一、背景介紹

1、項（xiàng）目背景

煙氣排放連續（xù）監測係統（Continuous Emission Monitoring System）簡稱CEMS。隨著環保事業的（de）發展，CEMS的技（jì）術日趨成熟和規範。目前國內（nèi）煙氣CEMS大多采用“大件係統（tǒng）集成”，即主要分析部件采（cǎi）用進口設（shè）備，這樣（yàng）對測量（liàng）的準確性提供了保證，但國內的大氣（qì）汙染物排放標準與設備廠商所在國或地區（qū）相（xiàng）差較大，多數排放企業沒有對被測得汙染物成分充分地（dì）淨化處理，在高塵（chén）、高濕、流場（chǎng）不穩等客觀惡劣監測環境下，使得沒有（yǒu）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（gè）監測場所實行嚴格（gé）的現場勘（kān）查，熟（shú）悉被測試（shì）對象，單獨的進行合理設計與配置、選材和施工，而不是用（yòng）統一（yī）規格的產品讓每一個現場（chǎng）去適應它。另外煙氣CEMS的運（yùn）行是連續的，國內的市場環境（jìng）造成（chéng）銷售價格偏低和維護（hù）的備品備件跟不（bú）上，售後（hòu）服務自（zì）然紙上談兵。

隨著（zhe）國家“十二五”規劃中節能減排的（de）政策出台（tái），以及行業（yè）內大氣汙染物排放（fàng）標準的（de）改版升級，特別是2007年後，濕法脫硫技術的廣（guǎng）泛（fàn）應（yīng）用，導致許多顆粒物濃度低於150mg／m，因而顆（kē）粒物CEMS將主要以適合測量低（dī）濃度的散射法為主。同（tóng）時氣態汙染物CEMS將向全譜（pǔ）分析（xī）和線狀光譜（pǔ）技術方向發展，測（cè）量範圍則逐漸向低濃度（dù）發展，追求更高的準確度（dù）和精密度。

對於固定汙染源廢氣自動連續監測係統而言，另外一個重要的組成部分（fèn）是（shì）數（shù）據采集與傳輸係統。該係（xì）統（tǒng）將重點發展數據加標技術，過程監（jiān）控技術以（yǐ）及物聯網技術。

天津智易時代科技發展有限公（gōng）司（sī）根據國家環保部對煙氣（qì）排放連續監測係統的技術要求（qiú）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（suàn）機數據處理和網絡通訊（xùn）技術，集成了一套（tào）煙氣排放連續監測係統（tǒng）。

智易時代CEMS采用（yòng）國際先進的紅外分析儀與煙塵、溫（wēn）度、壓力、流量（liàng）、濕度及相關的輔（fǔ）助設備，結合多年的行業經驗，設計了一套功能齊全（quán）完善的CEMS。這套係統很集中（zhōng）的體現了我公司CEMS係統集成的（de）優勢，更加（jiā）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術要求及監測方法》HJ/T75-2007《火（huǒ）電廠煙氣排放連續監測（cè）技術規範》GB/T16157-1996《固（gù）體汙染源（yuán）排氣中顆粒物測定與氣態（tài）汙染（rǎn）物采樣方法》國（guó）家環境保（bǎo）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 火電廠大氣汙染物排放標準（zhǔn）HJ/T 212-2005 汙染源在線（xiàn）自動監控（監測）係統數據傳輸標（biāo）準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 電測量儀表裝置設計技術規程NEMA-ICS6 工業控製設備（bèi）及係統的外殼（ké）GB 50054-1995 低（dī）壓配電設計規範GB50057-1994 建築物防雷設計規範

