一、背景（jǐng）介紹

1、項目背景

煙氣排放連續監測係統（Continuous Emission Monitoring System）簡（jiǎn）稱CEMS。隨著環保事業的發（fā）展，CEMS的技術日趨成熟和規範。目（mù）前國內煙（yān）氣CEMS大多采用“大件係統集成”，即主要（yào）分（fèn）析部（bù）件采用進口設備，這（zhè）樣對測量的準確性提（tí）供了保證，但（dàn）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（bèi）測得汙染物成分充分地淨化處理，在高塵、高濕、流場不穩等客觀惡劣監測環境下，使（shǐ）得沒有（yǒu）改進的采（cǎi）樣探頭和分（fèn）析儀器不太適（shì）合這樣的監測場所。

煙氣CEMS的實施需要對每個監測場所實行嚴格的現場勘查，熟悉被測試對象，單獨（dú）的（de）進行合理設計（jì）與配置、選材和施工，而不是用（yòng）統一規格的產品讓每一個現場去適（shì）應它。另外煙氣CEMS的運行是連續的，國內的市場（chǎng）環境造成銷售價（jià）格偏低和（hé）維護的備品備件跟不上，售後服務自然紙上談兵（bīng）。

隨著國家“十二五”規劃中節能減排的政策出台，以及行業內大氣汙染物排（pái）放標準的改版升級，特別是2007年後，濕法脫硫技術的廣（guǎng）泛應用，導致許多（duō）顆（kē）粒物濃度低（dī）於150mg／m，因而（ér）顆粒物CEMS將主要以（yǐ）適合測量低濃（nóng）度的散射法為主（zhǔ）。同（tóng）時氣態汙染物CEMS將向全譜分析和線狀光（guāng）譜（pǔ）技術方向發展，測（cè）量範圍則逐漸向低濃度發展，追求更高的準確度和精密度。

對於固定汙染源廢氣自動連續監測係統而言，另（lìng）外一個重要的組成部分是（shì）數據采集與傳輸係統。該係統將重點發展數據加標技術，過程監控技術以及物聯網技術。

天津智（zhì）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要求及有關標準，我們運用了先進的煙氣成分分析技術、自動控（kòng）製技術以及計算機數據處理和（hé）網絡通訊技術，集成了一套煙氣（qì）排放連續監（jiān）測係統。

智（zhì）易時代CEMS采用國際（jì）先進的紅外分析儀與（yǔ）煙塵、溫度、壓力、流量、濕（shī）度及相（xiàng）關的輔助設備，結合多年的行業經驗，設計了一套功能齊全完善的CEMS。這套係統（tǒng）很集中的體（tǐ）現（xiàn）了我公司CEMS係統集成的優勢，更加符合實際用戶所需。

2、建設依據

HJ/T76-2007《固（gù）定（dìng）汙染源（yuán）排放煙（yān）氣連續監測係統技術（shù）要求及監測方法》HJ/T75-2007《火電廠煙氣排放連續監測（cè）技術規範》GB/T16157-1996《固體汙染源排氣中顆粒物（wù）測定與氣態汙染（rǎn）物采樣方法》國家（jiā）環境保護總局《空氣（qì）和廢氣監測分析（xī）方（fāng）法》（第四版）GB16297-1996大氣汙染物綜合排放標準GB13223-2007 火電廠（chǎng）大氣汙染物排放標（biāo）準（zhǔn）HJ/T 212-2005 汙染（rǎn）源在線自動監控（監測）係統數據傳輸標準ZBY120-83 工（gōng）業自動化儀表工（gōng）作條件（jiàn）GB50093—2002 自動化儀（yí）表工程施工及驗收規範SDJ9-87 電測量（liàng）儀表（biǎo）裝置設計技術規程NEMA-ICS6 工（gōng）業控（kòng）製（zhì）設（shè）備及係統的外殼（ké）GB 50054-1995 低壓配電設計規範（fàn）GB50057-1994 建築物防雷設（shè）計規範（fàn）

二、建設方案

1、係統概況

CEMS主要由（yóu）煙（yān）氣參數測量子係統、顆粒物CEMS、氣態汙（wū）染物CEMS、數據（jù）采（cǎi）集與傳輸等單元集成而成，形成一個集數據采集、處理（lǐ）、顯示、通訊、遠程（chéng）監控的一體化係統。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采樣探頭、煙塵儀發射端和接受端具有吹掃功能；能對探頭外表（biǎo）麵和內（nèi）部進行反吹，減少顆粒物附著。

