为(50±0.5)Hz。
4. 基本功能要求
      4.1 应具有时间设定、校对、显示功能。
      4.2 应具有记录、存储、显示、传输、打印各类参数、数据、图谱、图表等功能。
      4.3 应具有接收并响应网络远程控制的功能,包括外部触发采样、数据交互、启动分析以及网络校时、系统重启等功能。
      4.4 应具备手动或者自动进行零点漂移和量程漂移校准功能。
      4.5 应具有安全管理功能,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,同时支持智能检索并支持数据导出为文本及EXCEL报表。
      4.6 应具有净化功能,能克服烟气压力,保持采样探头,采样管道等系统清洁并易于检修维护。
      4.7 采用氢火焰离子化检测器的监测系统,须具有通过自动火焰检测功能检测到火焰熄灭故障状态后,自动点火,恢复仪器正常运行或者启动熄火保护的功能。
5. 主要技术指标
      5.1 零点漂移:24h零点漂移不超过校准量程的±5%。
      5.2 量程漂移:24h量程漂移不超过满量程的±5%。
      5.3 示值误差:相对误差不超过15%。
      5.4 分析周期:非甲烷总烃分析仪应小于5分钟。
组分分析仪应小于40分钟。
      5.5 维护周期:大于等于168小时。
6. 流速主要技术指标要求
      参照HJ/T 75中指标要求。
7. 温度主要技术指标要求
      参照HJ/T 75指标要求。
8. 湿度主要技术指标要求
      参照HJ/T 75指标要求。
设备安装要求
1. 一般要求
      a. 位于固定污染源排放控制设备的下游。
      b. 不受环境光线和电磁辐射的影响。
      c. 烟道震动幅度尽可能小。
      d. 安装位置应避免烟气中水滴和水雾的干扰。
      e. 安装位置不漏风。
      f. 安装连续监测系统的工作区域必须提供永久性电源,以保障监测设备的正常运行。
      g. 采样或监测平台易于人员到达,有足够的空间,便于日常维护和对比监测,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,当采样平台设置在离地面高度≥20米的位置时,应有通往平台的升降梯。具体要求参照HJ/T 75 中烟气CEMS安装要求。
2. 具体要求
      a. 依据产品生产工艺流程及排污节点图和烟气治理工艺流程图确定安装点位,绘制连续监测系统安装布置图。
      b. 安装点位于气态污染物混合均匀的位置,测得的气态污染物浓度或者排放速率能代表固定污染源的排放,应优先选择在垂直管段和烟道负压区域,测定位置应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。具体要求参照HJ/T 75 中烟气CEMS安装要求。
      c.  固定污染源排放废气中含强腐蚀性气体时,样气经过的器件或管路需选用耐腐蚀性材料。
      e. 如样气中粒状物含量过高,应设置过滤器,必要时需安装高频高压自动反吹装置。
      f. 如在防爆区安装,设备需具有防爆安全性并通过防爆安全检验认证或安装在符合现场安全管理的防爆房间内。监测系统的防爆等级应能达到安装环境的危险场所的分类等级。
      g. 采样探头、采样管线、仪表回路所用的材质为低吸附性和低气体渗透率,不释放干扰物,所监测的目标VOCs 在气路中能稳定保存。材质选择可参照HJ 732-2014附录A 中的实验验证结果。
      h. 应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;同时应具备近端校准功能。
      i. 采取抽取式采样法,采样管线走向优先为垂直向下走向,如达不到,应保证走向向下倾斜度大于5°,管路无低凹或凸起,最小弯曲半径不小于30cm。
      j. 采取抽取式采样法,样品传输管线应长度适中;样气湿度较大时,应使用加热传输管线或者稀释法。加热传输管线应温度均匀稳定、保温性能良好,加热传输管线温度设置应大于样气露点温度或者样气温度10℃,不能有露珠凝结。其实际温度值应能够在机柜或系统软件中显示查询。
      k. 固定污染源烟气净化设备设置有旁路时,连续监测系统探头应安装于混合排气筒,同时应在旁路内安装流量连续计量装置。
      l. 若一个固定污染源排气先通过多个烟道后进入该固定污染源的总排气管时,应将连续监测系统安装在该固定污染源的总排气管上。不得只在其中的一个烟道上安装一套连续监测系统,将测定值的倍数作为整个源的排放结果。
