一、背景介紹

1、項目背景（jǐng）

煙氣排（pái）放連續監測係統（Continuous Emission Monitoring System）簡稱（chēng）CEMS。隨著環保事業（yè）的發展，CEMS的技術（shù）日趨成熟和（hé）規範。目前國內（nèi）煙氣CEMS大多采用“大件（jiàn）係統集成（chéng）”，即主要分析（xī）部件采用（yòng）進口設備，這樣對測量的準確性提供了保證，但國內（nèi）的大氣（qì）汙染（rǎn）物排放標（biāo）準與設備廠商所在國（guó）或地（dì）區相差較大，多數排（pái）放企業沒有對被測得汙（wū）染物成分充分地淨（jìng）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（gǎi）進的采樣探頭和分析儀器（qì）不太適合這樣的監測場所。

煙氣CEMS的實施需要對每個監測場所（suǒ）實行（háng）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（shī）工，而不是（shì）用統一規格的（de）產品讓每一個現場去適應它。另外煙氣CEMS的運行是連（lián）續的，國內的市場環境造成銷售價（jià）格偏低和維（wéi）護的備品備件跟不上，售後服務（wù）自然紙上談兵。

隨著國家“十二（èr）五”規劃中節能減排的政策出台，以及行業內（nèi）大氣汙染物排放標準的改版升級（jí），特別是2007年後，濕法脫硫技（jì）術的廣泛應用，導（dǎo）致許多顆（kē）粒物濃度低於150mg／m，因而顆粒物CEMS將主（zhǔ）要以適合測（cè）量低濃度的散（sàn）射法（fǎ）為主。同時氣態汙染物CEMS將向全譜分（fèn）析和線狀光譜技術方向發展，測量範圍（wéi）則逐漸向低濃度發展，追求更高的準確度和精密度。

對（duì）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是數據采集與傳輸係統。該係統將重（chóng）點發展數據加標技（jì）術，過程（chéng）監控技術以及物聯網技術。

天津智（zhì）易時代（dài）科技發展有限公司根據國家環保部對煙氣排放連（lián）續（xù）監測係統的技術要求及有關標準，我們運用了先進（jìn）的煙氣成分分析（xī）技術、自（zì）動控製技術（shù）以及計算機數據處（chù）理和網絡（luò）通訊技術，集成了一套煙氣排放連續監測係統。

智易時代CEMS采用國際先進的紅外分析儀與（yǔ）煙塵、溫度、壓力（lì）、流（liú）量、濕（shī）度及相關的輔（fǔ）助設備，結合多年的行業（yè）經驗，設計了一套功能齊全完善的CEMS。這套係統很集中的體現了我（wǒ）公司CEMS係統集（jí）成的優勢，更加符合實際用戶所需。

2、建設依據（jù）

HJ/T76-2007《固定汙染源排（pái）放煙氣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技術規範》GB/T16157-1996《固體汙染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（jiān）測分（fèn）析方法》（第四版）GB16297-1996大氣汙（wū）染（rǎn）物綜（zōng）合排放標準GB13223-2007 火電廠（chǎng）大氣汙染物排（pái）放（fàng）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（gōng）業自動化儀表工作條件（jiàn）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（chéng）NEMA-ICS6 工業（yè）控製設備及（jí）係統的外殼GB 50054-1995 低壓配電設計規範GB50057-1994 建築物防雷設計規範

二、建（jiàn）設方（fāng）案

1、係（xì）統概況

CEMS主要由煙氣參數測量子係（xì）統、顆粒物CEMS、氣態汙（wū）染物CEMS、數據采集與傳輸等（děng）單元集成而成，形成一（yī）個集數據（jù）采集、處理（lǐ）、顯示、通訊、遠程監控的一體化係（xì）統。如下圖：

2、功能特（tè）點

該CEMS係統具（jù）有以下（xià）特點：

⑴ 直接分析原樣，盡可能地保持煙氣物理和化學特性，樣氣具（jù）有代表性；

⑵ 反吹（chuī）功能：CEMS的（de）SO/NOx/O采樣探頭（tóu）、煙塵儀（yí）發射端和接受（shòu）端具（jù）有吹掃功能；能對探頭（tóu）外表麵和內部進行反吹，減少顆粒物附著。

