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ZWIN-VOCs有机物排放连续监测系统,可以连续监测非甲烷总烃浓度或其他工艺尾气排放指标、尾气流速、压力、温度等多项相关参数及统计排放量、排放总量等,并能对测量到的数据进行有效管理。VOCs在线监测系统方案
品牌 | 智易时代 |
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VOCs在线监测系统方案
VOCs在线监测系统方案
系统组成
我公司推出ZWIN-VOCs型挥发性有机物在线监测系统(VOCs),由气态污染物检测系统、烟气参数监测子系统、数据采集与处理系统、辅助气源以及现场外围服务等构成。
气态污染物检测用于系统连续监测非甲烷总烃浓度或其它VOCs组分(具体监测项目根据工况确定)
烟气参数监测系统包含连续监测烟气流速、压力、温度、湿度等多项相关参数的子系统及用于采集、处理样气的采样系统、预处理系统及反吹装置等。
数据采集与处理子系统由数据处理和传输软件、控制单元、数据远传单元(数采仪)、企业DCS接口单元等构成。中央单元接收所有设备的信号输出,通过PPI电缆与仪表间机柜内的上位机(工控机)进行通信。上位机的ZWIN-VOCs连续监测系统监测软件汇总所有的气体浓度信息和工作状态信息,具有生成报表、存储数据、查询历史记录及统计排放率、排放总量等功能,能对测量到的数据进行有效管理并与环保部门联网通信,同时具有远程故障诊断等功能,实现了工况现场的无人值守。
ZWIN-VOCs有机物排放连续监测系统可以在恶劣的环境下长期安全运行,满足以下条件:
ZWIN-VOCs有机物在线连续监测系统具有制造计量器具CMC标志(中华人民共和国制造计量器具许可证)和产品铭牌。铭牌上标有仪器名称、型号、生产单位、出厂编号、制造日期。铭牌标识 GB/T 13306 的要求。
ZWIN-VOCs有机物排放连续监测系统仪器各部件组装坚固、零部件无松动,表面无明显缺陷各操作按键使用灵活,定位准确。
ZWIN-VOCs有机物排放连续监测系统软件显示界面为中文,且字符均匀、清晰,能根据显示屏提示进行全程序操作。仪器各显示部分的刻度、数字清晰,涂色牢固,没有影响读数的缺陷。
ZWIN-VOCs有机物排放连续监测系设备主要部件都具有相应的标识和编号。
项目 | 参数 | 指标 | 法规 | ||
系统参数 | 电源 | AC 220V±10%,50Hz±1Hz |
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仪表空气 | (0.4-0.6)MPa,耗气量5Nm3/h,露点:-20℃,无油,无水 |
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输出 | DCA(4-20)mA;运行(自动、手动)、维护、故障;RS485,RS232,TCP/IP |
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环境温度 | (15~35)℃ |
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环境湿度 | 相对湿度:≤85%; |
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测量成分(气态污染物) | 非甲烷总烃 |
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气相色谱 | 采样方法 | *抽取式(全热法或直接抽取+冷凝除水) | 《天津市固定污染源挥发性有机物连续 监测系统安装联网技术要求(试行)》中4.5主要技术指标: | ||
检测器 | FID | ||||
检测下限 | 小于0.1ppm | ||||
量程 | 0-1/10/100/3000(可选) | ||||
分析周期 | 非甲烷总烃分析仪小于 5 分钟 | 4.5.4 | |||
零点漂移 | 24h 零点漂移不超过校准量程的±5% | 4.5.1 | |||
量程漂移 | 24h 零点漂移不超过校准量程的±5% | 4.5.2 | |||
示值误差 | 相对误差不超过 15% | 4.5.3 | |||
