一、背景介紹

1、項（xiàng）目背景（jǐng）

煙氣排放連續監測（cè）係（xì）統（Continuous Emission Monitoring System）簡稱CEMS。隨（suí）著環保事（shì）業的發展（zhǎn），CEMS的技術日（rì）趨成熟和規範。目前國內煙氣CEMS大多采用“大件（jiàn）係（xì）統集成”，即主（zhǔ）要（yào）分析部（bù）件采用進（jìn）口設備，這樣對測量的準確性提供了保（bǎo）證，但國內（nèi）的大氣汙染物（wù）排放標準與設備廠商所在國或地區相差較大，多數排放企業沒有對被測得汙染物成分充分地淨化處理，在高（gāo）塵、高（gāo）濕、流場不穩等客觀惡劣監測環境下，使得沒有（yǒu）改進（jìn）的采樣探頭和分析儀器（qì）不太適合這樣的監測場所。

煙（yān）氣CEMS的實施需要（yào）對每個監測場所（suǒ）實行嚴格的現場勘查，熟悉被測試（shì）對象，單獨的進行（háng）合理（lǐ）設計與配置、選（xuǎn）材和施工，而不是用統一（yī）規格的產品讓每一個現場（chǎng）去適應它。另外煙氣CEMS的運行是連續的，國內的市場環境造成銷（xiāo）售價格偏低和維護的備品備件跟不上（shàng），售後服（fú）務自（zì）然紙上談兵。

隨著（zhe）國家“十二五”規劃中（zhōng）節能減排的政策出台（tái），以及行業內大氣汙染（rǎn）物排放標準的改版升級，特別是2007年（nián）後，濕法脫硫技術的廣泛應（yīng）用，導致許多顆粒（lì）物濃度低於150mg／m，因而顆（kē）粒物（wù）CEMS將（jiāng）主要以適合測量低濃度的散射法為主。同時氣態汙染（rǎn）物（wù）CEMS將向全（quán）譜分析和線（xiàn）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。

對於固定汙染源廢氣自動連續監測係統而言，另外（wài）一個重要的組成部分是數據采集與傳（chuán）輸係統。該係統將重點發展數據加標技術，過程監控技術以及物聯網技術。

天津智易（yì）時代科技發展有（yǒu）限公司根據國家環保部對煙氣排放連續監測係統的技術要求及有關（guān）標準，我們運用了先進（jìn）的煙氣成分（fèn）分析技術、自動控製（zhì）技（jì）術以及計算機數據處理和網絡通訊技術，集成（chéng）了一套煙氣（qì）排放連續監（jiān）測係（xì）統。

智易時代CEMS采（cǎi）用（yòng）國際先進的紅外分析儀與煙塵、溫度、壓力、流量、濕度及相（xiàng）關的輔助設備（bèi），結合多年的（de）行業經驗（yàn），設計了（le）一套功能齊全完（wán）善的（de）CEMS。這套係統很集中的體現了我公司CEMS係統集成的優勢，更加符合實際用戶所需。

2、建設依據

HJ/T76-2007《固定（dìng）汙染（rǎn）源（yuán）排放煙（yān）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（lián）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（kōng）氣和廢氣監測（cè）分析方法》（第四版）GB16297-1996大氣汙染物綜合排放標準GB13223-2007 火（huǒ）電廠大氣汙染物排放標準（zhǔn）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 工業自動化儀表工作條件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 工業控製設備及（jí）係統的外（wài）殼GB 50054-1995 低壓配電設計規範GB50057-1994 建（jiàn）築物防（fáng）雷設（shè）計規範

二、建設方案

1、係統概況

CEMS主要由煙（yān）氣參數測量（liàng）子係統、顆粒物CEMS、氣態汙染（rǎn）物CEMS、數據采（cǎi）集與傳輸等單元集成而成，形成一個集數據采集、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（gāi）CEMS係統具有以下特點：

⑴ 直接分析原樣，盡可能（néng）地保持煙氣物理和化學特性，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；能對探頭外表（biǎo）麵和內部（bù）進行反吹，減少顆粒物附著。