⑶ 指示功能：數（shù）據采集與傳輸係統除了可以指示上述提到的自（zì）診（zhěn）斷和報警（jǐng）內容，還可以（yǐ）顯示分（fèn）析儀在校正循環中（zhōng）、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 其它功能：主要分析儀器（qì）自診斷（duàn）、自動控製、自動校準、係統（tǒng）網絡化、錯誤代碼指示（shì）等功（gōng）能。

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

⑺ CEMS具有高（gāo）可靠性、安全性（xìng）、可維修性和可（kě）擴展性（xìng）。監測設備滿足兩套煙氣成分采樣探頭係統的（de）運行要（yào）求，同時設計方（fāng）案預留了一定的接口和容量。CEMS可與電廠、電力局、環保（bǎo）局的局域網，可以遠程（chéng）通訊。

⑻ 配置的軟件與係統的硬件資源相適應，除係統軟（ruǎn）件（jiàn）、應用軟件外，還配置了在線故障診斷和殺毒軟件等。

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

⑽ 取樣探（tàn）頭（tóu）及（jí）過濾（lǜ）器可以自動反吹掃和遠程控製反吹掃，防（fáng）止堵塞；分（fèn）析係統具有自動和遠程（chéng）標氣（qì）校核功能；分析儀器、采樣器、加熱（rè）器、伴熱管（guǎn）加熱器具（jù）有故障自動報警功能 。

⑾ 智能化：自動調零（líng），量程超限（xiàn）報警，濕度（dù）報警，采樣頭溫度異常報警、冷凝器溫度（dù）異常報警、加熱溫度異常報警，低流速報警，主維護報警。

⑿ 儀器和係統日誌功能，記錄係統的（de）各運行狀態參數，為係統數（shù）據的準確性和可靠性作為溯（sù）源的基礎。

⒀ 大屏幕觸摸屏工業控製計算機，頁麵形（xíng）象，操作簡單（dān）。

⒁ 采用電加熱控溫（wēn）幹法直接取樣方式，輔助環（huán）節少，可靠性高，能（néng）真實（shí）反映煙（yān）氣成分含量。

⒂ 係統具有自動標氣測試功能，可（kě）以自動完成係統（tǒng）校核功能（遠（yuǎn）程校準或者（zhě）半（bàn）自動校準），減少維護工作量。

⒃ 采用工控機和（hé）PLC控製，自動化程度高，可采集係統的詳細狀態信息，可作（zuò）為數據有效性審核的最有利資源。

⒄ 具有完善的維（wéi）護提醒功能

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

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（mó）輸出模塊。

1）係統功能：

數據采集采用PLC，包括模擬（nǐ）信（xìn）號采（cǎi）集和（hé）狀態信號收集（jí）。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（biāo）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（tǒng）硬件能存儲不低於10年（取決於（yú）硬（yìng）盤容量）的監（jiān）測小時平（píng）均（jun1）值、監測參（cān）數數據，並能檢索（suǒ）、打印和在屏幕（mù）上顯示出來；

2）數據的存儲（chǔ）和檢索功（gōng）能：

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

能檢索任意時間點的監測數據（jù）和任意時間段（duàn）的報表，並打印和在屏幕上（shàng）顯示出（chū）來（lái）；

3）數據輸出設備功能：

圖形、表格（gé）、曲線等方式顯示各參數和設備運行（háng）狀態；

能定時或人工請求製表並打（dǎ）印；

具有（yǒu）多級安全認證功能（設置（zhì）密碼進入）；

具有排汙超標報警和事故報（bào）警信號（hào）功能；

4）數據遠程聯網功能：

多種通訊（xùn）方法的選用使係統運行更為方便（biàn）、靈活；

係統（tǒng）中可和環保局（jú）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（zhī）持環保部門對係統進（jìn）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（lǜ）的計算基於係統（tǒng）運行並收集數據的（de）時間，扣（kòu）除CEMS任何（hé）部件不能投運的時間；

係（xì）統具有（yǒu）自我（wǒ）診斷（duàn）功能及廠家遠程故障診（zhěn）斷功能；

能夠控製（zhì）係統的日常運行，包括：自動校正，自動反吹采樣係統過濾器；

係統的數據采集和處理係統能全部打印出測量的汙染物（wù）成分，其數據處理方法（fǎ）（數據單（dān）位及計算條件）和生成的各種（zhǒng）日、月、年報表符合相關標準的要求。

