一、背景介紹

1、項目背景（jǐng）

煙氣排放連續監測係統（Continuous Emission Monitoring System）簡稱CEMS。隨著環保事業的發展，CEMS的技術（shù）日趨成熟（shú）和規範。目前國內煙氣CEMS大多采用“大件係統（tǒng）集成”，即主要分析部件采用進口設備，這樣對測量的準確性提供了保（bǎo）證，但國內的大氣（qì）汙染物排放標準（zhǔn）與設備（bèi）廠商所在國或地區相（xiàng）差較大，多數排放企業沒有（yǒu）對被測得汙染（rǎn）物成分充分地淨（jìng）化處理，在高（gāo）塵、高濕、流場不穩等（děng）客觀惡劣監測環境下，使得沒有改進的采樣探頭和分析儀器不太適合這樣的（de）監測（cè）場所（suǒ）。

煙（yān）氣CEMS的實施（shī）需要對每個監測場所實（shí）行嚴格的現（xiàn）場勘（kān）查，熟悉被測試對象，單獨的進行合（hé）理設計與配（pèi）置、選材和施工，而不是用統一規格的產品讓每一（yī）個（gè）現場去適（shì）應它。另外煙氣CEMS的運行是連續（xù）的，國內的市場（chǎng）環境造成（chéng）銷售價（jià）格偏低和維護的備品備件跟不（bú）上，售後服務（wù）自然紙上談兵。

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（wū）染物排放標準的改版（bǎn）升級，特別是（shì）2007年後，濕（shī）法脫硫技（jì）術的廣泛應用，導致許多顆粒（lì）物（wù）濃度（dù）低於150mg／m，因而顆粒物CEMS將主要以適合（hé）測量低濃度的散射（shè）法為主。同時氣態汙染物CEMS將向全譜（pǔ）分（fèn）析和線狀光譜技術方向發展，測量範圍則逐漸向低濃度發展，追求更高的準確度和精（jīng）密度。

對於固定汙染源（yuán）廢氣（qì）自動連續監測係統而言，另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（jiāng）重點發展數據加（jiā）標技術，過程監控（kòng）技術以及物（wù）聯網技術。

天津智易時代科技發展有限公司（sī）根據國（guó）家環保部對煙氣排放連（lián）續監測係統的技術要求及有關標準（zhǔn），我們（men）運用（yòng）了先進（jìn）的（de）煙氣成分分（fèn）析技（jì）術（shù）、自動控製技術（shù）以（yǐ）及計算機數據處理和網（wǎng）絡通訊技術，集成了一套煙氣排放連續監測係統。

智易時代CEMS采用國際（jì）先進的紅外分析儀與煙塵、溫度、壓力、流量、濕度及相關的輔助設備，結合多年的行業經（jīng）驗，設計了一套功能（néng）齊全完善的（de）CEMS。這套係統（tǒng）很集中的體現（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《固定汙染源排放煙氣連續監測係統技（jì）術要求及監測方法》HJ/T75-2007《火電廠煙氣排放連續監測技術規範》GB/T16157-1996《固（gù）體汙染源排氣（qì）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》（第四版）GB16297-1996大氣汙染物綜合排放標準GB13223-2007 火電廠（chǎng）大氣汙染物排放標準HJ/T 212-2005 汙染源在線自動監控（監測）係統（tǒng）數據傳輸標準ZBY120-83 工業自動化儀表工作條件GB50093—2002 自動化儀表工程施（shī）工及驗收規範SDJ9-87 電測量儀（yí）表裝置設計技術規程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（fāng）案

1、係統概況

CEMS主要由煙（yān）氣參數測量子係統、顆粒物CEMS、氣（qì）態（tài）汙染物CEMS、數據采集與傳輸等單元集成而成，形成一個集數據采集、處（chù）理、顯示、通訊、遠程監控的一體化係（xì）統。如下圖：

2、功能特點

該CEMS係統（tǒng）具有以下特點：

⑴ 直接分析原樣，盡可能地保持煙氣物理和化學特性，樣（yàng）氣具有代表（biǎo）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；能對探頭外表麵和內部進行反（fǎn）吹，減少顆粒物（wù）附著。

⑶ 指示功能：數據采集與傳輸係統除了可以指示上述（shù）提到（dào）的自診斷和報警內容，還可（kě）以顯示分析儀在（zài）校正循環中、校正氣（qì）瓶（píng）低壓、過量的校正（zhèng）誤差等內容。

