一、背景（jǐng）介紹

1、項目（mù）背景

煙氣排放連續（xù）監測係統（Continuous Emission Monitoring System）簡稱CEMS。隨著（zhe）環保事業的發展，CEMS的技術日趨成熟和規範。目前（qián）國（guó）內煙氣CEMS大多（duō）采用（yòng）“大件係統集成（chéng）”，即主要分析部件（jiàn）采用進口設備，這樣（yàng）對（duì）測（cè）量的準確性提供（gòng）了保證，但國內的大氣汙（wū）染物排放（fàng）標準與設備廠商所（suǒ）在國或地區相（xiàng）差較大，多數排放企業沒有對被（bèi）測得汙染物成（chéng）分充分地淨化（huà）處理，在高塵、高濕、流場不穩等客觀惡劣監測環境下，使得沒有改進的采樣探（tàn）頭和分析儀器不太適合這樣的監測場（chǎng）所。

煙氣CEMS的實施需要（yào）對（duì）每個監測場所實行嚴格的現場勘查，熟（shú）悉（xī）被測試對象，單獨的進行合理設計與配置、選材（cái）和施工，而不是用統一規（guī）格的產品讓每一個現場去適應它。另外煙氣CEMS的運行是連續的，國（guó）內的市（shì）場（chǎng）環境造成銷售（shòu）價（jià）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（shí）二（èr）五”規劃中節能減排的政策出台，以及行業內大氣汙（wū）染（rǎn）物排放標準的改版升（shēng）級，特別是2007年後，濕法脫硫技（jì）術的廣泛應（yīng）用，導致許（xǔ）多顆（kē）粒物濃度低於150mg／m，因而顆粒物（wù）CEMS將主要以適合測量低濃度的散射法為主。同時氣態汙染（rǎn）物CEMS將向（xiàng）全譜分析和線狀光譜技術方向發（fā）展（zhǎn），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（duì）於固定汙染源廢氣自動連續監（jiān）測係統而言，另外一個重要的（de）組（zǔ）成部分是數（shù）據采集與傳輸（shū）係統。該係統將重點發展數據加標技術，過程監控（kòng）技術以及物聯網技術。

天（tiān）津智易時代科技發展有限公司（sī）根據（jù）國家環保部對（duì）煙氣排放連續監測係統的技術要求（qiú）及（jí）有關標準，我們運用了先進的煙氣成分（fèn）分析技術、自動控製技術以及計算機數據處理和（hé）網（wǎng）絡通訊技術，集（jí）成了一套煙氣排放（fàng）連續監（jiān）測係統。

智易時代CEMS采用國際先進的紅外分析儀與煙塵（chén）、溫度、壓力、流量、濕度及相關的輔助設備（bèi），結合多年的行業經（jīng）驗，設計（jì）了一套功（gōng）能齊全完善（shàn）的CEMS。這套係統很集中的體現了我公司CEMS係統集成的優勢，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（pái）放煙氣連（lián）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（lián）續監測技術規範》GB/T16157-1996《固體汙染源排氣中（zhōng）顆粒物測定與氣態汙染物采樣（yàng）方法》國家（jiā）環境保護總局《空氣和廢（fèi）氣監測分析方法》（第四版）GB16297-1996大氣（qì）汙染物綜合排放標準GB13223-2007 火電（diàn）廠大氣汙染物排放標準HJ/T 212-2005 汙染源在線（xiàn）自動監控（監測）係統數據傳（chuán）輸標準ZBY120-83 工業自動化儀表工作條件GB50093—2002 自（zì）動化（huà）儀表工程施工及驗收（shōu）規範SDJ9-87 電測量儀表裝置設（shè）計技術規程NEMA-ICS6 工業控製設備及係統的外殼GB 50054-1995 低壓配電設計規範GB50057-1994 建築物（wù）防雷設計規範

二、建設方案

1、係統（tǒng）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CEMS、數據采集與傳輸等（děng）單元集成而成，形成（chéng）一個集數據采（cǎi）集、處理、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：

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

⑵ 反吹功能：CEMS的SO/NOx/O采樣探頭、煙塵（chén）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，減少顆粒物附著。