维护周期 | 大于等于 168 小时 | 4.5.5 | |||
燃烧气流量及纯度要求 | 氢气,纯度99.999%,≤40ml/min |
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零气流量及纯度要求 | 合成空气或进催化净化后的空气,Org C≤1% span , < 20 l/h |
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氮气流量及纯度要求 | 99.999% 4bar,25ml/min |
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操作显示 | 液晶屏显示、菜单式操作 |
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烟气参数测量 | 测量参数 | 温度 | 压力 | 流量 | 湿度 |
测量方法 | 热电阻 | 传感器 | 皮托管 | 传感器 | |
量程 | (0-400)℃ | (-5KPa~+5KPa) | 0~40m/s | 0-40Vol% | |
精度 | ±3℃ | ≤ 0.1% | ±1% | ±1% | |
法规HJ/T 75 | 满足HJ/T75标准中7.2.3规定的:不超过±3℃的指标 | HJ/T75标准中没有体现相应的技术指标 | 满足HJ/T75标准中7.2.3规定的:流速>10m/s 时,不超过±10%; | HJ/T75标准中没有体现相应的技术指标 | |
安装方式 | 一体化法兰安装 |
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注:具体测量量程可根据买方需求和应用工况确定。
ZWIN-VOCs有机物排放连续监测系统采用多项*性的技术,系统主要具有以下特点:
●采样管伴热温度高达120℃,适合高湿度的废气排放的检测
样气进样环节采用120℃以上高温伴热管缆加热,杜绝样气中的水分凝结,使分析更加准确。
●安全性高
FID检测器具有自动点火功能,无须人工操作;FID具有熄火报警和再次点火功能,保证了色谱仪的连续工作。火焰熄灭后自动切断氢气,安全可靠;超温自动保护功能,免于器件的损坏
●自动标定
设备具有定时自动标定功能,标定参数可由软件设定。标定回路设有压力、流量控制功能。
●自动参数监控功能
设备关键部件如柱箱、检测器、进样气等重要部件的运行参数如温度等具有自动监控和诊断功能
●自动进样
软件控制自动切换进样,进样间隔可根据实际需求任意调节;选用美国进口进样阀,运行稳定,工作可靠。
●精确控制,数据精准
系统采用EPC技术进行载气压力控制,控压精确稳定;氢气、空气流量全部采用电子流量控制,不受环境压力、温度变化影响,读数准确可靠;柱箱控制精度优于±0.05 ℃,可编程的zui大3阶线性升温,重现性好
●分析部分包括预柱和分析柱,采用反吹切割技术防止高沸点组分化合物进入分析柱,延 长分析柱的使用寿命,并大大缩短由于高沸点组分化合物分离而导致的较长分析时间。
●运行维护简单成本低
氢气采用具有自动加液功能的氢气发生器,日常消耗仅是纯水。
空气除水采用压缩机自动排水串联电子冷凝除水复合模式,全自动运行,避免反复更 换干燥剂的运维成本。
仪器(包括气源)集成安装于2个立式机柜,占地小,日常维护和操作方便
●关键部件大量地采用进口配件,使系统质量可靠使用寿命长
ZWIN-VOCs有机物排放连续监测系统在本方案中采用伴热后冷凝除水的采样方式,探头按照国家规范安装在管道(或烟囱)的适当位置,由真空泵提供动力,抽取采集管道中的气体,经过伴热后迅速冷凝除水,然后通过分流阀,再经过一个精密过滤,样气进入分析仪表内部的十通进样阀进行采样。由于真空泵一直采样工作,分析仪表采集的样气为时刻更新的,而且十通阀还能对分析仪表进行大气平衡,保证了测量的准确性。
采样单元由采样探头、反吹箱、伴热管、预处理单元组成
2.9.1.1高温采样探头
高温采样探头用来采集监测点的烟气。探头里配置有0.1μs进口钛合金滤芯和高温加热器(150°C)。钛合金滤芯具有耐腐蚀强,使用寿命长等特点。高温加热器使采集的烟气中的水汽不会冷凝成水,避免烟气中的有效因子溶于水中而产生的数据误差。
2.9.1.2 反吹装置