⑶ 指示功能：數據采集與傳（chuán）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（xiào）正循環中、校正氣（qì）瓶低壓、過量的校正誤差等內容。

⑷ CEMS可長期（qī）無人值守；

⑸ 其它功能：主要分析（xī）儀器自診斷、自動控製、自動校準、係統網絡化、錯誤（wù）代碼指（zhǐ）示（shì）等功能。

⑹ 數據（jù）處理係統：我公司自主研發的CEMS係統符合國家環（huán）保要求以及《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（cān）見數據采集、傳輸係統介紹（shào）。

⑺ CEMS具有高（gāo）可靠性、安全性、可（kě）維修性和可擴展性。監測設備滿足兩套煙氣（qì）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。CEMS可與（yǔ）電廠、電（diàn）力（lì）局、環保局的局（jú）域網，可（kě）以遠程（chéng）通訊。

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

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

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

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

⑿ 儀器和係統日誌功能，記錄係統的各運行（háng）狀態參數，為係（xì）統數據的準確性和可靠性作（zuò）為（wéi）溯源（yuán）的基礎。

⒀ 大屏幕觸摸屏（píng）工業控製計算機，頁麵形象，操作簡單。

⒁ 采（cǎi）用電加熱控溫（wēn）幹法直接取樣方式，輔助環節少，可靠性高，能真實反映煙（yān）氣成分含量。

⒂ 係統具有自動（dòng）標氣測試（shì）功能，可以自動（dòng）完成係統校（xiào）核功（gōng）能（遠程校準或者半自（zì）動校準），減少維護工作（zuò）量。

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

⒄ 具有完善的維護提醒功能

⒅ 具備兩套（tào）數（shù）據（jù）庫，一套原始存儲原始的（de）氣站（zhàn）數據，另一套存儲按照國家相關數據修正規範修（xiū）正的數據。

3、數據采集和處理係統

數據（jù）采集（jí）和處理係統的配置主要（yào）包括工控機，顯示器，CEMS監控軟件，數模輸出模塊。

1）係統功能：

數據采集采用PLC，包括模（mó）擬信號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，將煙氣濃度換算成標（biāo）態，並計（jì）算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硬件能存儲不低（dī）於10年（取決於硬盤容量）的監測小時平均值、監測（cè）參（cān）數數據，並能檢索、打印和（hé）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（chù）理係統硬件能存（cún）儲（chǔ）不低於10年的（de）監測小時平均值（zhí）、監測參數數（shù）據；

能檢索任意時間點的（de）監測數據和任意時間段的報表，並打印和在屏幕上顯示出來；

3）數據輸出設備功能：

圖形、表（biǎo）格、曲線等方式顯（xiǎn）示各參數和設（shè）備運（yùn）行狀態；

能（néng）定時或人工請求製表並打印；

具有多級安全認證功能（設置密碼進入）；

具（jù）有排（pái）汙（wū）超標報警和事故報警信號功能；

4）數據遠程聯網功能：

多種通訊方法的選用使係統運（yùn）行更為方便、靈活；

係（xì）統中可和環保局實（shí）現遠程聯網（wǎng）監測；

現場數據實時傳送，兼容各種傳輸方（fāng）式，可（kě）實現多級聯網，支持（chí）環保部門對係統進（jìn）行遠程反控操作；

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

係（xì）統具有自我診斷功能及廠家遠程故（gù）障診斷功能；

能夠控製係統的日常（cháng）運行（háng），包括：自動校正，自動反（fǎn）吹采樣係統過濾器；

係統的（de）數據采集和處理係統能全部打（dǎ）印出測（cè）量（liàng）的（de）汙（wū）染物成分，其數據處理方法（數據單位及計算條件）和生成的各種（zhǒng）日、月、年報（bào）表（biǎo）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（jiān）控軟件，並能根據當地環保局發布的數（shù）據通訊協議修改我公司的遠程數據傳輸格式（shì）。
3.1數據存儲

