GC-118固定污染源VOC在線監(jiān)測設(shè)備

總述：北京曼德克環(huán)境科技有限公司推出的GC-118（揮發(fā)性有機(jī)物）在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要應(yīng)用于對各種工業(yè)污染源排放有機(jī)物的實(shí)時(shí)監(jiān)測。本系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測甲烷、非甲烷總烴、總烴、煙氣溫度、壓力、流速等相關(guān)參數(shù)，并統(tǒng)計(jì)排放率、排放總量等。從而對測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理。

　　　GC-118系統(tǒng)具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送、遠(yuǎn)程故障診斷、報(bào)表統(tǒng)計(jì)和圖形數(shù)據(jù)分析等功能，組網(wǎng)靈活，運(yùn)行成本低。同時(shí)，系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，組合方便，并且能夠完全滿足與企業(yè)內(nèi)部的DCS系統(tǒng)和環(huán)保部門數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊的要求。

　　　VOC設(shè)備適用范圍：石油煉制﹑石油化學(xué)﹑噴涂行業(yè)﹑生物制藥﹑皮革印染﹑油漆生產(chǎn)﹑電子行業(yè)﹑包裝印刷等易產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)氣體排放的固定污染源企業(yè)都需要設(shè)立在線監(jiān)測，廢氣處理達(dá)標(biāo)排放，做到環(huán)境污染最小化。

定義：

VOC：是揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compounds）的英文縮寫

TVOC：世界衛(wèi)生組織(WHO，1989）對總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）的定義為，熔點(diǎn)低于室溫而沸點(diǎn)在50～260℃之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱。

NMHC：中國國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，指除甲烷以外的所有可揮發(fā)的碳?xì)浠衔铮ㄆ渲兄饕荂2~C8)。

危害：

VOC即揮發(fā)性有機(jī)化合物，對人體健康有巨大影響。當(dāng)環(huán)境中的VOC達(dá)到一定濃度時(shí)，短時(shí)間內(nèi)人們會(huì)感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)抽搐、昏迷，并會(huì)傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，造成記憶力減退等嚴(yán)重后果。

左CEMS煙氣在線監(jiān)測設(shè)備；右VOC揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測設(shè)備

　　　CEMS的監(jiān)測原理在此不再贅述，但了解CEMS安裝調(diào)試對于VOC的安裝故障排除很有幫助的。

一﹑系統(tǒng)組成：

　　GC-118系統(tǒng)由VOCs監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)（溫度、壓力、流速）監(jiān)測子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)構(gòu)成。如下圖所示：

　氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)主要由采樣探頭、伴熱管線、預(yù)處理單元、分析儀、電控單元組成，測量時(shí)煙氣由機(jī)柜內(nèi)的高溫取樣泵抽取，經(jīng)由采樣探頭、伴熱管線、除塵過濾器后通入分析儀進(jìn)行測量。為保證測量的長期準(zhǔn)確性，系統(tǒng)集成有標(biāo)氣和零氣，定期對系統(tǒng)進(jìn)行零點(diǎn)和量程標(biāo)定。

　　 預(yù)處理系統(tǒng)全程高溫伴熱，使得VOCs在管路中無吸附，測量更加準(zhǔn)確。

　　煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)包括煙氣溫度、壓力、流速的測量。煙氣溫度采用鉑電阻溫度傳感器測量；煙氣的壓力采用采用高精度隔離膜壓力傳感器測量；煙氣流速采用差壓變送器測量，通過測量煙氣流動(dòng)中的全壓和靜壓，得到煙氣的流速。

　　數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)由集線箱、工控機(jī)和GC-118系統(tǒng)監(jiān)測軟件構(gòu)成。集線箱安裝在戶外的平臺(tái)上，采集現(xiàn)場平臺(tái)設(shè)備的4～20mA信號（煙氣溫度/壓力/流速/煙塵等信號），通過內(nèi)部的處理單元轉(zhuǎn)換為工業(yè)現(xiàn)場的RS-485信號與機(jī)柜內(nèi)的工控機(jī)進(jìn)行通信。GC-118系統(tǒng)監(jiān)測軟件安裝與工控機(jī)內(nèi)，用于監(jiān)測和匯總所有的氣體濃度信息和工作狀態(tài)信息，同時(shí)生成報(bào)表、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、記錄歷史數(shù)據(jù)、與環(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)通信等功能。傳輸單元安裝于機(jī)柜內(nèi)部，將測量的參數(shù)轉(zhuǎn)換成4～20mA信號送給客戶的DCS系統(tǒng)。