⑷ CEMS可長期（qī）無人值守；

⑸ 其它功能：主（zhǔ）要分析儀器自診斷（duàn）、自動控（kòng）製、自動校準、係統網絡（luò）化、錯誤代碼指示等功能。

⑹ 數據處理（lǐ）係統：我公司自主（zhǔ）研發的CEMS係統符合國家環保要求以及《火電廠（chǎng）煙氣連續監（jiān）測係統技術（shù）規（guī）範》的（de）數據采集、控製和（hé）處理係統。詳細情況參見數據采集（jí）、傳輸係統介紹（shào）。

⑺ CEMS具有（yǒu）高可靠性、安全性、可維修性和可擴展性。監測設備滿足兩套（tào）煙（yān）氣（qì）成分采樣探頭（tóu）係（xì）統的運行要求，同時設計方（fāng）案預留了一定的接口和容量。CEMS可與電（diàn）廠、電力局、環保局的局（jú）域網，可以遠程通訊。

⑻ 配置（zhì）的軟件與（yǔ）係（xì）統的（de）硬件資源相適應，除係統（tǒng）軟件、應用軟件外，還配置了在線故障（zhàng）診（zhěn）斷和（hé）殺毒軟件等。

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

⑽ 取樣探（tàn）頭及過濾器可以自動反吹（chuī）掃和遠程控製反（fǎn）吹掃，防止堵塞（sāi）；分析係統具有自動和（hé）遠程標（biāo）氣校核功能；分析儀器、采（cǎi）樣器、加熱器、伴熱管加熱器（qì）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，采樣頭溫度異常報（bào）警、冷凝器溫度異常報警、加熱溫度異（yì）常報警，低流速報警，主維護報警。

⑿ 儀器和係統日誌（zhì）功能，記錄係統的（de）各（gè）運（yùn）行狀態參數，為係統數據的準確性（xìng）和可靠性作（zuò）為溯源的基（jī）礎。

⒀ 大（dà）屏幕觸摸屏工業控製計算機，頁麵形象（xiàng），操作簡單。

⒁ 采用電加熱控溫幹法直接取樣（yàng）方式，輔助環節少，可靠性高，能真實反映煙氣成分含量。

⒂ 係統具有自動（dòng）標氣測試功能，可以自動完成（chéng）係統校核功（gōng）能（遠程校（xiào）準（zhǔn）或者半（bàn）自動校準），減少維護工作量（liàng）。

⒃ 采（cǎi）用工控機和PLC控製，自動（dòng）化程度（dù）高，可采集係統的詳細狀態信（xìn）息，可作為數（shù）據有效（xiào）性（xìng）審核（hé）的最有（yǒu）利資源。

⒄ 具有完善的維護提（tí）醒功能

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

3、數據采集和處理係統

數據采（cǎi）集和處理係統的配置主要（yào）包括工控機，顯示器，CEMS監控軟件，數模輸出模塊。

1）係統功能：

數據采（cǎi）集采用PLC，包括模擬信號采集和狀態信號收集。在工控機內，根據溫度、壓力（lì）和流速等參數，將煙氣濃度換算成標態，並計（jì）算出各煙氣汙染物的總排放量，生成符合（hé）客戶要求的報（bào）表；

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

2）數據的存（cún）儲和檢索（suǒ）功能：

所提供的數據（jù）處理係統硬件能存儲不低於10年的監測（cè）小（xiǎo）時（shí）平均值、監測參數數據；

能檢（jiǎn）索任意時間點的監測數據和（hé）任意時間段的報表，並打印和在屏幕上顯示出來；

3）數據輸出設備功能：

圖形、表格、曲線（xiàn）等方式顯示各參數和設備運行狀態；

能定時或（huò）人工請求製表並打（dǎ）印；

具有多級安全認證功能（設置密碼進入）；

具有排汙超標（biāo）報警和事故報警信號功能（néng）；

4）數據遠程聯網功能：

多種通訊方法的選（xuǎn）用使（shǐ）係統運行更為方便、靈活；

係（xì）統中可（kě）和環保局實現遠程聯網監（jiān）測；

現場數據實時（shí）傳送，兼容各（gè）種傳輸方式，可實現多級（jí）聯（lián）網，支持環保（bǎo）部門（mén）對（duì）係統進行遠程反控操作；

係統提供95%以上的數據可利用（yòng）率。係統數據可用率的計算基於係統運行並收集數據的時間，扣除CEMS任何（hé）部件不能投運的（de）時間；

係統具有自（zì）我診斷功能及廠家遠程（chéng）故障（zhàng）診斷功能；

能夠控製係統的（de）日常運行，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理（lǐ）係（xì）統能全部打（dǎ）印出測量的汙染物成分，其數據處理（lǐ）方法（數（shù）據單位及（jí）計算條（tiáo）件）和生成的各（gè）種日、月、年報表符合（hé）相關標準的要求。

