一、背景介紹

1、項目背景

煙氣排放連續監（jiān）測係統（Continuous Emission Monitoring System）簡稱（chēng）CEMS。隨著環保事業的發展，CEMS的技術日趨成熟和規範。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，這樣對測量的準確性提供了（le）保證，但國內的大氣（qì）汙（wū）染物排放標準與設備廠商所在國或地區（qū）相差較（jiào）大，多數排放企業（yè）沒有對被測得汙染物（wù）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，使得沒有改進（jìn）的采樣探頭和（hé）分析儀器不太適合這樣的監測場所。

煙氣CEMS的實施（shī）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，單獨的進行合理設計與配置、選材和施工，而不是用統一規（guī）格的（de）產品讓（ràng）每一個現場去適應它。另外煙（yān）氣CEMS的運行是連續的，國內的市場環境（jìng）造成銷（xiāo）售價格（gé）偏低和維護的備品備件跟不上，售後服務自然紙上談兵。

隨著國家“十二五”規劃中節（jiē）能減排的政（zhèng）策（cè）出台，以及（jí）行業內大（dà）氣（qì）汙染物排放標準的（de）改（gǎi）版升級，特別是（shì）2007年後，濕法脫硫技術的廣泛應用，導致許多顆粒物濃度低於150mg／m，因而顆粒物CEMS將（jiāng）主要以（yǐ）適合測（cè）量低濃度的散射法為（wéi）主。同時氣態（tài）汙（wū）染物CEMS將向全譜分析和線狀（zhuàng）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密度。

對於固定汙染源廢氣自動連續監測（cè）係統（tǒng）而言，另外一個重要的組成部分（fèn）是數據采集與傳（chuán）輸係（xì）統。該係（xì）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。

天津智易時代科技發展（zhǎn）有限公司根據國家環保部對煙氣排（pái）放連（lián）續監測係統的（de）技術要求及有關（guān）標準，我們運用（yòng）了先進的煙氣成分（fèn）分析技術、自動控製技術以及計算機數據處理和網絡通訊技術，集成了一套煙氣排放連續監測（cè）係統。

智易時代CEMS采用國際（jì）先進的紅外分析儀與（yǔ）煙塵、溫度、壓力、流（liú）量、濕度及相關的輔助設（shè）備，結合多年的行業經驗，設（shè）計了一套功能齊全完善的CEMS。這套係（xì）統很集中的體（tǐ）現了（le）我公司CEMS係（xì）統集成的優勢（shì），更（gèng）加符（fú）合實際用戶所需。

2、建設依據

HJ/T76-2007《固定汙染源（yuán）排放煙氣連續監測係統技術要求及監測方法》HJ/T75-2007《火（huǒ）電廠煙氣（qì）排放連續監測技術規範》GB/T16157-1996《固體汙染（rǎn）源排氣中（zhōng）顆粒物測定與氣態汙染物采樣方法》國（guó）家環境保護總局《空氣和廢氣監測分析方法（fǎ）》（第四版）GB16297-1996大氣汙染物綜合排（pái）放標準GB13223-2007 火電廠大氣汙染（rǎn）物（wù）排放標準HJ/T 212-2005 汙染源在線自動監控（監測）係統數據傳輸標準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（wài）殼GB 50054-1995 低壓配電設計規範GB50057-1994 建築物防雷設計規範

二（èr）、建設方案（àn）

1、係統概（gài）況

CEMS主（zhǔ）要由煙氣參數測（cè）量子係統、顆粒物CEMS、氣態汙染物CEMS、數據采集與傳輸等單元集成而（ér）成，形成一個（gè）集數（shù）據采（cǎi）集、處（chù）理、顯示、通訊、遠程監控的（de）一體化係統。如下圖：

2、功能特點

該CEMS係統具有以下特點（diǎn）：

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

⑵ 反吹功能：CEMS的SO/NOx/O采（cǎi）樣探頭、煙塵儀（yí）發射端（duān）和（hé）接受端具有吹掃功能；能對探（tàn）頭外表麵和（hé）內部進行反吹，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（zhǐ）示上述提到的自診斷和報（bào）警內容，還可以顯示分析儀在校正循環中、校正氣瓶低壓、過（guò）量（liàng）的校正誤差等內容。

