一、背景介紹

1、項目背景

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（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（yào）分（fèn）析（xī）部件采用進口設備，這樣對測量的準確性（xìng）提供了保證，但國內的大（dà）氣汙染（rǎn）物排放標準與設（shè）備廠商所在國或地區相差較大，多數排放企業沒有對（duì）被測得（dé）汙染物成分充分地淨化處理，在高塵、高濕、流場不穩等客（kè）觀惡劣監測環境下（xià），使得沒有改進的采樣探頭和分析儀（yí）器不太適合這樣的監測場（chǎng）所。

煙氣CEMS的實施需要對（duì）每個（gè）監測場（chǎng）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（gōng），而不是用統一規格的產品讓每（měi）一（yī）個現場去適（shì）應它。另外煙氣CEMS的運行是連續的，國內（nèi）的市場環境造成銷售（shòu）價格偏低和維（wéi）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”規劃中節能（néng）減排的政策出台，以及行業內大氣汙染物排放標（biāo）準的改版升級，特別是2007年後，濕法脫硫技（jì）術的（de）廣泛應用，導致許多顆粒物濃度低於150mg／m，因而顆粒物CEMS將主要以適合測量低濃度（dù）的散射法為主。同時氣態（tài）汙染物CEMS將（jiāng）向全譜分析（xī）和線狀光（guāng）譜技術（shù）方向發展，測量範圍則逐漸向（xiàng）低濃度發（fā）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（tǒng）而言，另外一個重要的組成部分是數據（jù）采集與傳輸係統。該係統將重點發（fā）展（zhǎn）數據加標技術，過程監（jiān）控技術以（yǐ）及物聯網技術。

天津智易時代科技（jì）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）要求及有關標準，我們運用了先進的煙氣成分分析技術、自動控製技術以及計算機（jī）數據處理和網絡通訊技術，集成了一套煙氣排放連續監測係統。

智易（yì）時代CEMS采用國（guó）際先進的紅（hóng）外分析儀與煙塵、溫度、壓力、流量、濕度及相（xiàng）關的輔助設備，結合多年的行業經驗，設計了一套功（gōng）能齊全完善的CEMS。這套係統很集中的體現了（le）我公司CEMS係統（tǒng）集（jí）成的優勢（shì），更加符（fú）合實際用戶所需。

2、建（jiàn）設依據

HJ/T76-2007《固定汙染源排放煙氣（qì）連續監測係統技術要求及監測方法》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（rǎn）源排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（xī）方法》（第四版）GB16297-1996大（dà）氣（qì）汙染物綜合排放標準GB13223-2007 火電廠大（dà）氣汙染物排放標準HJ/T 212-2005 汙染源（yuán）在線自動監控（kòng）（監測）係統數據傳輸標（biāo）準（zhǔn）ZBY120-83 工業自動化儀表工作（zuò）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（chéng）NEMA-ICS6 工業控製設備及（jí）係統（tǒng）的外殼GB 50054-1995 低壓配電設計規範GB50057-1994 建（jiàn）築（zhù）物防雷設計規範（fàn）

二、建設方案

1、係（xì）統概況（kuàng）

CEMS主要由煙（yān）氣參（cān）數測量子係統、顆粒物CEMS、氣態汙染物CEMS、數據采集與傳輸等單元集成而成，形成一個集數據采集、處理、顯（xiǎn）示、通訊、遠程監控的一體化係統。如下圖：

2、功能特點

該CEMS係統具（jù）有以下特點：

⑴ 直（zhí）接分析原樣，盡可能（néng）地保（bǎo）持煙氣物理和化學（xué）特性，樣氣具有代表性；

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

⑶ 指示功能：數據采集與傳輸係（xì）統除了可以指示上述提到的自診（zhěn）斷和報警內容（róng），還可以顯示分析儀在校正（zhèng）循環中、校正氣瓶低壓、過量的校正誤差等內容。

⑷ CEMS可長期無人值守；

⑸ 其（qí）它功能：主（zhǔ）要分析儀器自診斷、自動控製、自動校準、係統網絡化、錯誤代碼指示（shì）等功能。

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

⑺ CEMS具有高可靠性、安（ān）全性、可維修（xiū）性和（hé）可擴展性。監測設備滿足（zú）兩套煙氣成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口和（hé）容量。CEMS可與電廠、電力局、環（huán）保局的（de）局域網，可以遠程通訊。