⑶ 指（zhǐ）示功能：數據采集（jí）與傳輸係統除了（le）可以指示上述提到的自診斷和報警內容，還可以顯示（shì）分析儀在校正循環中、校正氣（qì）瓶低壓、過量的校正誤差等內（nèi）容。

⑷ CEMS可長期無人（rén）值守；

⑸ 其它功（gōng）能：主要分析儀器自診斷、自動控製、自動校準、係統網絡化、錯誤（wù）代碼指（zhǐ）示等功能。

⑹ 數據（jù）處理係統（tǒng）：我公司自主研發的CEMS係統（tǒng）符（fú）合國家環保要求以及《火電廠煙氣連續監測係統技術規範》的數據采集、控製和處理係統。詳細情況參見數據采集、傳輸係統介紹（shào）。

⑺ CEMS具有高可靠性、安全性、可維修（xiū）性（xìng）和（hé）可擴展性（xìng）。監測設備（bèi）滿足兩套煙氣成分采樣探頭係統的（de）運行要求，同時設計方案預留了一定的接口和容量。CEMS可（kě）與電廠（chǎng）、電力局、環保（bǎo）局的局域網，可以遠程通訊。

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（jiàn）等。

⑼ CEMS設計的分析儀器和監測儀表包含了為日常維護人員檢修提供的電信號接口，極大地方便了技術人員檢（jiǎn）修。

⑽ 取樣探頭及過濾器可以（yǐ）自動反（fǎn）吹掃和遠程控製（zhì）反吹掃，防止（zhǐ）堵塞；分析係統具有自動和遠（yuǎn）程標（biāo）氣校核功能；分析儀器、采（cǎi）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：自動調零，量程超限報警，濕度報警，采樣（yàng）頭溫（wēn）度異常報（bào）警、冷凝器溫度異常報警、加熱溫度異常報警，低流速報警（jǐng），主維護報警。

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

⒀ 大屏幕（mù）觸摸屏（píng）工業控製計（jì）算機，頁麵形象，操（cāo）作簡單。

⒁ 采用電加熱控溫（wēn）幹（gàn）法直接取樣方式，輔助環節（jiē）少，可靠性高，能真實反映煙氣成分含量。

⒂ 係統具有自動標氣測試功能，可以自動完成係統（tǒng）校（xiào）核功能（néng）（遠程校準或者半自動校準），減少維護工作量。

⒃ 采用工控機和（hé）PLC控（kòng）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利資源。

⒄ 具有完善的（de）維護提醒功能

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

3、數據采集和處（chù）理係統

數據（jù）采集和處（chù）理係統的配置主要包括工控機，顯示器，CEMS監控軟（ruǎn）件，數模（mó）輸出模塊。

1）係統功能：

數據采集采用PLC，包括模擬信號采集和狀態信號收集。在工控機內，根據（jù）溫度、壓力和流速等參數，將煙氣濃（nóng）度換算成標態，並計算出各煙氣汙（wū）染（rǎn）物的總排放量，生成符合客戶要求（qiú）的報表；

所提供的數據處理係統（tǒng）硬件能存儲不低（dī）於10年（取決於硬盤（pán）容量）的監測小時平均（jun1）值、監（jiān）測參數（shù）數據（jù），並能檢索、打印（yìn）和在屏幕上顯示出來；

2）數據的存（cún）儲和檢索功能（néng）：

所提供的數據處理係統硬件能存儲不低於10年的監測（cè）小時平（píng）均值、監測參數數據；

能檢（jiǎn）索任意時間點的監測數據和任意時間段的報（bào）表，並（bìng）打印和在屏幕上顯示出來（lái）；

3）數據輸出（chū）設備功能：

圖形、表格、曲（qǔ）線等方式顯示各參數和設（shè）備運行狀態；

能定（dìng）時或人工請求製表並打印；

具有多級安全認（rèn）證功能（設置密碼進入）；

具有排汙超標報警和事故報警（jǐng）信號功能；

4）數（shù）據（jù）遠程聯網功能：

多種通訊方法的選用使係（xì）統（tǒng）運行更為方便、靈活；

係統中可和環保局實現遠程聯網監測；

現場數據實（shí）時傳送，兼（jiān）容各種傳輸方式，可實現多級（jí）聯網，支持環保部門對係統進行遠程反控操作；

係統提供95%以上（shàng）的數據可利用率。係統數據可（kě）用率的計算（suàn）基於係統運行並收集數（shù）據的時間，扣除CEMS任何部件不能投運的時間；

