一、背景介紹

1、項目背景（jǐng）

煙氣排放連（lián）續監測係統（Continuous Emission Monitoring System）簡稱（chēng）CEMS。隨著環保事業（yè）的發（fā）展（zhǎn），CEMS的技術日（rì）趨成熟和規範。目前國內煙氣CEMS大多采用“大件係統集成”，即主要分析部件采用進口設備，這（zhè）樣對測（cè）量的準確性提供了保（bǎo）證，但國內的大氣汙染物排放標準與設備廠商所在國或地區相差較大，多數排放企業沒有（yǒu）對被測得汙染物成分充分地淨化（huà）處理，在高塵、高濕、流場不穩等客觀（guān）惡劣監測環境下，使（shǐ）得沒（méi）有改進的采樣探頭和分析儀器不太適合這樣的監測場所。

煙氣CEMS的實施需要對每個監測場所實（shí）行嚴格（gé）的現場勘查，熟悉被測試（shì）對象，單獨的進行合理設計（jì）與配置、選材和施工，而不是用統一規格（gé）的產品讓每一個現場去適應它。另外煙氣CEMS的運行是（shì）連續的，國內的市場環境造成銷（xiāo）售價格偏低和維護的備品備件跟不上，售後服務自然紙（zhǐ）上談兵。

隨著國家“十二五”規劃中節（jiē）能減排的政策出台（tái），以（yǐ）及（jí）行業內大氣汙染（rǎn）物排放標準（zhǔn）的改版升級，特別是2007年後，濕法脫硫技術的廣（guǎng）泛應用，導致許多顆粒物濃度低（dī）於150mg／m，因而顆粒物CEMS將主要以適合測量低濃度的散（sàn）射法為主（zhǔ）。同時氣（qì）態汙染物CEMS將向全譜分析和線狀光譜技術方向發展，測量（liàng）範圍則逐漸向低（dī）濃度發展，追求更（gèng）高的準確度和精密度。

對於固定汙染源廢（fèi）氣自動連（lián）續監（jiān）測係（xì）統而言（yán），另外一個重要的組成部分是數據采集與傳輸係統。該係統將重點發展數據加標技術，過（guò）程監控技術以及物聯網技（jì）術（shù）。

天津智易時代科技發展有限公司根據國家環保部對煙氣排放連續監測係統的技術（shù）要求及有關標（biāo）準（zhǔn），我們運用了先進的煙（yān）氣成分分析技術、自動控製技術（shù）以及計算機數據處理和網絡通訊技（jì）術，集（jí）成了一套（tào）煙氣排放連續監測係統。

智易（yì）時代CEMS采用國際先進的紅外分（fèn）析儀與煙（yān）塵、溫度、壓力、流（liú）量、濕（shī）度及相關的輔助設備，結（jié）合多年（nián）的（de）行業經驗，設計了一套功能齊全完善的CEMS。這套係統很（hěn）集中的（de）體現了我公司CEMS係統集成的優勢，更（gèng）加符合實際用戶所需。

2、建設依據

HJ/T76-2007《固定汙染源排放（fàng）煙氣連續監測係統技術要求及（jí）監測方法》HJ/T75-2007《火（huǒ）電廠煙氣排（pái）放連續監測技術規範》GB/T16157-1996《固體汙染源排（pái）氣中顆粒物測定與氣態汙染物采樣方法》國家環境保護總局《空氣和廢氣監測分析方法（fǎ）》（第（dì）四版）GB16297-1996大氣（qì）汙染物綜合排放標準GB13223-2007 火電廠（chǎng）大氣（qì）汙染物排放（fàng）標準HJ/T 212-2005 汙（wū）染源在線自動監控（監（jiān）測）係統數據傳輸標準ZBY120-83 工業自動化儀表工作（zuò）條件GB50093—2002 自動化儀表工（gōng）程施工及驗收規範SDJ9-87 電（diàn）測量儀表裝置設計（jì）技（jì）術規（guī）程NEMA-ICS6 工業控製設備及係統的外殼GB 50054-1995 低壓（yā）配電設計規範GB50057-1994 建築物防雷設計規範