⑻ 配置的（de）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（wài），還配置了在線故障診斷和（hé）殺毒軟件等。

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

⑽ 取樣探頭及過濾器可以（yǐ）自動反吹掃和遠程控製反吹掃，防止堵塞；分析係統具有自動和遠程標氣校核功能；分析儀器、采樣器、加熱器、伴熱（rè）管加熱器具有故障自動報警功（gōng）能 。

⑾ 智能化：自動調零，量程超限報警，濕度報警（jǐng），采樣頭溫度異常（cháng）報警、冷（lěng）凝器溫度異常報警（jǐng）、加熱溫度異常（cháng）報警，低流速（sù）報（bào）警，主維護報警（jǐng）。

⑿ 儀（yí）器和係統日誌功能，記（jì）錄係統的各運行狀態參數，為（wéi）係統數據的（de）準（zhǔn）確（què）性和可靠性作為溯源的基礎。

⒀ 大屏幕觸摸屏工業控製計算機（jī），頁麵（miàn）形象，操（cāo）作簡單（dān）。

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

⒂ 係統具有自（zì）動標氣測（cè）試功能，可（kě）以自動完成係統校核功能（遠程校準或者半自（zì）動（dòng）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（cǎi）集係統（tǒng）的詳細狀態（tài）信息，可（kě）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（gōng）能

⒅ 具備兩套數據庫，一（yī）套原始存儲原（yuán）始的氣站（zhàn）數據，另一套（tào）存（cún）儲（chǔ）按照（zhào）國家相關數據修正規範修正的數據。

3、數據采集和處理係統

數據（jù）采集和處理係統的配置主要包括（kuò）工控機，顯（xiǎn）示器，CEMS監控軟件，數（shù）模輸出模塊。

1）係統（tǒng）功（gōng）能：

數據采集采用PLC，包括模擬信號（hào）采集和狀態信號收集。在工控機內，根據溫度、壓力和流速等參數，將（jiāng）煙氣濃度換（huàn）算成標（biāo）態，並計算出各煙氣汙染物的總（zǒng）排放量，生成符合客戶要求的報表；

所提供的數據（jù）處理係統硬件能存儲不低於10年（取決於硬盤容量（liàng））的監測（cè）小時（shí）平均值、監（jiān）測參數數據，並能檢索（suǒ）、打（dǎ）印和在屏幕（mù）上顯示出來（lái）；

2）數據的存（cún）儲和檢索（suǒ）功能：

所提供的數據處（chù）理係統（tǒng）硬件能存儲（chǔ）不低於10年的監測小時平均值、監測參數數據；

能（néng）檢索任意時間（jiān）點的監測數據和任意時間段的報表，並打印和在屏幕上顯（xiǎn）示（shì）出來（lái）；

3）數（shù）據輸出設備功能：

圖形、表格、曲線等方式顯（xiǎn）示各參數和設備（bèi）運行狀態；

能定時或人工（gōng）請求製表並打印；

具有多級安全認證（zhèng）功能（設置密碼進入（rù））；

具有排汙（wū）超標報警和事故報警信號功能；

4）數（shù）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（biàn）、靈活（huó）；

係（xì）統中可和環（huán）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，可實現多級聯網，支持環保（bǎo）部門對（duì）係（xì）統進行遠程反控操作；

係統（tǒng）提供95%以上的數據可利用率。係統（tǒng）數據（jù）可用率的計算基於（yú）係統運行並收集數據的時間（jiān），扣除CEMS任何部件不（bú）能投運（yùn）的時間；

係統具有自我診斷功能及廠家遠程故（gù）障診斷功能；

能（néng）夠控製（zhì）係統的日常運行，包括：自動校正，自動反吹采樣係統過濾（lǜ）器；

係統的數據采集和處理係（xì）統能全部打印出測（cè）量的汙染（rǎn）物成分，其數據處理方法（fǎ）（數據單位及計算條件）和生成的各（gè）種日、月、年報表符合相關標準的要求。

