1.2 VOCs概況

揮發(fā)性有機物（VolatileOrganicCompounds-VOCs）的定義為：在一個大氣壓、25℃時，具有蒸汽壓大于0.1torr(mmHg)的有機物，而在一般環(huán)境中約存在數(shù)百種以上的VOCs有機物，而且具有不同的物理性質和化學性質，其中主要包含有一般的碳氫化合物：直鏈或支鏈的烷烴、烯烴、炔烴，帶有芳香官能基的芳香烴及少數(shù)多環(huán)芳烴（PAHs）、帶氧碳氫化合物如酮類、醛類和醇類，以及帶有鹵素原子(F、Cl、Br、I)的鹵代烴如氟氯碳化物（CFCs）、氯乙烯等。由于VOCs的成分復雜，其所表現(xiàn)出的毒性、刺激性、致癌作用和具有的特殊氣味能導致人體呈現(xiàn)種種不適反應,并對人體健康造成較大的影響，因此，研究環(huán)境中VOCs的存在、來源、分布規(guī)律、遷移轉化及其對人體健康的影響一直受到人們的重視，并成為國內外研究的焦點。

近年來在國家高度重視國計民生、安全生產(chǎn)問題中的污染物監(jiān)測這一重大趨勢的背景下，對大氣中臭氧前驅體——碳氫化合物總量的監(jiān)測需求越來越迫切。在不同地區(qū)，非甲烷總烴（NMHC）的成分及之間的關系也不同，并且未知。因此，在很多國家甲烷/非甲烷總烴已列為重要的監(jiān)測指標。 

1.3 VOCs來源

VOC室外主要來自燃料燃燒和交通運輸；室內主要來自燃煤和天然氣等燃燒產(chǎn)物、吸煙、采暖和烹調等得煙霧，建筑和裝飾材料、家具、家用電器、清潔劑和人體本身的排放等。

煙草行業(yè)：油墨、有機溶劑；

紡織品行業(yè)：鞋類制品所用的膠水等；

玩具行業(yè)：涂改液、香味玩具等；

家具裝飾材料：涂料、油漆、膠黏劑等；

汽車配件材料：膠水、油漆等；

電子電氣行業(yè)：在較高溫度下使用時會揮發(fā)出VOC、電子五金的清潔溶劑等；

其他：洗滌劑、清潔劑、衣物柔順劑、化妝品、辦公用品、壁紙及其他裝飾品。 

二、標準與規(guī)范

本系統(tǒng)的設計、制造、驗收規(guī)范主要按下列標準和技術規(guī)范進行：

u  《中華人民共和國環(huán)境保護法》

u  《中華人民共和國大氣污染防治法》

u  HJ/T76-2017《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法》

u  HJ/T75-2017《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范》

u  HJ/T212-2017《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準》

u  HJ/T38-1999《固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定氣相色譜法》

u  GB 31571-2015石油化工工業(yè)污染物排放標準

u  GB 31570-2015石油煉制工業(yè)污染物排放標準

u  HJ/T 397 固定源廢氣監(jiān)測技術規(guī)范

u  JJG1055-2009 《在線氣相色譜儀》

三、設計方案

3.1監(jiān)測參數(shù)

非甲烷總烴、苯、甲苯、二甲苯、溫度、壓力、流速 

3.2監(jiān)測方法

非甲烷總烴測量方法：氣相色譜法GC+FID

苯、甲苯、二甲苯測量方法：氣相色譜法GC+FID

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）

3.3安裝位置

廢氣采樣點：煙囪總排放口

分析儀表：室內空調站房

3.4系統(tǒng)組成

3.4.1采樣探頭

探頭型號：DS-300

加熱溫度：120℃

采樣腔體材質：不銹鋼316L

密封材質：氟橡膠/耐高溫特殊材料

過濾元件材質：鈦合金材質

過濾精度：5um

樣氣管接口：Φ8

電源：AC220V  50Hz

環(huán)境溫度：-20℃～+60℃

3.4.2樣品傳輸單元

采樣接口：OD8×6mm

內芯材質：316不銹鋼

加熱線功率：40W/m

加熱溫度：120℃

加熱長度：100～130m

保溫棉材質：玻璃纖維

PT100位置：離電源接入端0.25m

工作電壓：220VAC 50Hz

環(huán)境溫度：-20℃～+60℃

彎曲半徑：0.5m

3.4.3樣品預處理系統(tǒng)