係統具有自我診斷功能及廠家遠（yuǎn）程故障診斷功（gōng）能；

能夠控製係統的日常（cháng）運行，包括：自動校正，自動反吹采樣係統過濾器；

係統的數據采集和處（chù）理（lǐ）係統（tǒng）能全（quán）部打印出測量的汙染物成分，其數據處理方法（數據單位及計算條件）和生成的各種日、月、年報表符（fú）合相關標準的要求。

智易時代還能為當地環保局安裝設備的遠程監控軟件，並能根（gēn）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輸格式（shì）。
3.1數據存儲

係統的數據采（cǎi）集控製器能保證存儲原始數據，可提供實時監測數據（7天以上），日均值數據、月均值數（shù）據和年均值數據，且所有均值（zhí）數據存儲年（nián）限均在10年以上。

係統可瞬時采集各子係統的輸入，所有數據實現每秒刷新一（yī）次，考慮係統標校、反吹等維護時間，係統有效數據捕（bǔ）集率每季度及（jí）每年仍可保證達到95%以上。

3.2數據查詢和檢索

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

係統各報表格式能在各企業在線監（jiān）測係統技術報告中列出。(企業內部監控中心可通過內部局域網或（huò）內部電話交換網對各監測點進行監（jiān）視、數（shù）據查詢、數據下載等)

3.3數據顯示

工控處理模塊主界麵（miàn）上顯示各測量值的幹基值（zhí）、濕基值和折算值，各過程變量的實時數據和設備運行狀（zhuàng）態，也根據用戶選擇以（yǐ）圖形、表格或曲線方式顯示數據。

3.4文檔管（guǎn）理

係統能對數據文檔進行（háng）文檔保存和備份，能自動生（shēng）成運行參數（shù）報告，數據（jù）報告，掉電記錄報告和操作記錄報告。數據報表中有各監（jiān）測項目（mù）的標幹濃度、折算（suàn）濃度、排放率，煙氣靜壓、溫度、流速、標（biāo）幹流量等。所（suǒ）有（yǒu）顯示量和打印表格和報表均符合HJ/T76-2001《固定汙染源排放煙氣連續監測係統技術條件及檢測方法》的要求。

3.5自診斷及報（bào）警

係統提供報警幹（gàn）接點輸出功能，這些報警（jǐng）中包括：

SO分析儀器異常報警

NOx分析儀器異常報（bào）警

O分析儀器異常報警

分析儀器工作高、低溫度（dù）報警

供氣係統異（yì）常報警

探頭失（shī）效報警

加熱管溫度過高和過低報警

采樣流（liú）量不足報警

溫度測試儀失效報警

壓力傳感器失效報警

過濾器濕度報警

煙氣預處理係統異常報警

電壓異常報警

當1h監測數據滑動平（píng）均值（每（měi）15min滑動一次）超過排放標準時報警

3.6異常情況自動恢複

係統當受外界（jiè）強幹擾、偶然意外或掉電後又上電等情（qíng）況發生時，造成程序中斷，係統能實現自動啟動，自動恢複運行狀態並記錄出現（xiàn）故障的時間和恢複運行的時間，啟動後係統能通過自動標（biāo）校操作確定校準偏移（yí）量。

3.7數據通訊

係統具有數（shù）據通訊（xùn）功（gōng）能，周期（qī）地采集各個現場數據采（cǎi）集器發（fā）來的各種信息，進行（háng）處理（lǐ）、存儲（chǔ）、顯示及上傳。係統能提（tí）供模擬信號和RS232、RS422、RS485等數（shù）字信號的接入及（jí）輸出功能，可（kě）按照環保部門要求通過GPRS、電話撥號、電纜線、有線局域網、無線局域網、GSM、微波等多種傳輸方式，向有關部門定時傳（chuán）輸數據和圖表，並隨時接受數據（jù）查（chá）詢。

係統（tǒng）中預置（zhì）了多種通信協議(國家、省、地、市（shì）的通訊協議（yì）)，用戶隻需選擇通信端口和通信協議，借助（zhù）GPRS就能實現數據遠程（chéng）上傳。

支持群（qún）發手機（jī）短信的方式發送排放數據和報警信息。客戶通過手機就（jiù）可隨時隨（suí）地掌控係（xì）統運行（háng）情況（kuàng）。

3.8模塊化設計（jì）和擴展升（shēng）級接口

係統為模塊化結構設計，具有擴展功能，可根據使用要求，實現單（dān）路、雙路或多路（lù）配（pèi）置，並（bìng）可根據要求加（jiā）裝其他測量參數。

3.9安全管理（密碼（mǎ）權限）

係統具有安全管理功能，設有三級操作管理權限，操作人（rén）員需登錄工號和密（mì）碼後，才能進入控製界麵，且係統對所有的控製操作均自動記錄並入庫保存。係統管（guǎn）理員可以進行所有的係統（tǒng）設置（zhì）工作，一般操作人員隻能進行日常例行維（wéi）護和操作，不能更改係統設置。