二、建設方案

1、係統概況

CEMS主要由煙氣（qì）參數測量子係統（tǒng）、顆粒物CEMS、氣態汙染（rǎn）物CEMS、數據（jù）采集與傳（chuán）輸等單元集成而（ér）成，形（xíng）成一個集數據采集（jí）、處理（lǐ）、顯示、通訊、遠（yuǎn）程監控的一體化係統（tǒng）。如下圖：

2、功能特點

該CEMS係統具有以下特（tè）點：

⑴ 直接分析原樣，盡可能（néng）地保持煙氣物理和化學特性，樣氣具有代表性；

⑵ 反吹功能：CEMS的SO/NOx/O采樣（yàng）探頭（tóu）、煙塵（chén）儀發射端和接受端具有吹掃功能；能對探頭外表麵和內部進行（háng）反吹，減少顆粒物附著。

⑶ 指示功能（néng）：數據采集與傳（chuán）輸係統除了可以指（zhǐ）示上述提到的自診斷和報警內容，還可以顯示分析儀在校正循（xún）環中、校正（zhèng）氣瓶低壓、過量的校（xiào）正誤差（chà）等內容（róng）。

⑷ CEMS可長期無人值守（shǒu）；

⑸ 其它（tā）功能：主要（yào）分析儀器自診（zhěn）斷、自（zì）動控製、自動校準、係統網絡化、錯誤代碼指示等功能。

⑹ 數據處理係統：我（wǒ）公司自主研發的CEMS係統符合國（guó）家環保要求以及《火電（diàn）廠煙（yān）氣連續監測係（xì）統技術規範》的數據采集、控製和處理係統。詳細情況參（cān）見數據采集、傳輸係統介紹。

⑺ CEMS具有高可靠性、安全性、可維修性和可擴（kuò）展性。監（jiān）測設備（bèi）滿（mǎn）足兩套煙氣成分采樣探頭係統的運行要求（qiú），同時設計方案預留了一（yī）定的接（jiē）口和容量。CEMS可與（yǔ）電廠、電力局、環保局的局域網，可以遠（yuǎn）程通訊。

⑻ 配置的軟件（jiàn）與係統的硬件資源相適應，除係統軟件、應用軟件外，還配置了在線故障診斷和殺毒軟件等（děng）。

⑼ CEMS設計的分（fèn）析儀器和監測（cè）儀表包（bāo）含了為日常維護人員檢修提供的電信號接口（kǒu），極大地方便了技（jì）術人員檢修（xiū）。

⑽ 取（qǔ）樣探頭及過濾器可以自動反吹掃和遠程控製反吹（chuī）掃，防止堵塞；分析係統具有自動和遠程標（biāo）氣校核功能（néng）；分析儀器、采樣器、加熱器、伴熱管加熱器具有故障自動報警功能 。

⑾ 智能化：自（zì）動（dòng）調零，量程超限（xiàn）報警，濕度報警（jǐng），采樣頭溫度異常報（bào）警、冷凝器溫度異常報警、加熱溫度異常報（bào）警，低流速報警，主維護報警。