C600預處理系統(tǒng)由精細過濾器、抽氣泵、電磁閥、針閥、流量計等組成，其功能是完成樣氣的凈化、除塵、穩(wěn)壓、穩(wěn)流，過濾精度可達0.5um。最后將符合分析儀要求的干凈、流量穩(wěn)定的被測樣氣，源源不斷送入分析儀器，從而確保了分析儀器的準確性和長期可靠性。

本系統(tǒng)配備旁通流路，大大加快了系統(tǒng)的響應時間。同時，本系統(tǒng)配置就地自動標定方式，滿足儀器長期運行的校準需求。

3.4.4氣相色譜儀

性能指標：

圖片：

型號：GC-15

測量原理：色譜分析技術GC+FID

測量因子：非甲烷總烴濃度、苯系物

檢出限：0.1ppm

量程：0-/100/200/1000/5000ppm，可調

重復性：±2%F.S.

零點漂移：±0.5%F.S./天

量程漂移：±2.5%F.S./天

線性偏差：≤5% F.S.

輸出：RS485、TCP/IP、4-20mA（可選）

具備自動點火功能

FID檢測器：

FID檢測器是一種高靈敏度通用型檢測器，它對所有的有機物有響應，而對無機物、惰性氣體或火焰中不解離的物質等無響應或響應很小，對溫度不敏感，響應快，線性范圍為10的7次方。

FID用氫氣作為燃燒氣，在一個圓筒狀的電極里的噴嘴處燃燒。噴嘴與電極間電壓高達幾百伏，當含碳物質在噴嘴處燃燒時，產(chǎn)生的電子/離子對被噴嘴和電極處收集起來產(chǎn)生電流，該電流經(jīng)過高阻（106～1011Ω）放大，成為與進入火焰的有機化合物量成正比的電信號，因此可以根據(jù)信號的大小對有機物進行定量分析。

該檢測器中集成了火焰溫度傳感器，當火焰熄滅時，可以自動點火，若點火失敗，可切斷供氣，保證安全。

FID檢測器原理圖

3.4.5氫氣發(fā)生器

性能指標：

型號：QPH-500Ⅱ

氣體流速：QPH—500Ⅱ:0—500ml/min

壓力波動：≤±0.001Mpa

氣體純度：99.999%

輸出接口：1/8英寸管路接口

電源要求：200—240VAC，50—60Hz

外形尺寸：32×18×35cm

凈重：12kg

環(huán)境工作溫度：10℃-40℃

環(huán)境相對濕度：≤85%

特點：

1、對配套設施要求低，只需220V交流電源即可工作。

2、操作簡單，打開電源即可產(chǎn)生氫氣。

3、輸出壓力穩(wěn)定，數(shù)字顯示氣體流量，直觀。

4、維護簡單，儀器次加堿使用后，只需定期向電解池中補充蒸餾水。定期更換干燥管，無需拆卸箱體。

5、安全性高，儀器配有兩級過壓保護，當壓力超過設定值，儀器自動切斷電路停止產(chǎn)氣。氣路中設有氣液分離器，保證液體不會進入氣相系統(tǒng)中。從而保證了使用堿性液體作為電解液的氣源安全性。 