智易時代還能（néng）為當地環保局安裝設備的遠程（chéng）監控軟件，並能根據當地（dì）環（huán）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。
3.1數據存儲

係統的數（shù）據采集（jí）控製（zhì）器能（néng）保證存儲原始數據，可提供實（shí）時監測數（shù）據（7天以上），日均值數據（jù）、月均（jun1）值（zhí）數據和年均（jun1）值數據，且所有均值數據存儲年限均（jun1）在10年以上。

係（xì）統可（kě）瞬時采集各子係統（tǒng）的輸入，所有數據（jù）實現每秒刷新一次，考慮係統標（biāo）校、反吹等維護時間，係統有效數據（jù）捕集率每季度（dù）及每年仍可保證達到95%以上。

3.2數（shù）據查（chá）詢和檢索

係統可設（shè）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（yǒu）汙染物排放相關數（shù）據、相關煙氣（qì）參數以及所（suǒ）有狀態及告警信息。係統能生成和打印小時（至少45min的有效數據）、日（至少18h的（de）有效（xiào）數據）、月（至少22d的有效數據）、年報表，報表中包含最大（dà）值、最小值（zhí）、平均值、參加統計的樣（yàng）本數等。

係（xì）統各報表格（gé）式能在各企業在線監測係統技術報告中列出。(企業內部監控中心可（kě）通（tōng）過內部局域網或內部電話交換網對各監測點進（jìn）行監視、數據查詢、數（shù）據下載等)

3.3數（shù）據顯示

工控處理模塊主界麵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（shè）備運行狀態，也根據用戶選擇以圖形、表（biǎo）格或曲線方式顯示數（shù）據。

3.4文檔管理

係統能對（duì）數據文檔進行文檔保存和備（bèi）份，能自動生成運行參（cān）數報告，數據報（bào）告，掉電記錄報（bào）告和操（cāo）作（zuò）記錄報告。數據報表中有各監測項目（mù）的標幹濃度（dù）、折算濃度、排放（fàng）率，煙氣靜壓、溫度、流速、標幹流量等。所有顯示量和打印表格和報表均符（fú）合HJ/T76-2001《固定汙染（rǎn）源排放煙氣連續（xù）監測係統技術條件及（jí）檢測（cè）方法（fǎ）》的要求（qiú）。

3.5自診（zhěn）斷（duàn）及報警（jǐng）

係統提供報警幹接（jiē）點輸出功能，這些報警中（zhōng）包括：

SO分析儀（yí）器異常報警

NOx分析儀器異常報警

O分析儀器異常報警

分析儀器工作高、低溫度報警

供（gòng）氣係（xì）統異常報警

探頭失效報警

加熱管溫度過高和過低報警

采樣流量不足報警（jǐng）

溫度測試儀失效報（bào）警

壓力傳感器（qì）失效報警

過濾器濕度報警

煙（yān）氣預處理係統異常報警

電壓異常報警

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

3.6異常情況自動恢複

係統當（dāng）受外界強幹擾、偶然意外或掉電（diàn）後又上電等情況發生時，造成程序中斷，係（xì）統能實現自動啟動，自（zì）動恢複運行狀態並記錄出現故障的時間和恢（huī）複運行（háng）的時間，啟（qǐ）動後係統能通過（guò）自動標（biāo）校操作確定校準偏移量。

3.7數據通訊

係統（tǒng）具有數（shù）據通訊（xùn）功能，周期地采集各個現場數（shù）據采集器發來的各種信息，進行處理、存儲、顯示及上傳。係統（tǒng）能提供模擬信號和（hé）RS232、RS422、RS485等數字信號的接入（rù）及輸出功能，可按照環保（bǎo）部門要求通過GPRS、電話撥號、電（diàn）纜線（xiàn）、有線局域（yù）網、無線局域網、GSM、微波等多種傳輸方式（shì），向有關部（bù）門定時傳輸數據和圖表，並隨時接受數據查詢。