⑿ 儀器和係統日誌功能，記錄係（xì）統的各（gè）運行狀態參數，為係（xì）統數據的準確性和可靠性作為溯源的基礎。

⒀ 大屏幕觸摸屏工（gōng）業控製計算機，頁麵形象，操作簡單。

⒁ 采用電加熱控溫（wēn）幹法（fǎ）直接取樣方（fāng）式，輔助環節少（shǎo），可靠性高，能真實反映煙氣成分含量。

⒂ 係（xì）統具（jù）有自動標氣測試功能，可以自動完成係統（tǒng）校核功能（遠程校準或者半自動校準（zhǔn）），減少維（wéi）護工作量。

⒃ 采用工控機和PLC控製，自動化程度高，可采集係統的詳細狀態信息，可作為數據有效性審核的最有（yǒu）利資（zī）源。

⒄ 具有完善的維護提醒（xǐng）功能

⒅ 具備兩套數據庫，一套原（yuán）始存儲原始的氣站數據，另一（yī）套存儲按照國家相關（guān）數據修正（zhèng）規範修正的數據。

3、數據采集和（hé）處理係統

數據采集和處理係統（tǒng）的配置主要包括工控機，顯示器，CEMS監控（kòng）軟件（jiàn），數模輸出模塊。

1）係統功能：

數據采集采用PLC，包括模（mó）擬信號（hào）采集（jí）和狀態信號收集（jí）。在工控機內，根據溫度、壓（yā）力和流速等（děng）參數，將煙氣濃度換（huàn）算成標態，並計（jì）算出各煙氣（qì）汙染物的（de）總排放量，生成符合客戶要求的報表（biǎo）；

所提供（gòng）的數據處（chù）理係統硬（yìng）件能存儲不（bú）低於10年（取決於硬盤容量）的監（jiān）測小時平均值、監測參數數據，並（bìng）能檢索、打印和在屏幕上顯示出（chū）來；

2）數據的存儲和檢索功能（néng）：

所提供的數據處理係統（tǒng）硬件能存儲不低於10年（nián）的監測（cè）小時（shí）平均值、監測參數數據；

能檢索任意（yì）時間點的監（jiān）測數據和任意時（shí）間段的報表，並打印和在（zài）屏幕上（shàng）顯示出來；

3）數（shù）據輸出設備功能：

圖形、表格、曲線等方式顯示各參數和設備運行狀態；

能定時或人工請求製表並打印；

具有（yǒu）多級安全認證功能（設置密碼進入）；

具有排汙超標報警（jǐng）和事故報（bào）警信號功能；

4）數據遠程聯網功能：

多種通訊方法的選用使係統運行更為方便、靈活；

係統中可和環保局實現遠程（chéng）聯網監測；

現場數據實時傳送，兼容（róng）各種傳輸方式，可實現多級聯（lián）網，支（zhī）持（chí）環保部門對係統進（jìn）行遠程（chéng）反控操作；

係統提供95%以上的數據可利用率。係統（tǒng）數（shù）據可用率的計算基於係統運行並（bìng）收集數（shù）據的時間，扣除CEMS任何部件（jiàn）不能投（tóu）運的時間；

係統具有自（zì）我診斷功能及廠家遠程故障診斷功能；

能（néng）夠控製係統的日常運行（háng），包括：自動校正，自動反吹采樣（yàng）係統過濾器；

係（xì）統的數據采集和處理係統能全部打印出測量的汙染物成分，其數據處理方法（數據單位及計（jì）算條件）和生成的各種日、月、年報表符（fú）合相（xiàng）關標準的要求（qiú）。

智易時代（dài）還能為當地環保局安（ān）裝（zhuāng）設備的遠程監控軟件，並（bìng）能根據當地環保局發布的數據通訊協議修改我公司的遠程數據傳（chuán）輸格式。
3.1數據存儲（chǔ）

係統的數據采集控製器（qì）能保證（zhèng）存儲原始數據，可提供實時監測數據（7天以上（shàng）），日均值數據、月均（jun1）值數據和年均值數據（jù），且（qiě）所有均值數據存儲年限均在10年以上。

係統可瞬時采集各子係統的輸入（rù），所（suǒ）有（yǒu）數據（jù）實現每秒刷新一次，考慮係統標（biāo）校、反吹等維護時（shí）間，係統有效數據捕集（jí）率每季（jì）度及每（měi）年仍可保證達到95%以上。

3.2數據查詢和檢索

係統可設置條件查詢和顯（xiǎn）示曆史數據，內容包（bāo）括數據庫內記錄的所有汙染物排放相關數據、相關煙氣參數以及所有狀態及告警信息。係統能（néng）生成和打（dǎ）印小時（至少45min的有效數（shù）據）、日（至少18h的有效（xiào）數據）、月（至少22d的有效數據）、年報表，報表中包含最大值、最小值、平均值、參加統計的樣本數（shù）等。