3.4.6空氣發(fā)生器

性能指標：

型號：OLF-550W

輸出氣量：80L/min

工作壓力：0.1-0.6Mpa

配用電機功率：550W

電源電壓：220V

轉速：1440rpm

儲氣罐容積：0.023m³

環(huán)境溫度：0℃-40℃

特點：

1、輸出的零氣干燥、清潔、流量穩(wěn)定

2、對配套設施要求低，只需220V交流電源即可工作

3、操作簡單，打開電源即可產(chǎn)生空氣

4、日常維護量少

5、可以長期連續(xù)安全可靠地運行

6、外置空氣壓縮機在無人值守的情況下可以實現(xiàn)自動排水功能 

3.4.7溫度、壓力、流速監(jiān)測儀

溫度、壓力、流速三數(shù)據(jù)用來計算樣氣排放量。

◆ 流速

監(jiān)測方法：皮托管差壓法

制造廠家：上海寶英

設備型號：BY-TPF-18

測量范圍：0～40m/s

測量精度：±2%F.S.

響應時間：＜1s

安裝方式：原位式

環(huán)境溫度限制(/): -25℃～55℃

用電量：5VA

儀用空氣要求：無

報警輸出：2路接點輸出AC/DC  24V 1A

輸出信號型式：4～20mA

◆ 壓力

監(jiān)測方法：壓力傳感器

制造廠家：上海寶英

設備型號：BY-TPF-18

量程(高/低)：-10KPa～+10KPa

測量精度：±2%F.S.

響應時間：＜1s

安裝方式：原位式

環(huán)境溫度限制(/)：-25℃～+55℃

電源：AC 220V

儀用空氣要求：無

警報輸出：極限報警

輸出信號型式：4-20mA

◆ 溫度

監(jiān)測方法：鉑電阻

制造廠家：上海寶英

設備型號：BY-TPF-18

量程(高/低)：0～300℃

測量精度：±2%F.S.

響應時間：＜1s

安裝方式：原位式

環(huán)境溫度限制(/)：-25℃～+55℃

電源：AC 220V

儀用空氣要求：無

警報輸出：極限報警

輸出信號型式：4-20mA 

3.4.8控制單元

電控單元主要由PLC為核心控制單元，結合開關、固態(tài)繼電器、溫控器、開關電源、繼電器和接點端子組成。電控單元主要實現(xiàn)強電控制，控制系統(tǒng)中的電磁閥、采樣泵的開關啟停；電控單元內置溫控器，用來控制采樣單元中采樣探頭、伴熱管單元、伴熱帶的加熱溫度，另外，電控單元還負責為系統(tǒng)單元以及溫壓流等外圍設備供電。

全系統(tǒng)由PLC控制；在線色譜分析的信號傳輸給上位工控機，由工控機的專業(yè)軟件進行數(shù)據(jù)處理得出有機物含量，并計算出非甲烷總烴、苯系物的濃度值、標定值等，然后把這些值通過數(shù)采儀傳輸給，同時把這些值存檔、生成報表、傳輸給DCS。系統(tǒng)與DCS傳輸?shù)姆绞接?span lang="EN-US">9針D型串口PPI協(xié)議、RJ45網(wǎng)口(協(xié)議商確)、RS232 9針D型串口(協(xié)議商確)，也可以4-20mA電流信號傳輸。 

3.4.9數(shù)據(jù)采集與處理單元

A:工控處理模塊

數(shù)據(jù)處理由工控機和揮發(fā)性有機物連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)軟件組成。

工控機：

尺寸：15寸液晶

操作系統(tǒng)：Windows XP 

4個RS232通訊端口，2個USB口。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集率：大于95%

與政府環(huán)境監(jiān)測部門的通訊，通過有線/無線通訊網(wǎng)絡進行

防塵要求：IP34

環(huán)境溫度限制(/)：5℃～+45℃

用電量：0.5kVA

B:采集、傳輸與處理軟件

型號：C600型揮發(fā)性有機物在線監(jiān)測系統(tǒng)分析軟件

揮發(fā)性有機物連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)軟件：

（1）常規(guī)監(jiān)測功能
    處理并顯示所有監(jiān)測量的測量值等相關標準和規(guī)范要求的測量參數(shù)，支持文字、圖形、表格顯示以及對外輸出。