⑷ CEMS可長期無人值守；

⑸ 其它功（gōng）能：主要（yào）分析儀器自診斷、自動控製、自動校準、係統網絡化、錯誤代碼（mǎ）指示等功能。

⑹ 數據處理係統：我（wǒ）公司自主研發的CEMS係統符合國家環保要（yào）求以及《火電廠煙氣連續監測係（xì）統技術規（guī）範》的數據（jù）采集、控製和處（chù）理係統。詳細情（qíng）況參見數據采集、傳（chuán）輸係統介紹（shào）。

⑺ CEMS具有（yǒu）高可靠性、安（ān）全（quán）性、可維修性和可擴展性。監測設備滿足兩套煙氣成（chéng）分采樣探頭係統的運行要求，同時設計方案預留了一定的接（jiē）口和容量。CEMS可與電廠、電力局、環保局的局域（yù）網，可以遠（yuǎn）程通訊。

⑻ 配置的軟件與係統的（de）硬件資源相適應，除係統軟件、應（yīng）用軟件外，還配置了在線故障診（zhěn）斷和殺毒軟件等。

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

⑽ 取樣探（tàn）頭及過濾器可以自動反吹（chuī）掃和遠程控製反吹（chuī）掃（sǎo），防止（zhǐ）堵塞；分析（xī）係統具有（yǒu）自動和遠程標氣（qì）校（xiào）核功能；分析儀器、采樣器、加熱器、伴熱管加熱器具有故障自（zì）動報警功能 。

⑾ 智能（néng）化：自（zì）動調零，量程超限報警（jǐng），濕度報警（jǐng），采樣頭（tóu）溫度異常報警、冷凝器溫度異常報警、加熱溫度異常（cháng）報警，低流（liú）速報警，主維護報警。

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

⒀ 大屏幕觸（chù）摸屏工業控製計（jì）算機，頁（yè）麵形象，操作簡單。

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

⒂ 係（xì）統具有自動標氣測（cè）試功能，可以自動完成係統校核功能（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PLC控製，自動化程度高，可采集係統的詳（xiáng）細狀態信息，可作為數據有效性審核的最有利資源。

⒄ 具有完善的維護提醒功能

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

3、數據采集和處理係（xì）統

數據采集和（hé）處理係統的配（pèi）置主要包括工控機，顯示器，CEMS監控軟件，數模（mó）輸出模塊（kuài）。

1）係統功能（néng）：

數據（jù）采集采（cǎi）用PLC，包括（kuò）模擬信號采集和狀態信號收（shōu）集。在工（gōng）控機內，根據溫度、壓力和流速等參（cān）數，將煙（yān）氣濃（nóng）度換算成標態，並計算（suàn）出各煙氣汙染物的總排放量，生成符合客戶要求的報表；

所提供的數據處理係統硬件能存儲不低（dī）於10年（取決於硬盤容量（liàng））的監測（cè）小時平均值、監（jiān）測（cè）參數數據，並能檢（jiǎn）索、打印和在屏幕上顯示出來；

2）數據的存儲和（hé）檢索功能：

所提供的數據處理係統硬件能存儲不低於10年（nián）的監測小時平均值、監測參（cān）數數據；

能檢索（suǒ）任意時間點的監測數據和任意時間段的報表，並打印和在屏幕上顯示出（chū）來；

3）數據輸出設備功能：

圖形（xíng）、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；

具有多級安全認證功能（設置密（mì）碼進入）；

具有排汙超標報警和事故報（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聯網監測；

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

係統提供95%以上的數（shù）據可利用率。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任何部（bù）件不能投運的時間；

係統具有自我診斷功能及廠（chǎng）家遠程（chéng）故障診斷功能；

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

係統（tǒng）的數據采集和（hé）處理係統能全（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、年報表符合相關標準的要求。

