厂界VOC在线监测分析仪

系统概述

本协议主要针对甲方厂界挥发性有机物非甲烷总烃以及甲醇在线分析系统的功能设计、结构、性能、安装和验收等技术方面提出的要求。

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3.1.1设计要求：可靠

3.1.2设备名称：TR-9300V型污染源挥发性有机物在线监测系统；

3.1.3安装位置：厂界

3.1.4安装台数：三套

3.1.5监测对象：非甲烷总烃、甲醇

3.1.6附带测量参数：气相五参数

3.1.7信号输出：提供4~20mA模拟量信号

3.2

现场环境

4、系统组成说明

4.1系统组成

企业厂界挥发性有机物和特征污染物在线监测系统可对厂界内环境空气质量进行24 小时自动连续监测。该系统有两部分组成：环境监测中心站和挥发性有机物和特征污染物监测子站。

其中挥发性有机物和特征污染物监测子站包括采样及预处理单元、气体分析仪器、气象监测仪、数据采集与处理系统、系统辅助设备（零气产生器、氢气产生器、标准气体、机柜等）、站房及配套设备设施等。子站监测的数据传送至市环境监测中心站进行实时控制、数据管理及图表生成。TR-9300V型污染源挥发性有机物（非甲烷总烃、苯系物）在线监测系统由在线样品前处理子系统、JNYQ-THC-51型在线气相色谱仪、数据采集及处理子系统组成。

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4.2监测点位设置

根据要求，企业挥发性有机物和特征污染物自动在线监测站，点位设置不少于3 个，其中在主导风向和第二主导风向的下风向的厂界边缘各设置1 个监测站，临近居民区和人群聚集的厂界边缘至少设置1 个监测站。

（1）环境空气质量监测点周围环境应符合下列要求：

Ø  采样口周围，不能有影响环境空气流通的较大的建筑物、树木或其他障碍物；

Ø  采样口周围水平面应保证270°以上的捕集空间，如果采样口一边靠近建筑物，采样口周围水平面应有180°以上的自由空间；

Ø  监测点周围环境状况相对稳定，安全和防火措施有保障；

Ø  监测点附近无强大的电磁干扰，周围有稳定可靠的电力供应，通信线路容易安装和检修；

Ø  监测点周围应有合适的车辆通道；

（2）采样口位置应符合下列要求：

Ø  对于手工间断采样，其采样口离地面的高度应在1.5～15 米范围内；

Ø  对于自动监测，其采样口或监测光束离地面的高度应在3～15 米范围内；

Ø  在建筑物上安装监测仪器时，监测仪器的采样口离建筑物墙壁、屋顶等支撑物表面的距离应大于1 米；

4.3 测量场景

本技术解决方案是依据呼伦贝尔东能化工有限公司厂界挥发性有机物监测设备采购非甲烷总烃的分析仪器仪表设备的询购文件，我们提交的技术文件遵守本项目的标准、规定和本询购文件的要求，并保证供货商及相关的文件也遵守本项目的标准、规定和本询购文件的要求。

按照环保物联网的三层网络架构，TR-9300V型污染源挥发性有机物（非甲烷总烃、苯系物）在线监测系统的建设分为现场端建设、传输网络建设和监控中心建设三部分，系统拓扑图如下所示：