智易時代還能為當地（dì）環保局安裝設（shè）備的遠程監控軟件，並能根據當地（dì）環保局發布的數據通訊協議修改我公司的遠程數據傳輸（shū）格式。
3.1數據存儲

係統的數據采（cǎi）集控製器能保證存儲原始數據，可提供（gòng）實時監（jiān）測數據（7天以（yǐ）上），日均值（zhí）數據、月均值（zhí）數（shù）據和年均值數據，且所有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的輸入，所有（yǒu）數據（jù）實現每秒刷新一次，考慮係統標校、反吹等維（wéi）護時間（jiān），係統有效數據捕（bǔ）集率每季度及每年仍可保證達到（dào）95%以上。

3.2數據查詢（xún）和檢索

係統可設置條件查詢和（hé）顯示曆史數據，內容（róng）包括（kuò）數據庫內記錄的（de）所有汙染物排放相關數據、相關（guān）煙（yān）氣參數以及所有（yǒu）狀態及告警信息。係（xì）統能生成和打印小時（至少45min的有效數據）、日（至少18h的有效數（shù）據）、月（至少22d的有效數據）、年報表，報表中（zhōng）包（bāo）含最大值、最小值（zhí）、平均值、參加統計（jì）的樣本數等。

係統各報表格式能在各（gè）企業在線（xiàn）監測係統技術報告（gào）中列出。(企業內部（bù）監（jiān）控中（zhōng）心可通過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（jù）下載等)

3.3數據顯示

工控處理模塊（kuài）主界麵上顯（xiǎn）示各測量值的幹基值、濕基值（zhí）和折算（suàn）值，各過程變量的實時數據和設備（bèi）運行狀（zhuàng）態，也根（gēn）據用戶選擇以圖形、表格或曲線方式顯示數（shù）據。

3.4文（wén）檔管理

係統能對數據文檔進行文（wén）檔保存（cún）和備份（fèn），能自動生成運行（háng）參數報告，數據報告，掉電記錄報告和操作記（jì）錄報告。數據報（bào）表中有各監測項（xiàng）目（mù）的標幹濃度、折算濃度、排放率，煙氣靜壓、溫度、流速、標幹（gàn）流（liú）量等。所有（yǒu）顯示量和打印表格和報表均符合HJ/T76-2001《固定汙染源排放煙氣連續監測係統技術（shù）條件及檢測方法》的要求。

3.5自診（zhěn）斷及（jí）報警

係統提供報警（jǐng）幹（gàn）接點輸出功能，這些報警中包括：

SO分析儀器異常報警

NOx分析儀器異常報警

O分（fèn）析儀器（qì）異常報警

分析儀器工作高、低溫度報警

供氣係（xì）統（tǒng）異（yì）常報警（jǐng）

探頭失效報警

加熱管溫度過高（gāo）和過低報警

采樣流量不（bú）足報警

溫度測試儀失（shī）效（xiào）報警

壓（yā）力傳感器失效報警（jǐng）

過濾器濕度報警（jǐng）

煙氣預處理係統異常報（bào）警

電壓異常報警

當1h監（jiān）測數據滑動平均（jun1）值（每15min滑動一次）超過（guò）排放標（biāo）準時報警

3.6異常情況自動恢複

係統當受外界強幹擾（rǎo）、偶然意外或掉電後又上電等情況發生時，造（zào）成程序中斷，係統（tǒng）能實（shí）現自動啟動，自動恢複運行狀態（tài）並記錄出現故障的時間和恢複運行的（de）時間，啟（qǐ）動後係統能（néng）通過自動（dòng）標（biāo）校操作確定校準（zhǔn）偏移量。

3.7數（shù）據通訊

係統具有數據通（tōng）訊功能（néng），周期地采集各個（gè）現場數據采集器（qì）發來的各種信（xìn）息，進行處理、存儲、顯示（shì）及（jí）上傳。係統能提供（gòng）模（mó）擬信號和RS232、RS422、RS485等數字信號的接入及輸出（chū）功（gōng）能（néng），可按照環（huán）保部門（mén）要求通過GPRS、電（diàn）話撥號、電纜線、有線局域網、無線局域網、GSM、微波等多（duō）種傳輸（shū）方（fāng）式，向有（yǒu）關部（bù）門定時傳輸數據和圖表，並隨時接受數據查詢（xún）。

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（duān）口（kǒu）和通信協（xié）議，借助GPRS就能實現數據遠程上傳。