係統（tǒng）各（gè）報表（biǎo）格式能在各企業在線監測係統技術報告中列出。(企業（yè）內部監控中心可通過（guò）內部局域網或內部（bù）電話交（jiāo）換（huàn）網（wǎng）對各監測點進行監視、數據查詢（xún）、數（shù）據下載（zǎi）等)

3.3數據顯示

工控處（chù）理模塊主界麵上顯（xiǎn）示（shì）各測量（liàng）值的幹基值、濕基值和折算值，各過程變量的實時數據和設備運行狀態（tài），也根（gēn）據用戶選擇以圖形、表格或曲線方式顯示（shì）數據。

3.4文檔管理

係統能對數據文檔（dàng）進行文檔保存和（hé）備份（fèn），能自動生成運行參數報告，數據報告，掉電記錄報告和操作記錄報告。數（shù）據（jù）報（bào）表中有各監測項目的標幹濃度、折算濃度、排放率，煙氣靜壓、溫度（dù）、流速、標幹流量等。所有顯示量和打印（yìn）表格和報表均符合HJ/T76-2001《固定汙染源（yuán）排放煙氣連續監（jiān）測係統技術（shù）條件及檢測方法》的要求。

3.5自（zì）診斷及報警

係統提供報（bào）警幹接點輸出功（gōng）能，這（zhè）些（xiē）報警中包括：

SO分析儀器異常報警

NOx分析儀器（qì）異常報警

O分（fèn）析（xī）儀器異常報警

分析儀器工作高、低溫度報警

供（gòng）氣係（xì）統異常報警

探頭失（shī）效報警

加熱管溫（wēn）度過高和過低報警

采樣流量不足報警

溫度測試儀失（shī）效報警

壓力傳感（gǎn）器失效報（bào）警

過濾器濕度報警

煙氣預（yù）處理係統（tǒng）異常報警

電壓異常報警

當1h監測數據滑動平均值（每15min滑動一次）超過排放標準時報警

3.6異常情況自（zì）動恢複

係（xì）統當受外界強幹擾、偶然意外或掉電後又上電等情況發生時，造成程序中斷，係統能實現自（zì）動啟動，自動（dòng）恢複運行狀態（tài）並記（jì）錄出（chū）現故（gù）障的（de）時間和恢複運行的時間，啟動後係統能通過自動標校操（cāo）作確定校準偏移（yí）量。

3.7數據通訊

係統具有數（shù）據通訊功能，周期地（dì）采集各個現場數據采集器發來的各種信息，進行處理、存儲、顯（xiǎn）示及上傳。係統能提供模擬信（xìn）號和RS232、RS422、RS485等數字（zì）信號的接入及輸出功能，可按照環保部門要求通過GPRS、電話撥號、電纜線、有線局域（yù）網、無（wú）線局（jú）域網、GSM、微波等多種傳（chuán）輸方式（shì），向有關部門定時傳（chuán）輸數據和圖表，並隨時接受數據查詢。

係統中預置了多（duō）種通信協議(國家、省、地、市的通（tōng）訊協議)，用戶隻需選擇通信端口和（hé）通信協議，借助GPRS就能（néng）實現數據遠程上傳。

支（zhī）持群發手機短信的方式發送排放數據和（hé）報警信息。客戶通過手機就可隨時隨地掌控係統運行情況。

3.8模塊化設計和擴展（zhǎn）升級接口

係統為模塊化結構設計（jì），具有擴展功能，可根據使用要求，實現單路、雙路或多路配置，並可根據（jù）要求加裝其他測量參數。

3.9安（ān）全管理（密碼權限）

係統具有安全管理功能，設有三級操作管（guǎn）理權限，操作人員需登錄工號和密碼後，才能進入控製界麵，且係統對所有（yǒu）的控製操作均自（zì）動記錄並入庫保存。係統管理員可以進行所有的係統設置工作，一（yī）般操作人員隻能進行日常例行維護和（hé）操作，不能更改（gǎi）係統設置。

3.10缺失數據的處（chù）理

係（xì）統具有對（duì）缺失數據進行處理的功能。首（shǒu）次（cì）正常運（yùn）行達到或未達到720h，缺失數據後，數據采集和處理（lǐ）係統能自動（dòng）處理缺失數據，對缺失數據的處理符合國家標準HJ/T76－2007的技術規定。