4.4现场端建设

本监测系统可对工业园区特征污染物进行24 小时自动连续监测，主要包括：

Ø  污染气体监测系统: 非甲烷总烃、甲醇监测仪监测仪；

Ø  气象参数监测系统： 可测量风向、风力、气压、温度、湿度；

Ø  采样系统： 由采样头、总管、支路接头、抽气风机、排气口等组成；

Ø  校准系统： 包括多种标准气体、一套气体标定装置；

Ø  气源系统：包括氢气发生器、空气发生器

Ø  工控子站系统： 可连续自动采集污染气体监测仪、气象仪的数据及状态信息等，并

进行数据处理、贮存和上传。

4.5系统要求

系统可以在恶劣的环境下长期安全运行，必须满足以下基本条件：

Ø  工作电源：AC 220V±10%，50Hz；

Ø  工作环境温度：0～45℃；

Ø  工作环境湿度：0～90%；

Ø  工作方式：连续自动工作。

Ø  系统具有防尘、防雨、防雷、防低温等设计；

Ø  系统具有制造计量器具CMC 标志（中华人民共和国制造计量器具许可证）和产品铭牌，

Ø  铭牌上标有仪器名称、型号、生产单位、出厂编号、制造日期；

Ø

系统仪器各零部件应连接可靠，表面无明显缺陷，各操作按钮使用灵活；

Ø  系统仪器各显示部分的刻度、数字清晰，涂色牢固，没有影响读数的缺陷；

Ø  通过监控中心可实现24 小时不间断地向监控子站采集所监测数据并自动入库；

Ø  能够以各种统计方式对原始监测数据进行处理、统计和汇总，并按要求及时生成各种报表

Ø  通过监控中心可以实时随机调用、查询所监控数据及设备运行状况；

Ø  监测数据可向监控中心进行数据传输，传输时保证数据传输的可靠性和稳定性。

Ø  每个子站应配置UPS 电源，以确保电压稳定及短暂停电时仪器的正常运行；

4.6系统特点

Ø  系统可以自动采样、自动分析；

Ø  可以同时监测气体特征污染物和可吸入颗粒物浓度，在同一显示屏显示；

Ø  测量浓度直接在显示屏上显示，并自动计算日平均、月平均值，可以储存监测的历史数据（包括日平均、月平均值）；

Ø  所有仪器均具有良好的抗干扰能力；

Ø  所有监测分析仪输出的数据能够自动换算为标态浓度；

Ø  监测系统能够连续采样分析，整个子站可无人值守；

Ø  各项资料自动传输；

Ø  数据采集与传输完整、准确、可靠；

Ø  每套系统附有单机和系统的中文的安装说明书及使用说明书；

Ø  子站数据采集及中心控制系统提供中文子站及中心站软件，子站采用*先进的工控

Ø  机设计，中心站软件以WINDOWS 为操作界面，为用户提供*大的方便。

4.7色谱分析介绍   详情请联系：贾维浩  15891421187   18789429991      壹伍捌玖壹肆贰壹壹捌柒   壹捌柒捌玖肆贰玖玖玖壹

4.7.1样品进样

为防止样品冷凝，系统采用管路高温加热技术，保证样品进入仪器后，不会有任何冷点，接入仪器的接头*高可加热到250度。

针对部分样品油脂类样品多，颗粒物多的特点，系统选用业界*高标准的转阀，可以有效避免膜阀寿命短以及容易吸附（导致数据偏高）的缺点，提高仪器的可靠性和准确度。

4.7.2色谱柱与分析过程详细介绍

总烃与非甲烷总烃通道分析过程

**步：进样

本仪器内置两种采样模式，分别用于样品气分析和仪器校准。仪器预内部的采样泵会循环抽取样气样品。需要进样时，样品冲洗定量环并进行定体积采集。仪器进行零气或标气校准时，采用正压标气或零气冲洗定量环并进行定体积采样。两种模式均采用定量环进行定体积采样，采样结束后均与环境压力平衡。

第二步：分离

系统中配有2个色谱柱:column1和column2。Column1是一段空不锈钢管。而Column2是定制的502色谱柱，用于分离空气中的甲烷。样品进入仪器后，同时流过2个定量环(安装在V1上)。进样后，定量环1的样品进入色谱柱1，该色谱柱对样品不做分离，由于在空柱上无保留(无吸附)，能够快速通过色谱柱到达FID检测器进行检测，直接测量总烃TVOC的值。而定量环2进入column2后，可以将CH4与其他组分进行分离。其中，色谱柱2是工作在80℃-130℃的柱温箱中。样气被带到色谱柱时，由于物理和化学的特性，气体成分不同，移动的速率也不同。与其他有机化合物相比，甲烷分子质量轻，移动速度快，所以它是**个从色谱柱后流出的物质到达FID检测器被检测。由FID测量甲烷，通过与校准气产生的信号相比较，再把甲烷的信号转换成浓度。

第三步：反吹

一旦到甲烷峰结束后，阀自动返回原始的原始状态位置。此时，流经色谱柱的载气的方向已倒转，样气回路被转换到载气之外，返回采样系统。随着色谱柱的载气改向后，非甲烷总烃（NMTHC）被反吹出色谱柱外，而不被FID检测。从FID检测器得到相对应的总烃,氧气，甲烷的响应信号，按照国标方法，通过公式TVOC-O2-CH4计算NMHC的浓度。