　　二﹑安裝

　　1﹑平臺(tái)設(shè)備：采樣探頭（控制箱）﹑溫壓流﹑濕度儀﹑粉塵儀﹑配電箱

　1.1　測量因子

　煙氣中的非甲烷總烴、苯、甲苯、二甲苯；溫度、壓力、流速、濕度等，不同工況現(xiàn)場要求的不一樣。

　1.2　測量方法

　煙氣采樣方法：完全抽取+高溫法

   甲烷/非甲烷總烴/苯/甲苯/二甲苯監(jiān)測方法：氣相色譜法

　溫度測量方法：鉑電阻

　壓力測量方法：壓力傳感器

　流速測量方法：差壓法（皮托管）

1.2.1　溫度、壓力、流量（流速）測量儀

型號：VCEM5100（三位一體化）

制造廠家：曼德克

工作環(huán)境溫度：(－30～＋60)℃

溫度測量：

探頭外殼材料：316L不銹鋼

測量方法：鉑金電阻法Pt100

測量范圍： （0～300）℃

測量精度：≤±0.5%F.S

防腐措施：表面噴涂特殊防腐材料（聚四氟）

取樣管長度：500 mm

輸出信號型式：（4～20）mA

壓力測量：

量程：（-2.5～2.5）KPa

測量方法：壓力傳感器

測量精度：±0.5%FS

?輸出信號型式：（4～20）mA

流速測量：

皮托管材質(zhì)：316L不銹鋼

監(jiān)測方法：差壓測量法（皮托管法）

流速測量范圍： （4～40）m/s（可根據(jù)買方需求定制）

最小檢測流速：4m/s

測量精度：≤±5% F.S

防腐措施：表面噴涂特殊防腐材料（聚四氟）

取樣管長度：500 mm

輸出信號型式：（4～20）mA

1.2.2　濕度儀

皮托管材質(zhì)：316L不銹鋼

監(jiān)測方法：阻容法

濕度測量范圍： 0～40%RH（可根據(jù)買方需求定制）

測量精度：≤±2% F.S

防腐措施：表面噴涂特殊防腐材料（聚四氟）

取樣管長度：500 mm

輸出信號型式：（4～20）mA

度測量方法：阻容法

1.3開孔：

　　2﹑ 管線及電纜敷設(shè) 

　　現(xiàn)場電纜敷設(shè)方式可用走橋架或穿管方式。橋架及穿管的走向根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際定，但應(yīng)遵循以下原則： ① 采樣管線長度盡量短，一般不要超過 80 米 , 以小于 50 米為佳； ② 采樣管線走向不能出現(xiàn) U 型彎，防止積水及阻塞管線； ③ 采樣管線不能折死彎，大于 90 度 , 水平方向大于 15 度。彎曲半徑不小于 400mm； ④ 信號電纜及通訊電纜必須帶屏蔽。若為穿管，則每個(gè)煙道分成三根管分別敷設(shè)： 鍍鋅管 1：屏蔽電纜； 鍍鋅管 2：供電 / 控制電纜； 鍍鋅管 3：取樣管； 

　　若采用橋架方式，其走向需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際確定，所有彎通等部件也是根據(jù)實(shí)際來確定，

　　電纜的長度根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際定，基本跟采樣管線長度一致，最終的配置以項(xiàng)目的 電氣接口圖紙為準(zhǔn)。供貨范圍以技術(shù)協(xié)議要求為準(zhǔn)。VOC 系統(tǒng)到 DCS 的電纜未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。 

　　3﹑壓縮空氣管敷設(shè) 

　　現(xiàn)場采樣探頭及皮托管流量計(jì)需要壓縮空氣吹掃，所以現(xiàn)場必須提供氣源。 壓縮氣源要求：(0.4 ～ 0.6)MPa，干凈，無油。耗氣量：（Max） 