反吹装置用来吹扫采样探头滤芯上的粉尘。反吹配置有进口的CKD吹扫电磁阀和高温伴热的储气罐。储气罐里的空气是无油无水的洁净空气,该空气加温到120°C,高温空气经过吹扫电磁阀吹扫采样探头滤芯上的粉尘。
2.9.1.3 伴热带
伴热带把采样探头采集的烟气经过120°C伴热传输到监测小屋里的分析柜里。该伴热带具有抗200°C的高温,并且材质里不含有监测因子。
2.9.1.4 预处理(冷干法)
预处理系统处理功能主要是无损的处理被检测气体中的颗粒物和水份等干扰因素,使处理后的被测气体满足后级在线色谱仪的进气要求。通过多级过滤以去除颗粒物;样品输运管道加温到120°C,以避免液态水的产生,保证监测因子数据无任何损失。根据《天津市固定污染源挥发性有机物连续监测系统安装及联网技术要求(试行)》要求中5.2.7 款:应具备全系统校准功能,即能够完成从样品采集和传输装置、预处理设备和分析仪器的全系统校准;同时应具备近端校准功能。本系统预处理中配有自 动标定单元,标定单元具备有就地自动标定和全程自动标定二种方式。
测量原理:色谱分析技术GC+FID
本仪器自动进样装置采用了VALCO的两位十通隔膜阀,样品气经过压力平衡后进入色谱柱进行分离,zui后通过高灵敏的检测器(FID)进行检测。
反吹切割
对于检测复杂有机物成分的样气,特别是那些高沸点、大分子量的有机物会逐渐积累在色谱柱中,产生对色谱柱的破坏,并由此带来的色谱峰峰形异常或色谱分离度的退化。GC3010A在线色谱仪采用高压反吹切割技术,每次分析都会快速吹除色谱柱中除甲烷外的其他有机物成分(那些高沸点、大分子量的有机物),从而适应各种固定污染源尾气的检测。
FID检测器
是一种高灵敏度通用型检测器,它几乎对所有的有机物都有响应,而对无机物、惰性气体或火焰中不解离的物质等无响应或响应很小,对温度不敏感,响应快,线性范围为10的7次方。
FID用氢气作为燃烧气,在一个圆筒状的电极里的喷嘴处燃烧。喷嘴与电极间电压高达几百伏,当含碳物质在喷嘴处燃烧时,产生的电子/离子对被喷嘴和电极处收集起来产生电流,该电流经过高阻(106~1011Ω)放大,成为与进入火焰的有机化合物量成正比的电信号,因此可以根据信号的大小对有机物进行定量分析。
该检测器中集成了火焰温度传感器,当火焰熄灭时,可以自动点火,若点火失败,可切断供气,保证安全。
2.9.4湿度仪
湿度数据用来计算标准干烟气排放量。
测量范围:0-40Vol%
仪器准确度:1%
系统误差: 2%
采样方法:抽取式
分析方法:电容法
环境温度限制(zui低/zui高):-25℃~55℃
流量测量采用皮托管法,皮托管流速计主要由“S”型皮托管检测头。取压管保护套管、差压变送器、反吹控制阀等部件构成。测量时将皮托管流速计探头插入管路中,并使全压和背压探头中心轴线处于过流断面中心且与流线方向*,全压探头测孔正面应对来流,检测流体总压,并将其传递给差压变送器;同时背压探头测孔拾取节流静压也将其传递给变送器,变送器读取动、静压差值并将其转换成相应的流速。皮托管内外表面均做了特殊处理,可有效避免烟气腐蚀并减少粉尘粘附。反吹电磁阀主要用于脏污气体(如烟囱排放的烟气)测量时的系统反吹:当探头检测孔粘附、积淀灰尘污物时,电磁阀定时或按预定程序开启,将压缩空气同时接入两个取压管进行吹除作业;正常测量时电磁阀则处于关断状态。
电控单元主要由西门子PLC为核心控制单元,结合开关、固态继电器、温控器、开关电源、继电器和接点端子组成。电控单元主要实现强电控制,控制系统中的电磁阀、采样泵、蠕动泵的开关启停;电控单元内置温控器,用来控制采样单元中采样探头、反吹箱储气罐及伴热管单元的加热温度,另外,电控单元还负责为系统中央单元以及温压流、粉尘仪等外围设备供电。
全系统由西门子PLC控制;在线色谱分析的信号传输给上位工控机,由工控机的专业软件进行数据处理得出有机物含量;温压流粉尘仪等检测单元把检测数据传输也一并传输给工控机,由工控机的上位机软件计算出非甲烷总烃的浓度值、标定值、排放量,然后把这些值通过数采仪传输给环保局,同时把这些值存档、生成报表、传输给DCS。系统与DCS传输的方式有9针D型串口PPI协议、RJ45网口(协议商确)、Rs232 9针D型串口(协议商确),也可以4-20mA电流信号传输。系统还可配置氢气报警器,如果氢气泄露,氢气报警器声光报警并且输出报警信号给PLC,PLC立即控制控制氢气阀,切断气源,保证安全。
2.9.6.1工控处理模块
数据处理由工控机和烟气连续监测系统软件组成。