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

係（xì）統可瞬時采（cǎi）集（jí）各子係統的輸入，所有數據實現每秒刷新一次，考（kǎo）慮係統標校、反吹等維護時間，係統有效數（shù）據捕集率（lǜ）每季度及每年仍可保證達到95%以上。

3.2數（shù）據查詢和檢索

係統可設置條件查詢和顯示曆史數據，內容包（bāo）括數據庫內記錄的所有汙染物排（pái）放相關數據、相關煙氣參數以及（jí）所有狀態及告警信息（xī）。係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（yuè）（至少22d的有效數據）、年報表，報表中（zhōng）包含最（zuì）大值、最小值、平均值（zhí）、參加統（tǒng）計的樣（yàng）本數等。

係（xì）統各報（bào）表格式能在各企業在線監測係統技術（shù）報告中列（liè）出（chū）。(企業（yè）內部監控中心可通（tōng）過內部局域網或內部電話交換網對各監測點（diǎn）進行監視、數據查（chá）詢、數據下（xià）載等)

3.3數據顯示

工控處理模塊主界麵上顯（xiǎn）示各測量值的幹基值、濕基值和折算值，各過（guò）程變量的實時數（shù）據和設備運行狀態，也根據用戶（hù）選擇以圖形、表格或曲線方式顯示數據。

3.4文檔管理（lǐ）

係統能對數據文檔進行文（wén）檔保存和備份，能自動生（shēng）成運行參數報告，數據報告，掉電記錄報告和操作記錄報（bào）告。數據報表中有各監測項目的標幹濃度、折算（suàn）濃度、排放率，煙氣靜壓、溫度、流（liú）速、標幹流量等。所有顯示量和打印（yìn）表格和報（bào）表均符合（hé）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自診斷及報警

係統提（tí）供報警幹接點輸出功能（néng），這些報警中（zhōng）包括：

SO分析儀器異常報警

NOx分析儀器異常報警

O分析儀器異常報警

分析儀器工作高、低溫度報警

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

采樣流量不足報警

溫度測試儀失效報警

壓力傳感（gǎn）器失（shī）效報警

過濾（lǜ）器濕（shī）度報警

煙氣預（yù）處理係統異常報警

電壓（yā）異常報警

當（dāng）1h監測數據滑動平均值（每15min滑（huá）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、偶然意外或掉電後又上電等情況發生時，造成程序（xù）中（zhōng）斷，係統能（néng）實現自動啟動，自動恢複運行（háng）狀態並（bìng）記錄出現故障的時間（jiān）和恢複運行的時（shí）間，啟動後係統（tǒng）能通過自（zì）動標校操作確定校準偏移量。

3.7數據通訊

係統具有數據通訊功能，周期地采集各個現（xiàn）場（chǎng）數據采集（jí）器發來的各種信息，進行處理、存儲、顯（xiǎn）示及上傳。係統能提供模擬信號（hào）和RS232、RS422、RS485等數（shù）字信號的接入及輸出功能，可按照環（huán）保部門（mén）要求通過GPRS、電話撥號、電纜線、有線局域網、無線局域網、GSM、微波等多種傳輸方式，向有關部門定時傳輸數據和圖表，並隨時接受數據查詢。

係統中（zhōng）預置了多種通信協議(國家、省（shěng）、地、市的通訊協議)，用戶隻（zhī）需選擇通信端口和通（tōng）信協議，借助GPRS就（jiù）能實現數據遠程上傳。

支（zhī）持群發手機短信（xìn）的方式發送排放數據和報警信息。客戶（hù）通過手機就可隨時隨地掌控係統運行情況。

3.8模塊化（huà）設（shè）計（jì）和擴展升（shēng）級接口

係統為模塊化（huà）結構設計（jì），具有擴展功能，可根據使用要求，實現單路、雙路或多路（lù）配置，並可（kě）根據（jù）要求加裝其他測量參（cān）數。

3.9安全管理（密碼權（quán）限）

係統具有安全管理功能，設有三級操作管理權限，操作（zuò）人員需登錄工號和密碼後，才能進入控製界麵（miàn），且係統對所有的控製操作均（jun1）自動（dòng）記錄並入庫保存。係統（tǒng）管理員可以進行所有的係統設（shè）置工作，一般操作人員隻能進行（háng）日常例行維護和操作，不（bú）能更改（gǎi）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。首次正常運行達到或未達到720h，缺失數據後，數據采集和處理係統能自動（dòng）處理缺失數據（jù），對缺失數據的處理符合國家標準HJ/T76－2007的技術規定。