3.10缺失數據的處理

係統（tǒng）具有對缺失數據進行處理的功能。首次正常運行達到或未達到720h，缺失數據後（hòu），數據采集和處理係統能自（zì）動處理缺（quē）失數據，對缺失數據的處理符合國家標準HJ/T76－2007的技（jì）術規定。

3.11煙氣參（cān）數測定及汙染物濃度換算和排放率計算要求

係（xì）統有計算（suàn）汙染物（wù）濃度和排放率功能。煙氣各參數測定計算方法及技（jì）術指標滿足國標HJ/T 76-2001的標準要求。在數據報表（biǎo）中（zhōng），汙染物濃度都換（huàn）算到標幹濃度和（hé）折算（suàn）濃度，計算方法（fǎ）按相關的國（guó）家標（biāo）準要求計算。

3.12顆粒物監測

數據采（cǎi）集（jí）管理係統將顆（kē）粒物監測儀做為係統的（de）一部分進行整體設計，顆粒物監測采用濁（zhuó）度法（fǎ），係通（tōng）內可通過上位計算機對顆粒物監測儀進（jìn）行遠程控製和實時數據、狀態顯示，並可通（tōng）過上位（wèi）機軟件對顆粒物進行多點曲線校準操作以及消光度與（yǔ）顆粒物濃度關係曲線的標校操作。

3.13軟硬件配置

係統（tǒng）提供配套（tào）正版的操作係統軟件和數據采集管理軟件，采集係統為多（duō）任務係統，可同時運行監控程序和維護程（chéng）序，在（zài）完成其他工作的（de）同時可靈活可靠的進行（háng）不（bú）間（jiān）斷數據采集。所有特定程序均為綜合程序，中文界麵，操作簡捷，易於使用人（rén）員快速掌握。數據采集係統具備軟件（jiàn）編製和下載功能。

3.14遠程（chéng）控製

可（kě）通過中心平台進行標氣測試、遠程校準、零氣（qì）校準等命令，

所測數據與正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（tóu）溫度、冷凝器溫度、加熱線溫度、過濾器濕度、煙氣采樣時流量，以判斷數（shù）據是否有效，每條數據均帶有有（yǒu）效或無效（xiào）標識。

3.16校準子係統

我公司提供的CEMS係統（煙塵檢測係統、氣態汙染物監測係（xì）統、煙氣參（cān）數監測（cè）係統）具有自動和手動在線校正/標定（零點校正、滿量程校正）的功能。

我公司提供的校正氣滿足下列要求：

校正氣符合國家標準；

校正氣（qì）的量能滿（mǎn）足係統（tǒng）啟動後一年內（nèi）正常校準的需要；

所有校（xiào）正（zhèng）氣按環保局相關要求存儲，一般存儲在鋼（gāng）瓶中。

4、係統優勢

優勢一：紅外吸收氣體（tǐ）分析（xī）儀適應濕法脫硫高濕度低濃（nóng）度的測量。

優勢二：螺旋氣流吹掃采樣（yàng）探頭內腔，消除探頭維護和已經被吸入探頭（tóu）內腔的大（dà）顆（kē）粒物。

優勢（shì）三：實（shí）現采樣管（guǎn）線溫度（dù）實（shí）時監測並傳（chuán）輸到監控（kòng）平台，可實現取樣管線低溫報警，有利（lì）遠程判斷故障。

優勢四：自動標（biāo）氣功能及遠程標氣測試。

優勢五：數據標（biāo）識：校準、維護、故障等（děng）狀態下數據加標，含每條數據記錄關鍵（jiàn）點的溫度（dù），具有故（gù）障日誌記錄，出現（xiàn）故障後（hòu）便於很快找到問（wèn）題所（suǒ）在。
優勢六：樣氣管路增加流（liú）量調節閥，流量可自動調節。通過485通訊遠程設定和調節通過該閥的氣量，並輸出4-20mA的電流信號，並可通過平台遠（yuǎn）程查看和調節，保證采樣流量保持在1L/min。

優勢七：樣氣從冷凝器出來後，增（zēng）加帶濕度傳感器的過濾器，用於濕（shī）度到達設定值時報警，並起到（dào）二級過濾（lǜ）樣氣的作用。帶濕（shī）度傳感器可以（yǐ）通過檢測後段的濕度從而起到保護（hù）儀表的作用。