智易（yì）時（shí）代還能為當地環保局安裝設備的遠程監控（kòng）軟件，並（bìng）能根據當地環保局發布的（de）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）據采集控製器能保證（zhèng）存儲原始數據，可提供實時監測（cè）數據（7天以上），日均值數據、月均值（zhí）數據和年均值數據（jù），且所有均值數據存（cún）儲年限均在10年以上。

係統（tǒng）可瞬時采集（jí）各子係統的輸入，所有數據實現每秒（miǎo）刷新一次（cì），考（kǎo）慮係統標校、反吹等維護時間，係統有效數據捕集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（jiàn）查詢和顯示曆史數據，內容包（bāo）括數據（jù）庫內記錄的（de）所有汙染物排放（fàng）相關數據（jù）、相關煙氣參數（shù）以及（jí）所有狀態及告警信息。係統能生成和打（dǎ）印小時（至少45min的有效（xiào）數（shù）據（jù））、日（至少18h的有效數據）、月（至少22d的有效數據）、年報表（biǎo），報表中包（bāo）含最大值、最小值、平均值（zhí）、參（cān）加統計的樣本數等。

係統各報（bào）表格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通過內部局域網（wǎng）或內部電話交換網對各監測點進行監視、數據查（chá）詢、數據（jù）下載等)

3.3數據顯示

工控（kòng）處理模塊主（zhǔ）界麵上顯示各測量值的幹（gàn）基值、濕基（jī）值和折算值，各過程變量的實時（shí）數據和設備運行狀態，也根據用（yòng）戶選擇以圖形、表格或曲線（xiàn）方式顯示數據。

3.4文檔管理

係統能對數（shù）據文檔進行文檔保存和備份，能自動生成運行參數報告，數據報告，掉電（diàn）記錄報告和操作記錄（lù）報告。數據報表中有各監測項目的標（biāo）幹（gàn）濃度、折算濃（nóng）度、排放率，煙氣（qì）靜壓、溫度、流速、標幹流量等。所有顯示量和打（dǎ）印表格和報表均符合HJ/T76-2001《固定汙染源排放煙氣連（lián）續監測係統技術（shù）條件及檢（jiǎn）測（cè）方法》的要求。

3.5自診斷（duàn）及報（bào）警（jǐng）

係統提供報警幹接點輸（shū）出功能，這些報警中包括：

SO分析儀（yí）器異常報警

NOx分析（xī）儀器異（yì）常報（bào）警（jǐng）

O分析儀器異常報警

分析儀器工（gōng）作高、低溫度報警（jǐng）

供氣係統異常報警

探頭失效報警

加熱管溫度過高和過低報警

采樣流（liú）量不足報警

溫度測試儀（yí）失效報警（jǐng）

壓力傳感器失效報警

過濾器濕度報（bào）警

煙氣預處理係統異常（cháng）報警

電壓異（yì）常報警（jǐng）

當1h監測數據（jù）滑動平均值（zhí）（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

係統當受外界強幹擾、偶然意外或掉電後（hòu）又上電等情況發生時（shí），造成程序中（zhōng）斷，係統能實現自動啟動，自動恢複運行狀態並記錄（lù）出現故障的時間和恢（huī）複運行（háng）的時間，啟動（dòng）後係統能通過（guò）自動標校（xiào）操作確定校準偏移量。

3.7數據通訊

係（xì）統具有數據通訊功能，周期地采集各個現場數據采集器發來的各種信（xìn）息，進行處理、存儲、顯示及上傳。係統（tǒng）能提供模擬信（xìn）號和RS232、RS422、RS485等數字信號的接入（rù）及輸出功能，可按照環保部門要（yào）求通過GPRS、電話撥號、電纜線（xiàn）、有線局域網、無線（xiàn）局域網、GSM、微波（bō）等多種傳輸方式，向有（yǒu）關部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（tōng）信協議(國家（jiā）、省、地、市的通訊協議)，用戶隻需選（xuǎn）擇通信端口和通信協議，借助GPRS就（jiù）能實現數據遠程上傳（chuán）。