二、建設方案

1、係統概況

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

2、功能特點

該CEMS係統（tǒng）具有以下特點（diǎn）：

⑴ 直接分析原樣，盡可能地（dì）保（bǎo）持煙氣物理和化學特性，樣氣具有代表性；

⑵ 反吹（chuī）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吹，減少（shǎo）顆粒物附著。

⑶ 指示功能（néng）：數據采集與（yǔ）傳輸係統（tǒng）除了可以指示上述提到的自診斷和報警內容，還可（kě）以顯示分析儀在校正循環中（zhōng）、校正氣瓶低壓、過量的校（xiào）正誤差等內容。

⑷ CEMS可長期無（wú）人值守；

⑸ 其它功能：主要分析儀器自診斷（duàn）、自動控製、自（zì）動校（xiào）準、係統網絡化、錯誤代碼指示等功能。

⑹ 數（shù）據處理（lǐ）係統：我公司自主研發的CEMS係統符合國家環保要求以（yǐ）及《火電廠煙氣連續監測係統技術規範》的數（shù）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（xìng）、安（ān）全性、可維修性和可擴展性（xìng）。監測設備滿足兩套煙氣成分采（cǎi）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容量。CEMS可與電廠、電力局、環保局的局域網，可以遠程通訊。

⑻ 配置的軟件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（shè）計的分析儀器和（hé）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，極大地方便（biàn）了技術人員檢修。

⑽ 取樣探頭（tóu）及（jí）過濾器可以自動反吹掃和遠程控製反（fǎn）吹掃，防止堵塞；分析係統具有自（zì）動和遠程標（biāo）氣校核功能；分析儀器、采（cǎi）樣器、加熱器、伴熱管加熱器具（jù）有故障自動報警功能（néng） 。

⑾ 智能化：自動調零，量程超限報警，濕度報警（jǐng），采樣頭溫度異常報警、冷凝器（qì）溫度異（yì）常報警、加熱溫（wēn）度異常報警，低流速報警，主（zhǔ）維護（hù）報（bào）警。

⑿ 儀器和係（xì）統日（rì）誌功能，記錄係統的各運行狀態（tài）參數，為係統數據的準確（què）性和可靠性作為溯源的（de）基礎。

⒀ 大屏幕（mù）觸（chù）摸屏工業控製計算機，頁麵形象，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 係統具有自動標氣測試功能，可以自動完成係統校核（hé）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，可采集係統的詳細（xì）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（hù）提醒功能

⒅ 具備兩（liǎng）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數據修正規範修（xiū）正的數據。

3、數據采集和（hé）處理係統

數（shù）據采集和處理係統的（de）配（pèi）置主要包括工控機，顯示器，CEMS監控軟件，數（shù）模輸出模塊。

1）係統功能：

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（dù）、壓（yā）力和流速等參（cān）數，將煙（yān）氣濃度換算成標態，並計算出各煙氣汙染（rǎn）物的總排放（fàng）量，生成符合客戶要求的（de）報表；

所提（tí）供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（píng）幕上顯示出來；

2）數據的存儲（chǔ）和檢（jiǎn）索功能：

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

能檢（jiǎn）索任（rèn）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（shàng）顯示（shì）出來（lái）；

3）數據輸出設備功能：

圖形、表（biǎo）格、曲線等（děng）方式顯示各參數和設備運行狀態；

能定時或人（rén）工請求製（zhì）表並打印；

具有多級（jí）安全認證功能（設置密碼進入）；

具有排汙超標報警和事故報警信號功能；

4）數據（jù）遠程聯網功能：

多種通訊方法的選用使係（xì）統運行更（gèng）為方便、靈活；

係統中（zhōng）可和環保局實現遠程聯網監測；

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

係統提供95%以上的數據可利用率。係（xì）統數據可用率的計算基於係統（tǒng）運行（háng）並收集數據的時間，扣除CEMS任何部件不能（néng）投運的時間；

係統具有自我診斷功（gōng）能及廠家遠程故障（zhàng）診斷功能；

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

係統的數據采集和處理係統能全部（bù）打印出測量的汙染物成分，其數據（jù）處（chù）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。