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整个测试流程完全满足国标HJ-38,

以及HJ1013-2018所要求的分析流程和检测灵敏度。所有动作由系统内部的EPC电子压力流量控制系统和全自动阀切换系统自动完成。该系统在样品所有通路都设置伴热处理，以防止样品冷凝，影响准确性。系统也可配置自动稀释装置，通过UniStation软件完成系统的自动标定和运行，以简化现场操作流程。

l  甲醇通道

该通道可以单独分析气体样品中挥发性有机化合物中特征组分-甲醇：一次采样可同时分析被测空气样品中的甲醇。

样品经过前级预处理后，通过内部真空泵进行负压采样。需要富集时，系统会将富集模块温度降低到合适低温，然后打开图中的6通阀。这是，样品会进入富集模块进行富集，具体富集的体积由内置的流量控制系统会按照程序自动完成。富集完成后，图中的6通阀会处于关闭状态，同时，富集模块将以>40度/s的速度快速将样品解析后进样，样品经过色谱柱分离，值后在FID显示对应信号。所有压力、流量、温度、阀切换等动作均由软件UniStation自动完成。

 分析过程

**步：进样

本仪器内置两种采样模式，分别用于样品气分析和仪器校准，两种模式均采用富集模块定体积采样，采样过程使用质量流量计控制。测量样品气时，仪器采样阀后的微型真空泵，作为采样动力冲洗定量环以及富集管，并通过质量流量计进行定体积采集。仪器进行零气或标气校准时，采用正压标气或零气冲洗管路，并使用相同方法进行采样。

第二步：脱附进样

系统中的富集模块，在富集完成后，通过瞬时加热的方式，对已经富集的样品吸附管进行样品脱附。加热脱附完成后，通过辅助载气，将脱附后的样品直接注入色谱柱进行分析检测。

第三步：分离

系统中默认配有1个不锈钢毛细管色谱柱，分离甲醇以及甲醇前后的杂质，在甲醇流过该色谱柱后。程序升温模块，可以在甲醇进样结束后，对系统进行快速吹扫。

4.7.3分析时间说明

对于典型的非甲烷分析，所有色谱峰可以在0.5分钟以内完成，但是为了保证样品能全部流出，不影响后续分析，甲烷与非甲烷通道的单次分析时间1.5-2分钟。

本方案集成的VOCentre技术可以提供两个独立运行和独立报数的功能。非甲烷总烃通道的数据每个循环为1.5-2分钟，而甲醇通道则依照15-20分钟进行分析更新。

4.7.4产品详细指标

 尺寸/重量

 667mm（L）×482.5mm（W）x 261mm（H,6U），25kg

 电源要求

 220VAC±10%，50-60Hz, *大功率500W

 操作温度

 0℃-40℃，5-85%无凝结

 储存温度

 -20℃到50℃

 分析方法

 气相色谱，氢火焰离子化检测器

 分析组分

 甲烷、非甲烷总烃、总烃、甲醇等

 测量范围

 非甲烷总烃0-50mg/m3；

 甲醇：0-500ppb(可选其他量程)

 *低检测限

 甲烷/非甲烷总烃（以丙烷计）30ppb；

 *甲醇(以甲醇计)： 0.1ppb

 零点漂移

 甲烷/非甲烷总烃通道：≤0.1% F.S.或60ppb/24小时

 甲醇通道：0.1% F.S.或0.5ppb(甲醇)/24小时

 跨度漂移

 ≤0.5%满量程/24小时

 重复性

 ≤1%(10ppm甲烷)

 ≤3%(10ppb甲醇)

 测量周期

 ≤2min(NMHC)

 ≤20min(甲醇)

 采样流量及控制

 0-200ml/min，

 样品进样接头温度

 典型值120度，*高250度

 采样体积

 500微升（非甲烷，可选250微升或其他体积）

 0-2000毫升（甲醇）

 色谱柱类型

 非甲烷总烃：不锈钢填充柱

 甲醇：不锈钢毛细管色谱柱

 色谱柱温度

 外界温度+15℃-225℃，控制精度0.1℃

 切换阀类型

 转阀（VALCO）

 切换阀温度

 使用温度范围室温+10℃-225℃

 阀切换方式

 气动

 气路控制

 全流路高精度EPC控制，精度0.01Psi

 检测器

 双氢火焰离子化检测器（FID）

 检测信号线性范围

 ＞107(+/-10%)

 检测器保护

 自动点火，灭火自动切断气体和报警功能

 燃气

 氢气，＞99.999%，30-50ml/min（每一个FID）

 助燃气

 洁净空气，300-500ml/min（每一个FID）

 载气

 氢气或氮气,＞99.999%@30-50ml/min(甲醇)