      m. 如采用连续监测系统数据计算末端处理装置去除率,应在处理装置前后各安装连续监测系统。
3. 安装施工要求
      3.1.  施工单位应熟悉连续监测系统的原理、结构、性能,编制施工方案、施工技术流程图、设备技术文件、设计图样、监测设备及配件货物清单交接明细表,施工安全细则等有关文件。
注:设备技术文件应包括资料清单、产品合格证、机械结构、电气、仪表安装的技术说明书、装箱清单、配套件、外购件检验合格证和使用说明书等。
注:设计图样应符合技术制图、机械制图、电气制图、建筑结构制图等标准的规定。
      3.2. 设备安装前的清理、检查及保养:
按交货清单和安装图样明细表清点检查设备及零部件,缺损件应及时处理,更换补齐;
运转部件如:取样泵、压缩机、监测仪器等的滑动部位均需清洗、注油润滑防护。
      3.3. 参比方法采样孔内径应≥80 mm,并安装法兰。
      d. 烟气流速采用皮托管法测量的设备,安装时全压口应正对烟气流向,静压口背向烟气流向,与气流方向的偏差角度最大不得超过±5º。
      3.4. 从探头到分析仪的整条采样管线的铺设应采用桥架方式,管线倾斜度不得小于5º,防止管线内积水,在每隔4 m~5 m 处装线卡箍。
      3.5.  电缆桥架安装应满足最大直径电缆的最小弯曲半径要求。电缆桥架的连接应采用连接片联结。配电套管应采用钢管和PVC 管材质、配线管,其弯曲半径应满足最小弯曲半径要求。
      3.6. 电缆的敷设应将动力电缆与信号电缆分开敷设,保证电缆通路及电缆保护管的密封,自控电缆敷设应符合输入、输出分开,数字信号、模拟信号分开的配线和敷设的要求。
      3.7. 安装精度和连接部件坐标尺寸应符合技术文件和图样规定。
      3.8. 各联接管路、法兰、阀门封口垫圈应牢固完整,均不得有漏气、漏水现象。
      3.9.  所有的管路、气路阀门、排水系统安装后应畅通和启闭灵活。连续监测系统空载运行24h后,无渗漏现象。
      3.10.  连续监测系统应满足设计承压要求,采用模拟试验检验,管路不得出现脱落、漏气、漏水、振动强烈现象。
      3.11 反吹系统应进行耐压强度试验,试验压力为常用工作压力的1.5 倍。
      3.12在防爆等区域安装施工、检查和维护应符合GB3836标准中相关要求。
4. 监测站房要求
      4.1 监测站房的基础荷载强度≥2 000 kg/m2,其面积应≥2.5m×2.5m,空间高度应≥2.8 m,站房建在标高≥0 m 处。
      4.2 监测站房内应有空调和冬季采暖设备,空调安装不能正对设备吹扫,室内温度应保持在10℃~30℃,湿度应≤60%,空调应具有来电自动重启功能,站房内应安装排风扇。
      4.3 监测站房内配电功率能够满足仪表实际要求,功率不少于8 kW,至少预留三孔插座5 个、稳压电源1 个、UPS 电源一个。
      4.4 监测站房的防雷系统除符合GB 50057 的规定外,还应符合以下要求:

      a. 系统仪器设备的工作电源应有良好的接地措施,接地电缆应采用大于4 mm2的独芯护套电缆,接地电阻小于4Ω,且不能和避雷接地线共用;
      b. 平台、监测站房、交流电源设备、机柜、仪表和设备金属外壳、管缆屏蔽层和套管的防雷接地,可利用厂内区域保护接地网,采用多点接地方式。厂区内不能提供接地线或提供的接地线达不到要求的,应在监测站房附近重做接地装置;
      c. 电源线和信号线设防雷装置;
      d. 接地线和零线不得共用,主机柜外壳和可导电的金属外壳要可靠接地;
      e. 电源线、信号线与避雷线的平行净距离≥1 m,应避免交叉;
      f. 由烟囱或主烟道上数据柜引出的数据信号线要经过避雷器引入监测站房,应将避雷器接地端同站房保护地线可靠连接;
      g. 信号线为屏蔽电缆线,屏蔽层应有良好绝缘,不可与机架、柜体发生摩擦、打火,屏蔽层两端及中间均需做接地连接。

      4.5 监测站房仪器应排列整齐,监测仪器顶平直度和平面度应不大于5 mm,监测仪器牢固固定,可靠接地。二次接线正确、牢固可靠,配导线的端部应标明回路编号。配线工艺整齐,绑扎牢固,绝缘性好。
      4.6 监测站房的安装和设施配置要符合现场安全管理需要,在防爆等区域建设应参照GB29812的相关规定,结构和建设符合区域安全管理要求。
5. 数据管理要求
5.1 数据采集和控制