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

3.8模塊化設計和擴展升級接口

係統（tǒng）為模塊（kuài）化結構設計，具（jù）有擴展功能（néng），可根（gēn）據使用要求，實現單路（lù）、雙路或多路配（pèi）置，並可根據要求加裝其他測量參數。

3.9安全管理（密碼權限）

係統具有安全管理功能（néng），設有三級操作管（guǎn）理權限，操（cāo）作人員需登錄（lù）工號和（hé）密碼後，才能進入（rù）控製界麵，且係統對所（suǒ）有的控製操作均自動記錄並入庫保存。係統管理員（yuán）可以進行所有的係統設置工作，一般操作（zuò）人員隻能進行（háng）日常例行維護和操作，不能更改係統設置。

3.10缺（quē）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（dào）或未達到720h，缺失數據後，數據采集和處理係統能自動處理（lǐ）缺失數據，對缺失數據的處理（lǐ）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（huàn）算（suàn）和排（pái）放（fàng）率（lǜ）計（jì）算要求

係統有計（jì）算汙（wū）染物濃度和排放率功（gōng）能。煙氣各（gè）參數測定計算方法及技術指標滿足國標HJ/T 76-2001的標準要求。在數據報表中，汙染物濃度都換算到標幹濃度和折算濃度，計算方法按相關的國家標（biāo）準要求計算。

3.12顆粒物監測

數據采集（jí）管理係（xì）統將顆粒物監測儀做為係統的一部分進行整體設計，顆粒物監測（cè）采用濁度法，係通（tōng）內可通過上位計算機對顆粒物監測儀進行（háng）遠程控製和實時（shí）數據（jù）、狀態顯示，並可通過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）提供配套正（zhèng）版的操作係統軟件（jiàn）和數據采集管理軟（ruǎn）件，采集係統為多任務係統，可同時運行監控程序和維護程序，在完成其他工作的同時可（kě）靈活可靠（kào）的進行不間斷數據采（cǎi）集。所有特定程序均為綜合程序，中文界麵，操（cāo）作簡捷，易（yì）於使用人員快速掌握。數據采集係統具備軟件編（biān）製（zhì）和下載功能。

3.14遠程控製

可通過中（zhōng）心平台進行標（biāo）氣測試、遠程校準、零氣校準等命令，

所測數據與正（zhèng）常測試數據分不同查詢（xún）索引。

3.15數據（jù）標識

係統（tǒng）采集（jí）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）條數據均（jun1）帶有有效或無效標（biāo）識。

3.16校準子係統

我公司（sī）提（tí）供的CEMS係統（煙（yān）塵檢測係統、氣態汙染物監測係統、煙氣參數監測係統（tǒng））具有自動和手動在（zài）線（xiàn）校正/標定（零點校正、滿量（liàng）程校正）的功能。

我公司提供的校正氣滿足下列要（yào）求：

校正氣符合國家標準；

校正氣的量能滿足係統啟動後（hòu）一年內正常校準（zhǔn）的需要；

所（suǒ）有校正氣（qì）按環保局相關要（yào）求存儲（chǔ），一般存儲在鋼瓶中。

4、係統優勢

優勢一：紅外（wài）吸收氣體分析儀適應濕法脫硫高濕度低濃度的測量（liàng）。

優勢二：螺旋氣流吹掃采樣探頭內（nèi）腔，消除探（tàn）頭維護和已經被（bèi）吸（xī）入探（tàn）頭內腔的大顆粒物。

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

優勢四：自（zì）動標氣功能（néng）及遠程標氣測試。

優勢五：數據標識：校準（zhǔn）、維護、故障等狀態下數據（jù）加標，含每條數據記錄關鍵點的溫度，具有故障日誌記錄，出現故障後（hòu）便於很快找到問（wèn）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的電流信（xìn）號，並可通過平台遠程查看和調節，保證采樣流量保持在1L/min。

優勢（shì）七：樣氣從冷（lěng）凝器出來後，增（zēng）加帶濕度傳感器的（de）過濾器，用於濕（shī）度到達（dá）設定值時報警，並起到二級過濾樣氣的作用。帶濕度傳感器可以通過檢測（cè）後段的濕度從而起到保護儀表的作用（yòng）。