3.11煙氣參數測（cè）定及汙染物濃度換算和排放率（lǜ）計算要求

係統有計算汙染物濃度和排放率功能。煙氣各參數（shù）測定計算方（fāng）法及技術指標（biāo）滿足國標HJ/T 76-2001的標準要求。在數據（jù）報（bào）表中，汙染（rǎn）物濃度都換算到標幹濃度和折算濃度，計（jì）算方法按相關的（de）國家標（biāo）準要求計（jì）算（suàn）。

3.12顆粒物監測

數據采集管理係統將顆粒物監測儀（yí）做為係統的一部分進行整體設計，顆粒（lì）物監測采用濁度法，係通內可（kě）通過（guò）上位計算機（jī）對顆粒（lì）物監測儀（yí）進行遠程控製和實時數據、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（zhǔn）操作以及消光度與顆粒物濃度（dù）關係曲線的標校操作。

3.13軟（ruǎn）硬件配置

係（xì）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（jí）係統（tǒng）為多任務係統，可同時運行監控程序和維護（hù）程序，在完成其他工作（zuò）的同時（shí）可靈活可靠的進行不間斷數據采集。所有特定程序均為綜合程序，中文界麵，操作（zuò）簡捷，易於使用人（rén）員（yuán）快速掌握。數（shù）據采集係統具備軟件編製和下載功（gōng）能。

3.14遠（yuǎn）程控製

可通過中心平台進行標氣測試、遠程校準、零氣校準等命令，

所測數據與正常測試數據分不同查詢索引。

3.15數據標識

係統（tǒng）采集SO、NOx、O、采樣（yàng）頭溫度、冷凝器溫度、加熱線溫度、過濾器濕度、煙氣采樣時流（liú）量，以判斷數（shù）據是否有效，每條數據均帶（dài）有有效或無效標識。

3.16校準子係統

我公司提供的CEMS係統（煙塵檢（jiǎn）測係統、氣態汙染物監測（cè）係統（tǒng）、煙氣參數（shù）監測係統）具有（yǒu）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下列要求：

校正（zhèng）氣符合國家標準；

校正氣的量能滿足係統啟動（dòng）後一（yī）年內正（zhèng）常校準的（de）需要；

所有校正氣按環保局相關要求存儲，一般（bān）存（cún）儲在鋼瓶中。

4、係統優（yōu）勢（shì）

優勢一：紅外吸收氣體（tǐ）分析（xī）儀適應濕法脫硫高濕度低濃度的測量。

優勢二：螺旋氣流（liú）吹掃采樣（yàng）探頭內腔，消除探頭維（wéi）護和已經被吸入探（tàn）頭內腔（qiāng）的大顆粒物。

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

優勢四：自動標氣功（gōng）能及遠程標氣測試。

優勢（shì）五：數據標識：校準、維護（hù）、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，出現故障後（hòu）便於很快找到（dào）問題所（suǒ）在。
優勢六（liù）：樣氣管路增加流量調節閥，流量可（kě）自動調節。通過485通訊遠程設定和調節通過該閥的氣量，並輸出4-20mA的電流信號，並可通（tōng）過平台遠（yuǎn）程查看和調節，保證采樣（yàng）流量保持在1L/min。

優勢七：樣氣從冷凝（níng）器（qì）出來後，增加帶濕度傳感（gǎn）器的過濾器，用於濕度到達設定值時報警，並起到二級過濾樣氣的作用。帶濕度傳感器可以通過檢測後段的濕度從而起（qǐ）到保護儀表（biǎo）的作用。