      数据采集系统能实现定时采样、随机采样、实时采样、直接采样、事件触发采样功能;能完成与数据处理与远程通讯子系统进行双向数据交换的功能,系统代码参照附录C.4系统编码表执行,挥发性有机物代码参照附录C.5 监测参数编码表执行;能记录测定数据和仪器运行状态数据,根据运行状态按HJ/T212的要求给出相应的状态标记,包括工作正常、电源故障、仪器故障、设备维护、设备校准、数据超标、数据补传等状态,详见如下表。
5.2 数据处理系统
      数据处理系统应随时接收现场数据采集系统发来的各种信息,进行处理、存储、显示相应数据和报警信息。数据处理系统应能存储3年以上实时数据和网络上报数据,数据存储空间不小于4G字节。同时系统应提供数据智能检索操作,具备将检索数据导出为文本及EXCEL格式的功能,且可对分析谱图进行处理、存储、显示。
      数据处理系统有相应的人机接口和对应的输入输出设备,应能够图文显示监测数据和报警等其它信息,通过本系统可以在现场进行数据和报警等信息查询、系统参数配置和测量仪器的检查校准等工作,具有计算污染物排放浓度和排放量的功能(数据计算参照HJ/T 75 及DB12/524相关要求)。系统能够生成并保存《挥发性有机物排放连续监测小时平均值日报表》、《挥发性有机物排放连续监测日平均值月报表》、《挥发性有机物排放连续监测月平均值年报表》,其格式见附录A1、A2和A3。
5.3 安全管理
      设备应具有安全管理功能,具备二级以上管理权限:
      系统管理员:可以进行所有的系统设置工作,如设定操作人员密码、操作级别、设定系统设备配置等。
      一般操作人员:只进行日常例行维护和操作,不能更改系统的设置。
5.4 异常情况自动恢复功能
      实现系统时钟同步,具备自检及完善的断点自保护和死机自动恢复功能,故障前数据能存储并可方便地读取。当受外界强干扰、意外断电后又送电等情况发生时,造成程序中断,系统应能实现自动启动,自动恢复运行状态并记录出现故障时的时间和恢复运行时的时间。
联网要求
1. 网络通讯系统技术要求
      1.1 网络通讯系统随时接收数据采集和处理系统发来的各种信息,进行处理、存储、显示相应数据和报警信息,达到HJ477各项指标要求,通讯包数据结构定义详见附录 C.1通讯包结构组成,C.2 数据段结构组成,C.3数据区说明。
      1.2 网络通讯系统应参照附录C.4系统编码表进行标识,挥发性有机物监测项目参照C.5 监测参数编码表进行编码,系统应具备数据定时上传、应答补录和网络反控功能,需要实现附录C.6命令列表所规定的网络交互各项指令,并按附录C.7请求返回表、C.8执行结果定义表,C.9数据标识定义表进行应答,确保监管平台能准确完整地接收到数据。
      1.3 网络通讯系统能够至少存储3年监测和运行数据,至少具备普通用户、特权用户两级权限并提供安全的密码认证机制,禁止对网络通讯子系统内部存储的历史监测数据作任何篡改。
      1.4 应具有定时自检功能以及意外掉电后来电自动重启和故障自动恢复功能。
2. 通讯网络接入方式
      固定污染源挥发性有机物连续监测设备采用GPRS、CDMA、ADSL、光纤、3G 网络(WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000)、PLC、4G 网络(TD-LTE、FDD-LTE)、WIMAX等方式,实现与监控平台安全数据交换。
3. 联网管理要求
      3.1 固定污染源挥发性有机物连续监测设备完成现场安装,并正常运行 168 小时后,可向环保管理部门指定的技术部门提交“入网申请单” (具体格式见附录 B)。
      3.2 联网通讯协议参照HJ/T212和本技术要求中附录C的相关规定执行,网络通讯包示例参见附录C.10。如遇该协议升级或改版,应能适时兼容或按照新的传输协议修改现场数据采集软件,以保证数据正常传输。
      3.3固定污染源挥发性有机物连续监测系统应保证数据采集率达到 75%以上。
      3.4 固定污染源挥发性有机物连续监测设备应具备向两个及以上监控平台同时上传数据功能,且满足以下条件:
      a) 数据一致性:连续监测系统应与各监控平台的数据保持一致;
      b) 通讯独立性:连续监测系统均可以接受各监控平台的反控指令,单个平台的通讯故障不影响其他平台数据通讯;
      c)采用HJ/T212 中规定循环冗余校验(CRC)算法(见附录D);
      3.5 如连续监测系统不具备本规范6和7的功能,应安装符合要求的环保数据处理和通讯系统,实现上述功能。






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