 零空气, @30-50ml/min（甲烷/非甲烷总烃，可选氮气）

 接头尺寸和类型

 1/8”不锈钢卡套螺纹

 检测报告

 依照HJ1013-2018提供重复性、分类组分检测因子、氧含量影响等相关报告

 触摸屏

 10.4”

 软件和控制    

 内置工业电脑

 Intel双核主机，4G内存，128G固态硬盘(Windows)

 仪器反控软件

 内置系统控制软件，自动完成采样、分析和周期性校准/系统响应测量，可实现系统7x24自动无人运行与自动校准，老化等功能

 快捷键

 支持（可自定义）

 仪器接口

 RS485,RS232,Ethernetx2，USBx3

 数据导出

 支持MS EXCEL, TXT,PDF

 通讯方式

 Modbus TCP（标配）

 Modbus RS-485（标配）

 Modbus RS-232（标配）

 0-1V/0-5V/0-10V模拟信号（选配）

 4-20mA模拟信号（选配）

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4.8 气相五参数在线监测

集成化的自动气象站，可以测量风向、风力、气压、温度、湿度等多种气象参数，数据按照设定的采样间隔自动采集保存。

技术参数：

温度：

测量范围：-25～+55℃

传感器：二极管结电压测温度

准确度：±0.2℃典型值

分辨率：±0.1℃

湿度：

测量范围：0～100%RH

传感器：电容

准确度：±3%RH

分辨率：0.05%

气压：

测量范围：10～1100hpa

传感器：压阻式

准确度：±0.5

hpa

分辨率：±0.1

hpa

风速：

测量范围：0～60m/s

传感器：超声波时差

准确度：±0.2m/s

当V＜10 m/s；±3% 当风速≥10 m/s

分辨率：

0.1 m/s

测量范围：0-60m/s

风向：

测量范围：0～360°

传感器：超声波时差

准确度：±3°

分辨率：0.1°

4.9气源装置

4.9.1空气发生器

JN-Air-11在线零点空气发生器是空气发生器和除烃净化器的高度集成的一款新型仪器，主要根据国家标准GB/T15263-94及环境标准HJ/T38-1999的要求研制而成。采用低噪音压缩机作为空气源，仪器设有二级稳压和温度自控装置，净化系统由过滤器.活性碳室和变色硅胶室等三级净化所组成，可有效祛除空气中的杂质和水分子，并采用新型高性能催化剂，除烃效果更好，速度更快，使用温度为350℃，仪器使用更安全。主要用于在线非甲烷总烃检测试验中零气的制备。

l  工作条件：电源电压：220V 50Hz

环境温度：15～40C° 相对湿度≤70%

无大量粉尘及腐蚀性气体污染

n  空气纯度：无油三级净化

n  输出流量： 0～1000ML/min

n  输出压力：A 输出0～0.4Mpa B 输出0～0.5Mpa

n  烃类输入浓度（甲烷）<100ppm

n  烃类输出浓度（甲烷）<0.1ppm

n  噪 音：≤42分贝

n  额定功率：800W

n  外形尺寸：5U

n  重 量：约25Kg

n  高温炉温控范围：0～600℃

n  仪器稳定时间：<0.5h

特点

Ø  可取代传统的高压空气瓶，使化验室仪器化；

Ø  操作简单,只需启动电源开关即可产气，可连续使用，也可间断使用；

Ø  气路系统设为三级净化；

Ø  设有两级稳压，使稳压精度更高；

Ø  设有过压保护及排水开关，使用安全方便；

Ø  设有常压启动，可延长使用寿命。

4.9.2氢气发生器

JN-PrH2-21系列在线氢气发生器是由电解分离池、开关电源、压力控制、干燥净化、流量显示等系统组成。本仪器的“心脏”电解分离池为桶式结构。储液、制氢、排氧可同时进行，其电解面积大、池温低、性能好、纯度更高之优点，是板式电解池的*佳换代品。本仪器设有不返液装置，可有效的保证仪器无返液现象。