工控机:
尺寸:15寸液晶
操作系统:Windows XP
4个RS232通讯端口,2个USB口。
系统数据采集率:大于 95%
与政府环境监测部门的通讯,通过有线/无线通讯网络进行
防尘要求: IP34
环境温度限制(zui低/zui高): 5℃~+45℃
用电量: 0.5 kVA
2.9.6.2采集、传输与处理软件
型号:ZWIN-VOCs有机物排放连续监测系统分析软件
操作系统:Windows XP
烟气连续监测系统软件:
汇集各子系统所有报价信息,显示并输出警告,所有报警信息存储供后续查询,软件本身也可对监测参数设置独立的报警限。为企业或环保部门采取及时、应急处理措施提供可靠依据。
通过RS232通讯接口,按照《污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》(HJ/T212-2005)等国家标准要求格式输出数据以及各种图文信息,同时支持GPRS/CDMA以及TCP/IP等有线、无线传输模式。
具备自检及完善的断电自保护和死机自动恢复功能,系统异常前后不会造成数据丢失,所有故障信息存储以备后续查询。
气源包含纯净空气、氢气、氮气,提供给在线色谱。空气、氢气在色谱里燃烧形成氢火焰,氮气充当载气。
空气由空气发生器产生无油无水无尘的压缩空气,氢气由蒸馏水经过氢气发生器产生高纯度的氢气。
氮气由装有99.999%的高纯氮气提供(经过除烃后的氮气)
序号 |
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| 备注 |
| 系统使用说明书 | 3份 |
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| 设计图纸 | 3份 | 机械、电器各三份 |
| 主要部件说明书 | 1份 | 外购件只有一份说明书 |
| 测量器具国家第三方检测证书 | 1份 |
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| 产品合格证书 | 1份 |
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| 设备验收报告 | 1份 |
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双方于交货前2周协商安排我方专职工程师到现场安装、调试和培训的初步日程计划。
在具备现场安装条件的情况下,贵方提前一周书面通知我方。我方派有经验的工程师到现场进行安装及调试工作,贵方为我方提供工作中的方便。
3.2.2.1 开孔位置
安装位置:烟道。
3.2.2.2 开孔尺寸
警告:在安装和维护时必须关闭电源,否则操作人员可能会触电或造成系统的损坏。
根据本公司VOCs培训规范的规定,考虑贵方的实际需求,在本期工程中,为使本项目合同设备能正常安装、调试、运行、维护及检修,我公司技术人员将负责对贵方人员进行计算培训,以便贵方了解设备的特点和使用维护知识,提高使用质量,保证设备长期稳定地运行。
培训的时间、人数、地点等具体内容zui终可由投标单位和贵方双方商定。
完整的VOCs系统应在装箱前由智易完成检验,这些检验是用于确定所有部件的合理配置和功能,以保证设备满足或超过规范的要求。
考虑到VOCs系统和它的运行,我方如下保证:
我方严格进行厂内各生产环境的检验和试验,检验的范围包括原材料和元器件的进厂,部件的加工、组装试验至出厂试验;智易检验的结果满足HJ/T76-2001标准的要求,如有不符之处或达不到标准要求,智易会采取措施处理直至满足要求,同时向贵方提交不*性报告。
VOCs系统安装完成后,经我方调试、正常运行后,我方提供竣工验收报告,验收通过报告经过贵方确认后生效。
贵方保证电源的正常供电;有巡检人员定期巡检,如发现异常现象,立即我方,我方在12小时内响应答复。
日常维护对于保持和提高ZWIN-VOCs系统的运行效率和使用寿命至关重要,ZWIN-VOCs系统由于没有使用易磨损的运动部件和其他需要经常更换的部件,系统维护工作量相对较小。其日常维护项目主要有以下几个方面:
常见的系统故障和解决办法见下表:
问题 | 原因 | 分析解决问题 |
仪器不能启动 | 电源号信号线松动 | 检查电脑中的连接是否到位,可能运输过程中松散。检查时当心系统的静电脉冲。 |