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

3.8模塊化設計和（hé）擴展升級接口

係統為模塊化結構設計，具有擴展功能，可根據使用要求，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（ān）全管理（密碼權限）

係統具有安全管理功能，設有三級操（cāo）作管理權限，操作人員需登錄（lù）工號（hào）和密（mì）碼後，才能進入控（kòng）製界麵，且係統（tǒng）對所有的控製操作均自動記錄並入庫保存。係（xì）統管理員可以進行所有的係統設置工作，一般操作人員隻能進行日常例行維護和操作，不能更（gèng）改係統設置。

3.10缺失數據的處理

係統具有對缺（quē）失數據（jù）進行處理的功能（néng）。首次正（zhèng）常運行（háng）達到（dào）或未達到720h，缺失（shī）數據後（hòu），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（chù）理符合國家標（biāo）準HJ/T76－2007的（de）技術規定。

3.11煙（yān）氣參數測定及汙染物濃度換算（suàn）和排放率計算要求

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

3.12顆粒物監測

數據采集管（guǎn）理係統將顆粒物（wù）監測儀做為係（xì）統的一部分進行整（zhěng）體設計，顆粒（lì）物監測采用濁度法，係通內可通過（guò）上位計算機對顆粒物監測儀進行遠程控製和實時數據、狀態顯（xiǎn）示（shì），並可通過上位機軟件對顆（kē）粒物進行多點（diǎn）曲線校（xiào）準操作以及消（xiāo）光度與顆粒物濃度關（guān）係曲線的標校操作。

3.13軟（ruǎn）硬（yìng）件配置

係統提供（gòng）配套正版的操作係統軟件和數據采集管理軟件，采集係統為多任務係統，可同時（shí）運行監控程序和維護程序，在完成其他工作的同時可靈活可靠（kào）的進行不間（jiān）斷數據采集。所有特定程序均為綜合程序（xù），中文界麵，操作簡（jiǎn）捷，易於使用人員快速（sù）掌握。數據采（cǎi）集係統具備軟件（jiàn）編（biān）製和下載功能。

3.14遠程控（kòng）製

可通過中心（xīn）平台進行（háng）標氣測試、遠程校準、零氣校準等命令，

所測數據與正（zhèng）常測試（shì）數據（jù）分不同查（chá）詢索引。

3.15數據標識

係統（tǒng）采集SO、NOx、O、采樣頭溫（wēn）度（dù）、冷凝器溫（wēn）度、加熱線溫度、過濾器濕度（dù）、煙氣采樣時流量，以判（pàn）斷數據是否有效，每條數據均帶有有效或無效（xiào）標識。

3.16校準子係統

我公司提供的CEMS係統（煙（yān）塵檢測係統、氣態汙染物監（jiān）測係統、煙氣參數（shù）監測係統）具（jù）有自動和手動在線校正/標定（零點校正、滿量程校正）的功能。

我公司提供的校正氣滿足（zú）下列要求：

校正氣符合國家標準；

校正氣的量能滿足係統啟動後一年內正常校準（zhǔn）的需要；

所有校正氣按環保局相關要求存儲，一般存儲在鋼瓶中（zhōng）。

4、係統優勢

優勢一：紅外吸收（shōu）氣體分析儀適應濕法脫（tuō）硫高濕（shī）度低濃度（dù）的測量。

優（yōu）勢二：螺旋氣流吹（chuī）掃采樣（yàng）探頭內腔，消除探頭維護（hù）和已經被吸入探頭內腔的（de）大顆粒物。

優勢三：實現采樣管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。

優勢四：自動（dòng）標氣功（gōng）能及遠程標氣測試。

優（yōu）勢五：數據標識（shí）：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（zhàng）後（hòu）便於很快（kuài）找到問題所在。
優勢六（liù）：樣氣管（guǎn）路增加流量調節（jiē）閥，流量可自動調節。通過485通（tōng）訊遠程設定和調節通過該閥的氣量，並輸出4-20mA的電流信號，並可通（tōng）過平台（tái）遠程查看和調節，保（bǎo）證采樣流量保持在1L/min。

優勢七：樣氣從冷凝器出來後，增加帶濕度（dù）傳感（gǎn）器的過濾器，用於濕度到達設定值（zhí）時報警，並起到二級（jí）過（guò）濾樣氣的作用。帶（dài）濕度傳感器可以通過檢測後段（duàn）的濕度從而起到保護儀表的作用。