智易（yì）時代還能為當地環（huán）保局安裝設備的遠程監控軟件，並能根（gēn）據當地環保（bǎo）局發布的數據通訊協議修改我公司的遠程數據（jù）傳輸格式。
3.1數據存儲

係統的（de）數據采集控製器能保證（zhèng）存儲原始數（shù）據，可提供實（shí）時監測數據（7天以上），日均值數據、月均值數據和年均值數據，且所有（yǒu）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（tǒng）的輸入，所有（yǒu）數據實現每秒刷新一次，考慮係統標校、反吹等維護（hù）時間，係統有效數據捕集（jí）率每季度及每年仍可保證達到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（lì）史數據，內容（róng）包括數據庫內記錄的所有汙染物排放相關數據、相關煙（yān）氣參數以及所有狀態（tài）及告警信息。係統能生成和（hé）打（dǎ）印小時（至少（shǎo）45min的有效數據）、日（至（zhì）少18h的有效數據）、月（至少（shǎo）22d的有效數（shù）據）、年報表，報表中包含（hán）最大（dà）值、最小值、平均（jun1）值、參加統計的樣本數等。

係統各報表格式能在各企（qǐ）業在線監測係統技術報告中列出。(企（qǐ）業內部監控中心可通過內部局域網（wǎng）或內部電話交換網對各（gè）監測點進行監視、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上顯示各測量值的幹基值、濕基值和折算值，各過程變量的實時數據（jù）和（hé）設備運行（háng）狀態，也根據用戶選擇以圖形、表格或曲線方式顯（xiǎn）示數據。

3.4文檔管理

係統（tǒng）能對數據文（wén）檔進（jìn）行（háng）文檔保存和備份，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（lù）報告（gào）。數據報表中有各監測項目的標幹濃度（dù）、折算（suàn）濃（nóng）度（dù）、排放（fàng）率，煙氣靜壓、溫度、流速、標幹流量等。所（suǒ）有顯示量和打（dǎ）印（yìn）表格和報表均符合（hé）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自診斷及報警

係（xì）統提供（gòng）報警幹接點輸出功能，這些報警中包括：

SO分析儀器異常報警

NOx分析儀器（qì）異常報警

O分析儀器異常報警

分析（xī）儀器工作（zuò）高、低溫度報警

供氣（qì）係統異常報警

探（tàn）頭失效（xiào）報警（jǐng）

加熱管溫度（dù）過高和過低報（bào）警

采樣流量（liàng）不足（zú）報警

溫度測試儀失效（xiào）報警

壓力傳感器失效報（bào）警

過濾器（qì）濕度報警

煙氣預處（chù）理（lǐ）係統異常報警

電壓異（yì）常報警

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

3.6異常情況自動恢複

係統（tǒng）當受外界強幹擾、偶（ǒu）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（dòng），自動恢複運行狀態並記錄出現故障的時間和恢複運行的時間，啟動後係統能通（tōng）過自動標校操作確定校準偏移量。

3.7數據通（tōng）訊

係統（tǒng）具有數據通訊功能，周期地采集各個（gè）現場（chǎng）數據采集器發來的各種信息，進行處理、存儲、顯示及上傳。係統能提供模擬信號和RS232、RS422、RS485等數字信號的接入及輸（shū）出功能，可按照環保部門要求通過GPRS、電（diàn）話撥號、電纜線、有線局域網、無線局域（yù）網（wǎng）、GSM、微波等（děng）多種傳輸方（fāng）式，向有關部門定時傳輸數據和圖表，並（bìng）隨時接受數據查詢。

係統中預置了多種通信（xìn）協議(國家、省、地、市的通訊協議)，用戶隻需選擇通信端口和通信（xìn）協議，借助GPRS就能實現（xiàn）數據遠程上傳。

支持群發手機短信的方式發送排放數（shù）據（jù）和報警（jǐng）信息。客戶通過手機就可隨時隨地掌控係統運行情況。

3.8模塊化設計和擴展升級接口

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

3.9安全管理（密碼權限）

係統具有（yǒu）安全管理（lǐ）功能，設有三級操作管理權限，操作人員需登（dēng）錄工號和密碼後，才能進入控製界麵，且係統對（duì）所有的控製操作均自動記錄並入庫保（bǎo）存。係統（tǒng）管理員可以進行所有的係統設置工作（zuò），一般操作人員隻能進行日常例（lì）行維護和操作，不能更改係統設置。