智易時代還能為當地環保局安裝設備的遠程監控軟件，並能根據當地環保局發布的數（shù）據通（tōng）訊協議修改我公司（sī）的遠程數據傳輸格式（shì）。
3.1數（shù）據存儲

係統的數據采集控（kòng）製器能保證存（cún）儲原始數據，可提供實時監測數據（7天以上），日（rì）均值數據（jù）、月均值數據和年均值數據（jù），且所有均值（zhí）數據存儲年限均在10年以上（shàng）。

係統可瞬時采集各子係統的輸（shū）入，所有數據實現每秒刷新一次，考慮係統標校、反吹等（děng）維（wéi）護時間，係（xì）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（suǒ）

係統可設置條件查詢（xún）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關數據、相關（guān）煙氣參數以及（jí）所有（yǒu）狀態及告警信息。係（xì）統能生成和打印小時（至少（shǎo）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（nián）報表，報表中包含（hán）最大值、最小（xiǎo）值（zhí）、平均值、參加統計的樣本數（shù）等。

係統各報表格式能在各企（qǐ）業在線監（jiān）測係統技術報告中列出。(企業內部監控中（zhōng）心可通（tōng）過（guò）內部局域網或內部電話交換（huàn）網對各監測點進行監視、數據查詢、數據下載（zǎi）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和設備運行（háng）狀態，也根據用戶選擇以（yǐ）圖（tú）形、表格或曲線方式顯示數（shù）據。

3.4文檔（dàng）管理

係統能對數據文（wén）檔進行文檔保（bǎo）存和備份，能自動生成運行參數報告，數據報告，掉電記錄報（bào）告和操作記錄報（bào）告（gào）。數據報表（biǎo）中有各監測項目的（de）標幹濃（nóng）度、折算濃度、排放率，煙氣靜壓、溫度、流速、標幹流量等。所有顯示量和打印表格（gé）和報表（biǎo）均符合（hé）HJ/T76-2001《固定汙染源排放煙氣連續監測係統（tǒng）技術條件及（jí）檢測方法》的要求。

3.5自診（zhěn）斷及報（bào）警

係統提供報警幹接（jiē）點輸出功能，這些報警中包括：

SO分析儀器異常報警

NOx分析儀器異常報警

O分（fèn）析儀器異常（cháng）報警

分析（xī）儀器工作高、低溫度（dù）報警（jǐng）

供氣係統異常報警（jǐng）

探頭失效報警

加熱管溫度過高和過（guò）低報警

采樣流量不足報（bào）警

溫度測試（shì）儀失效報（bào）警（jǐng）

壓力傳感（gǎn）器失效報警

過濾器濕度報警

煙氣預處理係統異常報警

電（diàn）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（jǐng）

3.6異常情況（kuàng）自動恢複（fù）

係統當受外界強幹（gàn）擾、偶（ǒu）然意外（wài）或掉電後又上電等情況發生（shēng）時，造成程序中斷，係統能實現自動啟（qǐ）動，自動恢複（fù）運行狀態並記錄出（chū）現故障的時間（jiān）和恢複運（yùn）行的時間，啟動後係統能（néng）通過自動標校（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（néng），周期地采集各個現場數據采集（jí）器發來的各種（zhǒng）信息，進行（háng）處理、存儲、顯示及上（shàng）傳。係統能提供模擬信號和（hé）RS232、RS422、RS485等（děng）數字信號的（de）接入及輸出功能（néng），可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（jú）域網、GSM、微波等多種傳輸方式，向（xiàng）有關部門定時傳輸數據和圖表，並隨時（shí）接受（shòu）數據查詢（xún）。

係統（tǒng）中預置了多種（zhǒng）通信協議(國家、省、地、市的通訊協議)，用戶隻需選擇通信端口和通信協議，借助GPRS就能實現數據遠程上（shàng）傳。