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

⑷ CEMS可長期無人值守；

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

⑹ 數（shù）據處（chù）理係統：我公（gōng）司自主研發的CEMS係統符（fú）合國家環保要求以及（jí）《火（huǒ）電廠煙氣連（lián）續監測係統技術規範（fàn）》的數據采集、控製和處理係（xì）統。詳細情況參見數據采集、傳輸係統介紹。

⑺ CEMS具有高可靠性、安全性、可維修性和可擴展性。監測（cè）設備滿足兩套煙氣成分采樣探頭係統的運行（háng）要求，同時設計方案預留了一定的接口和容量（liàng）。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（de）軟件與係統的硬件資源相（xiàng）適應，除係統軟件、應用（yòng）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（hé）監測儀表包含了為日常維護人員檢修提供（gòng）的電信號接口，極大地方便了技術人員檢修。

⑽ 取樣探頭及過濾器可（kě）以自動反吹掃和遠程控製反吹掃，防止堵塞（sāi）；分析係統具有（yǒu）自動和遠程標氣校（xiào）核功能；分析儀器、采樣器、加（jiā）熱器、伴熱管加熱器具有故障（zhàng）自（zì）動報警功能 。

⑾ 智能化：自動調零，量程超限報警，濕度報警，采樣頭溫度（dù）異常報警、冷凝器溫度異常報警、加（jiā）熱溫度異常報警（jǐng），低流速報警，主維護報（bào）警。

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

⒀ 大（dà）屏幕觸摸屏工（gōng）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（shí）反映煙（yān）氣成分含（hán）量。

⒂ 係統具有自動標氣測試功（gōng）能（néng），可以自動完成係統校核功能（遠程校準或（huò）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，可采集係統的詳細狀態信息（xī），可作為（wéi）數據有（yǒu）效性審核的最有利資源（yuán）。

⒄ 具有完善的維護（hù）提醒功（gōng）能

⒅ 具（jù）備兩套數據庫（kù），一套原始存儲原始的氣站數（shù）據，另一套存儲按（àn）照國（guó）家相（xiàng）關數據修正規範修正的數據。

3、數據采集和處理係統

數據采（cǎi）集和處理係統的配置主（zhǔ）要包括工控機，顯示器，CEMS監控軟件，數模輸出（chū）模塊。

1）係統功能：

數據采集采用（yòng）PLC，包括模擬信號采集和狀態信號收集（jí）。在工控機內，根據溫度、壓力和流速等參數，將煙氣（qì）濃度換算成標態，並計算出各煙氣汙染（rǎn）物的總排（pái）放量，生成符合客戶要（yào）求（qiú）的報表；

所提（tí）供的數據處理係統硬件能存儲不低於10年（取決於（yú）硬盤容（róng）量）的（de）監（jiān）測小時平均（jun1）值、監測參數數據，並能檢索、打印和在屏幕上顯示出來；

2）數據的存儲和檢索功能：

所提供的數據處理係統硬件能存（cún）儲不低（dī）於10年的監測小時平均值（zhí）、監測參數數據；

能檢索任意時（shí）間點的監測（cè）數據和任意時間段的報表，並（bìng）打印和在屏幕上顯示（shì）出來；

3）數據輸出設備功能：

圖形、表格、曲線等方式顯示各參數和設備運（yùn）行狀態；

能定時或人（rén）工請（qǐng）求製表並打印；

具有多級安全認證功能（néng）（設置密碼進（jìn）入）；

具有排汙超標報警和事故報警（jǐng）信號功能；

4）數據（jù）遠程聯網功能：

多種通訊方（fāng）法的選用使係（xì）統運行更為方便、靈活；

係統中可和環保局（jú）實現遠（yuǎn）程聯網監測；

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

係統提供95%以上的數據可利用率（lǜ）。係統數（shù）據可（kě）用率的計（jì）算基於係統運行並收集數（shù）據的時間（jiān），扣除CEMS任何部件不能投運的時間；