　　4﹑分析小屋要求：

小屋照明：60w日光燈，開關(guān)安裝在室內(nèi)，照明開關(guān)帶三線或二線插座。

配置1P冷暖兩用空調(diào)，要求空調(diào)具有斷電重啟功能。配置排風(fēng)扇，防止風(fēng)扇與空調(diào)對流。

電氣設(shè)備：在小屋內(nèi)墻配置100mm×50mm的電纜橋架（門除外），小屋外配置總電源接線箱；屋內(nèi)配置電源分線箱，分線箱內(nèi)配置空開220V AC×40A一只、220V AC×20A兩只、220V AC×10A一只，接地可靠，一般接地電阻要求≤4歐姆。

在監(jiān)測房內(nèi)放置儀器位置的正上方（靠近煙囪或煙道測量點(diǎn)的一側(cè)）距離地面高度的2.5m處，為樣氣管路及電纜管路開孔，開孔尺寸為200mm×100mm，開孔數(shù)量1個(gè)；在機(jī)柜背面墻壁貼近地面底部上開一孔，規(guī)格為Ф30mm，作為廢水廢氣排放口（可以后期安裝時(shí)候制作）。

標(biāo)準(zhǔn)氣瓶支架制作：由于煙氣監(jiān)測校準(zhǔn)用的標(biāo)氣屬于有毒氣體，考慮到標(biāo)氣瓶的安全問題，為了防止標(biāo)氣瓶傾倒，需要制作支架來固定氣瓶（可以后期安裝時(shí)候制作）。

三﹑整機(jī)設(shè)備

1.1數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)（監(jiān)視畫面）

1.2數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和檢索功能

硬件能存儲(chǔ)不低于10年以上的分鐘數(shù)據(jù)報(bào)表、小時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、日報(bào)表、月報(bào)表、系統(tǒng)報(bào)警記錄和系統(tǒng)操作記錄。

能夠檢索任意時(shí)間點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)和任意時(shí)間段的報(bào)表。

1.3.1

分析儀簡介：

GC-118非甲烷總烴在線分析儀是專用于測量工業(yè)廢氣和環(huán)境空氣中的甲烷和非甲烷總烴含量的專用分析儀器。總分析時(shí)間小于70s，量程從10～10000ppm可選，非甲烷總烴的最低檢出限低于0.05ppm。

1.3.2

內(nèi)部采樣﹑進(jìn)樣﹑分離﹑閉合原理示意圖

采樣/分離/反吹位置分析流路圖

進(jìn)樣閉合位置分析流路圖

　　　分析結(jié)果顯示在色譜圖上，有兩個(gè)色譜峰。第一個(gè)色譜峰是總烴，第二個(gè)是甲烷。當(dāng)進(jìn)樣開始后，總烴峰最高點(diǎn)大約在十二秒左右，這個(gè)最高點(diǎn)出峰時(shí)間稱為保留時(shí)間，保留時(shí)間是色譜理論的重要概念，是色譜儀進(jìn)行定性的依據(jù)。甲烷峰稍晚，保留時(shí)間通常在三十秒左右，依實(shí)際環(huán)境和樣氣成分不同，稍有變化。

 典型分析譜圖

　　　在連續(xù)運(yùn)行時(shí)，前一個(gè)分析周期的反吹過程中，同時(shí)進(jìn)行著下一個(gè)分析周期的采樣。每次分析所需的時(shí)間大約在70s，用戶可在軟件界面中進(jìn)行運(yùn)行方法參數(shù)的設(shè)置來改變分析周期的大小。

1.1規(guī)格參數(shù)

量程：非甲烷總烴0～10/100/1000/10000ppm；

示值誤差：±2%或0.2ppm；

電源：220Vac±5%,50Hz/60Hz；

功耗：最大功耗300W，平均功耗約150W；

尺寸：19〞標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，5U；

重量：18KG。

1.3.3前后面板

1.3.6日常維護(hù)

　　　為確保儀器正常運(yùn)行，本儀器應(yīng)進(jìn)行定期保養(yǎng)。儀器的易損耗部件應(yīng)經(jīng)常檢查，并制定適當(dāng)?shù)木S護(hù)計(jì)劃。維護(hù)時(shí)務(wù)必關(guān)閉電源和起源。

　　　下表是儀器中的備品備件的日常維護(hù)工作與建議周期。

1.3.3故障處理

四﹑氫空一體機(jī)維護(hù)

項(xiàng)目            維護(hù)內(nèi)容                    頻率 

變色硅膠        更換                        1 個(gè)月 

加蒸餾水       添加蒸餾水                   2 個(gè)月  

 電解液       添加氫氧化 100g 溶液          6 個(gè)月