支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（tōng）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，具（jù）有擴展功能（néng），可根（gēn）據使用要求，實現單路、雙路或多路配置，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（tǒng）具有安全管理功能（néng），設有三級操作管理權限，操作人員需登錄工號和密（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。係統管理（lǐ）員可以進行所有的係（xì）統設（shè）置工作，一般操作（zuò）人員隻能進行日常例行維護和操作，不能（néng）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（yùn）行（háng）達到（dào）或未達到720h，缺失數據後，數據采（cǎi）集和處理係統能自動處理缺失數據，對缺失數據（jù）的處理符合國家標準HJ/T76－2007的技術規定。

3.11煙氣參（cān）數測定（dìng）及汙（wū）染（rǎn）物濃度換算和排放率計算要求

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

3.12顆粒物監測

數據采集管理係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（wù）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（háng）遠程（chéng）控製和實（shí）時數據、狀（zhuàng）態顯示，並可通過上位機軟件對顆粒物進行多（duō）點（diǎn）曲線校準操作（zuò）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

係統提供配套正版的操作係統軟件和（hé）數據采集管理軟（ruǎn）件，采集係統為多任（rèn）務係統（tǒng），可同時（shí）運行監控（kòng）程序（xù）和維（wéi）護程（chéng）序（xù），在（zài）完成其他工作的同時可靈活可靠的進行（háng）不間斷（duàn）數（shù）據采集（jí）。所有特定（dìng）程序均為綜合程序，中文界麵，操作簡（jiǎn）捷，易於（yú）使用人（rén）員快速掌握。數（shù）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（zhōng）心平台進行標氣（qì）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（tóng）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（qì）溫度、加熱線溫度、過（guò）濾器濕（shī）度、煙氣采樣時流量，以判斷數據（jù）是否有效，每條數據均帶有有效或（huò）無效標識。

3.16校（xiào）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（cè）係統、煙氣參數監測係統）具有（yǒu）自動和（hé）手動在（zài）線校正/標定（dìng）（零點校正、滿量程校正）的功能。

我公（gōng）司（sī）提供的校正氣滿足下列要求：

校正氣符合國家標準（zhǔn）；

校正氣的量能滿足（zú）係統啟動（dòng）後一年（nián）內正常（cháng）校（xiào）準（zhǔn）的需要；

所有校正氣按環（huán）保局相（xiàng）關要求存儲，一般存儲（chǔ）在鋼瓶中。

4、係統優勢

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

優勢二（èr）：螺旋氣流吹掃采（cǎi）樣探頭內腔，消除探頭維護和已經被吸入探（tàn）頭內（nèi）腔的大顆粒物。

優勢三：實現采樣管線溫度實時監測並傳（chuán）輸到監控平台，可（kě）實現取樣管線低溫報警，有利遠（yuǎn）程判斷故障。

優勢四：自動（dòng）標氣功能及遠程（chéng）標氣測試。

優勢五：數據標識：校準、維護、故障等（děng）狀態下數據加標，含每條數據（jù）記錄關鍵點的溫度，具有故障（zhàng）日誌記錄（lù），出（chū）現故障後便於（yú）很（hěn）快找到問題所在（zài）。
優勢六：樣（yàng）氣管路增加流量調節（jiē）閥，流量可自動調節（jiē）。通過485通訊遠程（chéng）設定和調節（jiē）通過該閥的氣量，並輸出4-20mA的電流（liú）信號，並可通過平台（tái）遠（yuǎn）程（chéng）查（chá）看和（hé）調節（jiē），保（bǎo）證采樣（yàng）流量保持在1L/min。

優勢七：樣氣從冷凝器出來後，增加帶（dài）濕度傳感（gǎn）器的過濾器，用（yòng）於（yú）濕度到達設定（dìng）值時報警，並起到二級過濾樣氣的（de）作用。帶濕度傳感器可（kě）以通過檢測後段的濕度從而起到保護儀表的作用。