係統中預置了多種通信協議（yì）(國家、省、地、市（shì）的通訊協議)，用戶隻需選擇通信端口和通信協議，借助GPRS就能（néng）實現數（shù）據遠（yuǎn）程（chéng）上傳。

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

3.8模（mó）塊化設計和擴展升級接口

係統為模塊化結構設（shè）計，具有擴展功能，可根據使用（yòng）要求，實現單路、雙路或多（duō）路配置（zhì），並可根（gēn）據要求加（jiā）裝其他測量參數。

3.9安全管理（密碼權限）

係統具（jù）有安全（quán）管理功能（néng），設有三級操作管理權限，操作人員需登錄工號和密碼後，才能進入控製界（jiè）麵，且係統對所有的控（kòng）製操作均自動記錄並入庫保存。係統管理員可以進行所有的係統設置工作，一般操作（zuò）人員隻能進行日常例行維護和操（cāo）作，不能更改（gǎi）係統設置。

3.10缺失（shī）數據（jù）的處理

係統具有對缺失數（shù）據進行處（chù）理（lǐ）的功能。首次正常運行達到或未達到720h，缺失數（shù）據後，數據采集和處理係統能自動處理缺失數據（jù），對缺失數據的處理（lǐ）符合國家（jiā）標準HJ/T76－2007的技術規定。

3.11煙氣參數（shù）測定及汙染物濃度換算和排放率計算（suàn）要求

係統有計算汙染物濃度和排放率功能。煙氣各參數（shù）測定計（jì）算方法及（jí）技術指標滿足國標HJ/T 76-2001的標準要求（qiú）。在（zài）數據報表中，汙（wū）染物濃度都換算到標（biāo）幹濃度和折算濃度（dù），計（jì）算方（fāng）法按相關的國家標（biāo）準要（yào）求（qiú）計算。

3.12顆粒物監測

數據采（cǎi）集管理係統將顆粒物監測儀做（zuò）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物監測儀進行遠（yuǎn）程控（kòng）製和實時（shí）數據（jù）、狀態顯示，並可通過（guò）上位機軟件對顆粒物進行多點曲線校準操作以及消光度與顆粒（lì）物濃度關係曲線的標校操作。

3.13軟硬件（jiàn）配置

係統提供（gòng）配套正版的操作係統軟件和（hé）數據采集管理軟件，采集係統為多任務（wù）係統，可（kě）同時運（yùn）行監控程序和維護程序，在完成其他工作（zuò）的同時可靈活可（kě）靠的進行不間斷數據采集。所有特定（dìng）程序均為綜合程序（xù），中（zhōng）文界麵，操作簡捷，易於使用（yòng）人員快（kuài）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，

所測數據與正常測試數據分不同查詢索引。

3.15數據標（biāo）識

係統采集SO、NOx、O、采樣頭溫度、冷凝器溫度、加熱線溫度、過濾器濕度、煙氣采樣時流量，以判斷數據是否有效，每（měi）條數據（jù）均（jun1）帶有有效或無效標識。

3.16校準子係統

我公司（sī）提供的CEMS係統（煙塵（chén）檢測係統、氣態汙染物監測係統、煙氣參數監測係統）具有自動和手動在線校正/標定（零點校正、滿（mǎn）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（biāo）準（zhǔn）；

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（guān）要（yào）求存儲（chǔ），一般存儲在鋼瓶中。

4、係統優勢

優（yōu）勢一：紅外吸（xī）收氣體（tǐ）分析儀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（tóu）內腔，消除探頭維護和已經被吸入探頭內腔的大顆（kē）粒物。

優勢三：實現采樣管（guǎn）線溫度實時監測並傳輸到監控（kòng）平（píng）台，可實現取（qǔ）樣管線低溫（wēn）報警，有利遠程判斷故障。

優勢四（sì）：自動標氣功能及遠程標氣測試。

優勢五（wǔ）：數據標識：校準、維護、故障等狀態下數（shù）據加標，含每條（tiáo）數據記錄關鍵點的溫度，具有故障日誌記錄，出現（xiàn）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，流量可自動調節。通過（guò）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（liú）信號，並可通過平台遠程查看和調節，保證采（cǎi）樣流量保持在1L/min。

優勢七：樣（yàng）氣（qì）從（cóng）冷凝器出來後，增加帶濕度傳感器的過濾器，用於濕度到達（dá）設定值時報警，並起到二級過濾樣氣（qì）的作用。帶濕度傳感器可以通（tōng）過檢測後段（duàn）的濕度從而（ér）起到保護儀表的作用。