係統具有自我診斷（duàn）功能及（jí）廠家遠程故（gù）障（zhàng）診斷功能；

能夠控（kòng）製係統的日常（cháng）運行，包（bāo）括：自（zì）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成分，其數據處理方法（數據單位及（jí）計算條件（jiàn））和生成的各種日、月、年報表符合（hé）相關標準的要求（qiú）。

智易時（shí）代還（hái）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

係統的數據采集控製器能保證存儲原始數（shù）據，可提供實時監測數據（7天以上），日均（jun1）值數據、月均值數據（jù）和年均值（zhí）數據，且所有均值數據存儲年限均（jun1）在10年（nián）以上。

係統可瞬時采集各子係統的輸入（rù），所（suǒ）有數據實現每秒刷新一次，考慮係統（tǒng）標校、反吹等維護時間，係統有效數據捕（bǔ）集率每季度及每年仍可保證達到95%以上。

3.2數（shù）據查詢和檢（jiǎn）索（suǒ）

係統可設置（zhì）條件查詢和（hé）顯示曆（lì）史數據，內容包括數（shù）據庫內記錄的（de）所有汙染物排放相關數（shù）據、相關煙氣參數以及所有狀態及告警信息。係統能生成和打印小（xiǎo）時（至少45min的有效數（shù）據）、日（至少18h的（de）有效數據）、月（至少22d的有（yǒu）效數據）、年報表，報表中包含最大值（zhí）、最小值、平（píng）均值、參加統計的樣本數等。

係統各報表格式能在各企業在線監測（cè）係統技術報告中列出。(企業內部監控中心可（kě）通過內部局域網或內部（bù）電話（huà）交換網對（duì）各監測點進行監視、數據查詢、數據（jù）下載等)

3.3數據顯示

工控處理模塊主（zhǔ）界麵上顯示各測量值的幹基值、濕基（jī）值和折算值，各過程變量（liàng）的實時數據和設備運行狀態，也根據用戶選擇以圖形、表格（gé）或曲線方（fāng）式顯示數據。

3.4文檔管理

係統能對數據文檔進行文檔保存和備份（fèn），能自動（dòng）生成運行參數（shù）報告，數據報告，掉電記錄報告和操作記錄報（bào）告。數（shù）據報表中有各監測項目的標（biāo）幹濃度、折算濃度、排放率，煙氣靜壓（yā）、溫度、流速、標幹流量等。所（suǒ）有顯示量和打印表格（gé）和報表均符合（hé）HJ/T76-2001《固定汙染源排（pái）放煙氣連續監測係統技術條件及檢測方法（fǎ）》的要（yào）求。

3.5自（zì）診斷及報警

係統提供報（bào）警幹接點（diǎn）輸出功能，這些報警中包括：

SO分析儀（yí）器異常報警

NOx分析儀器異常（cháng）報警

O分析儀（yí）器異常報警

分析儀器工作高、低溫度報警

供氣係統（tǒng）異常報警

探頭失效（xiào）報警

加熱管溫度過高和過低報警

采樣流量不足報警

溫度測試儀失效報警

壓力傳感器失效報警

過濾器濕度報警

煙氣預處理係統異常報警

電壓異常報警（jǐng）

當1h監測數（shù）據滑動平均值（每15min滑動一次）超過排放（fàng）標準時報警

3.6異常（cháng）情況自（zì）動恢複（fù）

係統當（dāng）受外界強幹擾、偶然意外或（huò）掉電後又上電等（děng）情況發生時，造成程序中（zhōng）斷，係統能實現自動啟動，自動（dòng）恢複運行狀態並記（jì）錄出現故障的時間和恢複運行的時間，啟動後係統能通過自動標（biāo）校（xiào）操作確定校準偏移量。

3.7數據通訊

係統具有數據通（tōng）訊功能，周期地采集各個現場數據采集器發來的各種信息，進行處理、存儲、顯示（shì）及上傳。係統能提供（gòng）模擬信號和RS232、RS422、RS485等數（shù）字（zì）信號的接入及輸出功能，可按照環保部（bù）門要（yào）求通過GPRS、電話撥號、電纜線、有線局域網、無線局域網、GSM、微波（bō）等多種傳輸方式，向有關部門定時傳輸數（shù）據和（hé）圖（tú）表，並隨時接受數據查詢。