（2）實時數(shù)據(jù)查詢功能
    所有污染物濃度數(shù)據(jù)、尾氣參數(shù)數(shù)據(jù)的小時均值、日均值、月均值、年均值均可檢索、打印、顯示（支持圖形化）及報表導出，支持按時間段查詢。

（3）歷史數(shù)據(jù)查詢功能：存儲15年以上監(jiān)測數(shù)據(jù)

（4）數(shù)據(jù)庫備份和恢復功能

（5）停電記錄、校準記錄功能

（6）缺失數(shù)據(jù)處理功能：按照HJ/T76-2007標準要求對缺失數(shù)據(jù)進行處理。

（7）安全管理功能：具有多級安全認證功能（設置密碼進入）。

（8）超標報警功能

匯集各子系統(tǒng)所有報價信息，顯示并輸出警告，所有報警信息存儲供后續(xù)查詢，軟件本身也可對監(jiān)測參數(shù)設置獨立的報警限。為企業(yè)或環(huán)保部門采取及時、應急處理措施提供可靠依據(jù)。

（9）數(shù)據(jù)傳輸

通過RS232通訊接口，按照《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準》(HJ/T212-2005)等國家標準要求格式輸出數(shù)據(jù)以及各種圖文信息，同時支持GPRS/CDMA以及TCP/IP等有線、無線傳輸模式。

（10）異常處理功能

具備自檢及完善的斷電自保護和死機自動恢復功能，系統(tǒng)異常前后不會造成數(shù)據(jù)丟失，所有故障信息存儲以備后續(xù)查詢。

四、工程施工方案

4.1儀表空氣

業(yè)主需提供（0.3-0.7）Mpa，露點為0℃，無水無油壓縮空氣，并引至采樣平臺，用以采樣探頭反吹及溫壓流一體機反吹。 

4.2分析小屋

分析系統(tǒng)的機柜按照國家環(huán)保部頒發(fā)的 HJ/T75-2017《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范》的相關規(guī)定，需要單獨的分析小屋，且分析小屋內需配置空調、排風扇、接地裝置、設備避雷系統(tǒng)等必要安全設施。 

4.3 現(xiàn)場勘查

我公司將安排現(xiàn)場工程師到達安裝現(xiàn)場進行現(xiàn)場前期勘察，并指導用戶進行預備工程建設。

現(xiàn)場勘察將對用戶安裝地進行實地考察，以確認采樣點、采樣平臺、分析小屋、輔助設施及現(xiàn)場安裝環(huán)境等內容。根據(jù)現(xiàn)場勘查結果填寫《揮發(fā)性有機物監(jiān)測系統(tǒng)（VOCs）現(xiàn)場工況調查表》。 

4.4 安裝與調試

在具備現(xiàn)場安裝條件的情況下，貴方提前一周書面通知我方。我司派有經(jīng)驗的工程師到現(xiàn)場進行指導性安裝及調試工作，貴方需為我司工程師提供工作中的方便。

C600型VOCs監(jiān)測設備的安裝分為室內和室外兩部分，室內安裝包括儀表柜的就位、標氣瓶的擺放以及固定、系統(tǒng)供電；室外安裝主要是伴熱管連接、信號線的連接，平臺采樣探頭、煙氣參數(shù)探頭的安裝。

雙方工作界定表

4.5 項目實施安全技術措施

（1）嚴格按照各有關安全規(guī)定進行施工，安全措施不到位不得施工。

（2）設備在運輸及安裝過程中，應做好保護工作。

（3）現(xiàn)場用電設備、機具必須可靠接地，線纜絕緣良好。

（4）現(xiàn)場使用電、氣焊時應配備消防器材，專人防護。

（5）嚴禁將施工用電源線、電焊把線等搭掛在儀表設備或敷設由電纜的橋架上。

（6）電纜校線后，應采用絕緣保護措施，嚴禁現(xiàn)場電纜金屬芯線裸露在外，防止現(xiàn)場危險電壓串入，造成對人身、設備的意外傷害。

警告：在安裝和維護時必須關閉電源，否則操作人員可能會觸電或造成系統(tǒng)的損壞。

五、供貨范圍