保险丝熔断 | 在入口处,用备用保险丝代替,检查下一次启动发生的情况。 | |
硬盘故障 | 检查PC在启动时是否和硬盘连接良好,如果没有,供应商更换新硬盘, | |
气体供应出现漏气 | 载气系统的连接不好 | 载气系统的连接来源于仪器背面载气连接端口,首先经过过滤器和稳压阀阀,之后到达柱箱。经常在柱箱中可发现小的漏气,在左箱流量控制部分可发现大的漏气。检查柱箱:首先用漏气监测皂检查分析模式下的仪器:关闭仪器,检查所有的接头连接部分。如果发现漏气,拧紧半圈后再检查。 |
色谱柱系统漏气 | 以下两种情况下会出现色谱柱漏气:运输后直接出现,或几个小时后出现。*种情况下毛细管色谱柱被损坏,第二种情况可能为聚合物卡套损坏。色谱柱系统漏气会导致稳压阀控制的柱前压不能稳定到设置值。 | |
管道漏气 | 不锈钢管很坚固,管壁出现漏气的情况比较少见。其他FEP或PTFE管或PU管只有在操作不当情况下才会被破坏。用同样的管代替,请智易时代。 | |
转换部件阀漏气 | 从快速插入配件中取出管时,可能在左箱或10通阀板出现大漏气。按下黑色或蓝色的小圈*取出管,然后*推进去。如果这不行,就需要改换配件。 10通阀的漏气需要专业人士修理,因为该部分承载10通阀和检测器。旋松阀和检测器以及后面板,然后取出。检查4个阀以及压力传感器的连接。如果压力传感器漏气,更换新的。 | |
左箱载气漏气 | 压力或流量调整器或载气过滤器的漏气都可以用漏气检测液检测出来。压力调整器的连接比较困难,需要时间检测并拧紧。用扳钳扳紧此箱上直管和弯管:在旋紧一端的同时要拿着另一端,以便拧紧连接的同时不要使管变弯。 | |
压力警报 | 转换空气阀压力太低或太高 | 设置压力(3-4.5)bar 检查供给管的尺寸和长度。 检查漏气。 |
压力传感器或校准发生故障 | 每个传感器被独立校准。如果不信,更换电路板上的压力传感器 | |
保留时间不稳定 | 压力控制器问题 | 稳压阀故障或气路有漏气 |
室内温度每小时偏差大于5℃ | 观察编号是否保持在5℃以下,或者至少将仪器远离空调气流放置,尤其保护好左侧箱 | |
该类色谱柱质量差或复杂 | 老化色谱柱或更换新柱。 | |
柱箱中的铂电阻损坏 | 如果您怀疑可能用了不同的温度传感器,则检查一下温度并且和屏幕显示的读数进行比较。 | |
校准非线性 | 仪器在线性范围外 | 如果范围较大并且想测所有的,可以使用非线性多点校准。 |
内部或外部管的吸附效应 | 清洗或改变外部管。如果不可以,用稀释氨水和蒸馏水清洗内部管和10通阀。*干燥并重新安装。 | |
内部或外部管的反应效应 | 活性炭会在金属和聚合物表面反应。它们如何反映取决于化合物。如果在校准线性化方面遇到困难,请供货商。 | |
重现性差 | 采样系统漏气 | 在采样入口处覆盖上一个盖检查系统:活塞歩进不能完成。如果关闭取样入口,活塞还较平滑地移动,就应该检查是否有漏气。 |
十通阀或色谱柱系统漏气 | 检查连接和色谱柱 | |
采样线路管道脏 | 这种情况下,校准浓度会上升相当一段时间。更换管。 | |
富集管连接处漏气 | 拧紧一下富集管的两处接头,观察切阀时压力波动是否减小。 | |
测量不连续 | 点击了停止运行 | 点击开始运行 |
电脑有问题导致色谱图丢失和蓝屏错误 | 检查日志文件,寻找自动重启。观察系统,查看突然停止的情况。检查硬盘,电脑主板和处理器。 | |
程序中发生错误信息,但找不到真正原因 | GC电子部件和电脑主板通讯不畅产生错误信号。 | |
FID检测器信号基线不稳定 | FID污染严重 | 清洗FID检测器 |
氢气中水分含量较高 | 在使用氢气发生器时此种情况较为常见,表现出色谱图上显示尖锐的噪声峰。更换氢气发生器中的干燥器,并重新点燃FID。 | |
空气压力不稳定 | 在空气供应一路安装稳压阀,保证输入压力的恒定。 | |
产生“鬼峰” | 载气纯度低,净化器失效,固定相与载气污染物发生反应 | 更换载气或活化净化器 |
上一次进样中的高沸点杂质的自然流出 | 若持续出现,修改分析方法。 | |
气路系统漏气 | 捡漏,尤其进样系统和检测器两处影响较大。 | |
峰发生裂分 | 色谱柱安装错误 | 截取柱头一段后重新安装色谱柱。 |
柱温严重波动 | 检查柱箱门是否关好或后开门是否正常工作。 | |
富集管安装有问题 | 更换富集管或重新安装富集管。 |