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

支持群發手機短（duǎn）信的方式發送排放數據和報警信息。客戶通過手機（jī）就可（kě）隨時（shí）隨地掌控係統運行情（qíng）況。

3.8模塊化設計和擴展升（shēng）級接口

係統為模塊化結構設計，具有擴展功能，可根（gēn）據使用要（yào）求，實現單路、雙路或多（duō）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（xì）統具有安全管理功能，設有三級操作管（guǎn）理權限，操作人員（yuán）需登錄工號和密碼後，才能進入控製界麵，且係統對所有的控製操作均自（zì）動記錄並入庫保存。係統管理員可（kě）以進行所有的係統設（shè）置工作，一（yī）般操作人員隻能進行（háng）日常例行維護和操作，不能更改係統設置。

3.10缺失數據的處（chù）理

係統具有（yǒu）對缺失數據進行處理的功能（néng）。首次正常運行達到（dào）或未達到720h，缺失（shī）數據後，數據（jù）采集和處理係統能自動處（chù）理缺失數據，對缺（quē）失數據的處理符合國家標準HJ/T76－2007的技術（shù）規定。

3.11煙氣參數測定及汙染物濃度換算和排（pái）放率計（jì）算要求

係統有（yǒu）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技術指標（biāo）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（fāng）法（fǎ）按相關（guān）的（de）國家標準要求（qiú）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（tōng）內可通過上位（wèi）計算機對（duì）顆粒物監測儀進行遠程控製和實時數據、狀態顯示，並可通過上位機（jī）軟件對顆粒物進行多點曲線校準操作以（yǐ）及消光度與顆粒（lì）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（jiàn）和數據（jù）采集（jí）管理軟件，采集係統（tǒng）為多（duō）任務係統，可同時運行監控程（chéng）序和維護程序，在完成其他工作的同時可靈活可靠的進行不間斷（duàn）數據采（cǎi）集。所有特定程序均為綜合程（chéng）序，中文界麵，操作（zuò）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（gōng）能。

3.14遠程控製

可通過中心平台（tái）進行標氣測試、遠程校準、零氣校準等命令，

所測數據與正常測試數（shù）據分不（bú）同查詢索引（yǐn）。

3.15數據標識

係統采集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（yǐ）判斷數（shù）據是否有效，每條數據均（jun1）帶有有效或（huò）無效標識。

3.16校準子係統

我公司提供的（de）CEMS係統（煙塵檢測係統、氣態汙染物監測係統、煙氣參數監測係統）具（jù）有自動和（hé）手動在線（xiàn）校正/標定（零點校正、滿量程校正）的功能。

我公司提供的（de）校正氣滿足下（xià）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的（de）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。

4、係統優勢

優勢一：紅外吸收（shōu）氣體（tǐ）分析儀適應濕法脫硫高濕度低濃度的測量。

優勢二：螺旋（xuán）氣流吹掃采樣探頭內腔，消除（chú）探頭（tóu）維護和已經被吸入探頭內腔的大顆粒物。

優勢三：實現采樣管（guǎn）線溫度實時監測並傳輸到（dào）監控平台，可實（shí）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測試。

優勢（shì）五：數據標識：校準、維護、故障等狀態下數（shù）據加（jiā）標，含每條數據記錄關鍵點（diǎn）的溫度，具有故障日誌記錄（lù），出現故障後便（biàn）於很快找到問題（tí）所在（zài）。
優勢六：樣氣管路增加（jiā）流量調節（jiē）閥，流量可自動調節。通過485通訊遠程（chéng）設定和調（diào）節通過該閥的氣量，並輸（shū）出4-20mA的（de）電流信號，並可通過平（píng）台遠程查看和調節，保證采（cǎi）樣流量保持在1L/min。

優勢七：樣氣從冷凝器出來後，增加帶濕度傳感器的過濾器，用於濕度到達設定（dìng）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後段的濕度從而起到保護儀表的作用。