3.10缺失數據的處理

係統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（quē）失數據後（hòu），數據采集（jí）和處理係統能自動處理缺失數據，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（pái）放率（lǜ）計算要求

係統有計算汙染物濃度和排放率（lǜ）功能（néng）。煙氣各參數測（cè）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（nóng）度都換算到標幹（gàn）濃（nóng）度和折算濃（nóng）度，計算方法按（àn）相關的國家標準（zhǔn）要求計算。

3.12顆粒物監測（cè）

數據采集管理係統將顆粒物監測儀做為（wéi）係統的（de）一部分進行整體設（shè）計，顆粒物監測采用（yòng）濁度法，係通內可通過上位計（jì）算機對顆粒物監測儀進行遠程控製和實時數據、狀態顯示，並可通過上位（wèi）機軟件對顆粒物進行多點曲線校準操作（zuò）以（yǐ）及消光度與顆（kē）粒物濃度關（guān）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（cāo）作係統軟件和數據（jù）采（cǎi）集管理軟件，采（cǎi）集係統為多任務係統，可同時運行監控程序和維護程序，在完成其他工（gōng）作的同（tóng）時可靈活可靠的進行不間斷數據采集。所有特定程序（xù）均為綜合程（chéng）序，中文界麵，操作簡捷，易於使用人員快速掌握。數據采集係統具備軟件編製和下載功能。

3.14遠程控製

可通過中心平台進行標氣測試、遠程校準、零氣校準（zhǔn）等（děng）命（mìng）令，

所測數據與正常測試數據分不（bú）同查（chá）詢索引。

3.15數據標識

係統采集SO、NOx、O、采樣頭溫度、冷凝（níng）器溫度（dù）、加（jiā）熱線溫度（dù）、過濾器（qì）濕度、煙氣采樣時流量，以判斷數據是否有效，每（měi）條數據（jù）均帶有有效（xiào）或無效標識。

3.16校準子係統

我公（gōng）司提供的CEMS係統（煙塵檢（jiǎn）測係（xì）統、氣（qì）態汙染物監測係統、煙氣參數監測係統）具（jù）有自動和手動在線校正/標（biāo）定（零點校（xiào）正、滿（mǎn）量程校正）的功能。

我公司提供的校正氣（qì）滿足下列要（yào）求：

校正氣符合國家標（biāo）準（zhǔn）；

校正氣的量能滿足係統啟（qǐ）動後一年（nián）內（nèi）正常校準的需要；

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

4、係統優勢

優勢一：紅外吸收氣體分析儀適應濕法（fǎ）脫硫高濕度低濃度的測量。

優勢二：螺旋氣流（liú）吹掃采樣探頭（tóu）內腔，消除探頭維護和已（yǐ）經（jīng）被吸入探頭內腔的（de）大顆粒物。

優勢三：實現采（cǎi）樣管（guǎn）線溫度實時監測並傳輸到監控平台，可實現取樣管線低溫報警，有利遠程判斷故（gù）障。

優（yōu）勢四：自動標氣功能及遠程標氣（qì）測（cè）試。

優勢五：數（shù）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點的溫度，具有故障日誌記錄，出現（xiàn）故障後便（biàn）於很快找到問題所在。
優勢六：樣（yàng）氣管路增加流量調（diào）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（fá）的氣量，並輸出4-20mA的電流信號，並可通過平台遠程查看和調節，保證采樣流量保持（chí）在（zài）1L/min。

優勢七：樣（yàng）氣從冷凝（níng）器出來後，增加（jiā）帶濕度傳感器的過（guò）濾器，用於濕度到（dào）達設（shè）定值時報警，並起到二級過濾樣氣的作用。帶濕度傳（chuán）感器可以通過檢測後段的濕度從而（ér）起到保護（hù）儀表的作用。