3.11煙氣參數測定及汙染物濃度換算和排放率計算要求

係統有（yǒu）計（jì）算（suàn）汙染物濃度和排放率功能。煙氣各參數測定計算方法及技術指標滿足（zú）國標HJ/T 76-2001的標準要求。在數據報表中，汙染物濃度都換算（suàn）到標幹濃度和折算濃度，計算方法按相（xiàng）關的（de）國家標準要求計算。

3.12顆（kē）粒物監測

數據（jù）采集管理係統將顆粒（lì）物監測儀做為係統的一部分進行整體設計，顆粒物監測采用濁度法，係通內可通過上位計算機對顆粒（lì）物監測儀進行遠程控製和實（shí）時數據、狀態顯示，並可通過上位機軟件對顆粒物（wù）進行（háng）多點曲線校準操作以及消光（guāng）度與顆粒物濃度關係曲線的標校操作。

3.13軟硬件配置

係統提供配套正版的操作係（xì）統軟件和數據采集管理軟件，采集係統為多任務係統，可同時運行監（jiān）控程序和維護程序，在完成其他工作的同時可靈活可靠的進行不（bú）間（jiān）斷數據采集。所有（yǒu）特定程（chéng）序均為綜合程（chéng）序，中文界（jiè）麵，操作簡捷，易於使用人員快速掌握。數據（jù）采集係統（tǒng）具（jù）備軟件編製和下載（zǎi）功能。

3.14遠程控製

可通過中心平台進行標氣測試、遠程校準、零（líng）氣校準等命令，

所測數據與正（zhèng）常測試數據分不同查詢索引。

3.15數據標識

係統采集SO、NOx、O、采樣頭溫度、冷凝器溫度、加熱線溫度、過濾（lǜ）器濕度、煙氣采樣時流量，以判斷數據是否（fǒu）有（yǒu）效，每條數據均帶有有效或無效標識。

3.16校準（zhǔn）子係統

我公司提供的CEMS係統（煙塵檢測係統、氣態汙染物監測係統、煙氣參數監測係（xì）統）具有自（zì）動和手動在線校（xiào）正/標定（零（líng）點校正、滿量程校（xiào）正）的功能。

我公司提供的（de）校正氣滿足下列（liè）要求：

校正氣符合國家標準；

校正氣的量（liàng）能滿足係統啟動後一年內正常校準的需要；

所有校正氣按環保局相關要求存儲，一般（bān）存（cún）儲在（zài）鋼瓶中。

4、係統優勢

優勢一：紅外吸收（shōu）氣體分析儀（yí）適應濕法脫硫高濕度低（dī）濃度的測量。

優勢二：螺旋氣流吹掃采樣探頭內（nèi）腔，消除探頭維（wéi）護和已經被吸入探頭（tóu）內腔的（de）大顆粒物。

優勢（shì）三（sān）：實現采樣管線溫度實時監測並傳（chuán）輸到監控平台，可實（shí）現取樣管線低溫報警，有利（lì）遠程（chéng）判斷故障。

優勢四：自動標氣功能及遠程標氣測（cè）試。

優勢五：數據標識：校準、維護、故障等狀態下數據加標，含每條數據記錄關鍵（jiàn）點的溫度，具有故障日誌記錄，出現故障後便於很快找到問題所在。
優勢六：樣氣管路增加流量調節閥，流量可自（zì）動調節。通過485通訊遠程設定和（hé）調（diào）節通過（guò）該閥的氣量，並輸出4-20mA的電流信號，並可通過平台遠（yuǎn）程查看和調節，保證采樣流量（liàng）保持在1L/min。

優勢（shì）七：樣（yàng）氣從冷凝器（qì）出來（lái）後，增加（jiā）帶濕度（dù）傳感器的過（guò）濾器，用於濕度到達設定值（zhí）時報警，並起（qǐ）到二級（jí）過濾樣氣的作用。帶濕度傳感器可以通過檢測後段的濕度從而起到保護儀表的作用。