仪器技术参数

l  电源电压：220v 50Hz

l  *大功率：150Ｗ 180Ｗ

l  环境温度：0～40℃ 相对湿度<85%

l  环境条件：无大量粉尘及腐蚀性气体

l  产气纯度：99.999 %（相对含氧量）

l  输出流量： 0～300

ml/min

l  输出压力：0.4Mpa (需特殊压力时,在出厂前通知厂方另定）

l  外型尺寸：5U

l  重 量：约12Kg

特点

l  操作简单，只需启动电源开关，即可产气；

l  当压力达到设定位置时，产气量会根据用气量大小而变化，用多少就产多少，且输出压力稳定，流量由

LED 数码显示，更直观醒目；

l  带自动补水功能，可连续使用，也可间断使用；

l  储液、电解制氢、排氧一体化，池温低，寿命长久；

l  设有不返液装置，可有效的保证仪器无返液现象。

4.10监测站房建设

1)   监测点站房（子站房）的建设和内部设计应满足以下要求：

Ø  站房为无窗或双层密封窗结构，墙体应有较好的保温性能。有条件时，门与仪器房之间可设有缓冲间，以保持站房内温湿度恒定和防止灰尘和泥土带入站房内；

Ø  监测站房尺寸：站房高度应满足设备操作和维护的需求，站房外形尺寸为4m(L)×3m(W) ×3m(H

) 。（实地建设站房内部高度不小于2.8米）

Ø  站房内应安装温湿度控制设备，使站房室内温度在25℃±5℃，相对湿度控制在80%以下站房应有防水、防潮措施，一般站房地层应离地面（或房顶）有25cm的距离；

Ø  采样装置抽气风机排气口和监测仪器排气口的位置，应设置在靠近站房下部的墙壁上，排气口离站房内地面的距离应保持在20cm以上；

Ø  在站房顶上设置用于固定气象传感器的气象杆或气象塔时，气象杆、塔与站房顶的垂直高度应大于2m，并且气象杆、塔和子站房的建筑结构应能经受10级以上的风力（南方沿海地区应能经受12级以上的风力）；

Ø  站房供电建议采用三相供电，分相使用；站房监测仪器供电线路应独立走线；

Ø  子站站房供电系统应配有电源过压、过载和漏电保护装置，电源电压波动不超过220Ｖ±10%；

Ø  站房应有防雷电和防电磁波干扰的措施。站房应有良好的接地线路，接地电阻＜4Ω；

2)  空调及排风设备

n  站房配置一台1.5P 冷暖两用空调，空调应设置在使空调冷气不能直接吹到仪器背面和采样管的位置；

n  站房配置一台排风扇，给站房内进行通风；

3)  配管

n  管道连接尽量简单，尽量减少连接点、交叉点和进出口，防止泄漏；

n  高温管线保温，并加警示牌，避免伤人；

n  气体采样总管设置在站房（分析小屋）上方；

n  公用工程总管与支管之间设有阀门，并预留部分备用；

n  总管尺寸及规格：

大气排放总管：1/2"不锈钢管，加阻火器和防雨帽；

仪表风总管：3/4"镀锌钢管，与用户接口规格为法兰；

4)  铭牌标识

n  站房设置有永久性不锈钢铭牌，并有警告标识；

n  站房内主要设备均有永久性不锈钢铭牌，表明制造商、型号、位号等；

n  站房的电缆和配管均设置有编号；

5)  报警联锁

n  站房外设有风机开关，维护人员可以手动控制风机工作；

n  站房内有气体泄漏应急排放装置，当室内可燃气体超标时，自动启动轴流

n  风机排除室内空气，直到屋内气体浓度达到预报警限以下，才能停机；

4.11数据采集

子站数据采集器是专门设计的以当前被广泛应用于工业领域的工业控制用计算机为基础的，用于环境空气质量自动监测和固定污染源烟气排放连续监测的数据采集器。目前已在环境和污染源监测系统中被大量采用，被认为是一种可以为用户提供符合国家技术规范的数据报告、方便实用的数据采集器。

   采集仪器是现代技术与实用型相结合的先进数据采集器。以工业级嵌入式平板电脑为主体，配置电话或网络通讯设备而构成的数据采集系统为用户提供了极为广泛的应用范围、三年的数据存储空间以及良好的用户接口和二次开发能力。仪器配有专用的16 或32 通道模拟信号输入端口和16

通道数字输入输出端口，能同时采集多台仪器的标准模拟输出信号，通过数字输入输出端口对系统的运行状态进行控制和管理，并可以定时使仪器进入校准状态，完成系统的质量保证工作。

仪器既可以作为一个数据处理的独立系统，在数据采集现场实现数据采集、处理和报告显示及打印， 也可以通过电话线、GPRS、串行电缆或局域网等多种通讯方式与中心站计算机连接，作为一个大系统中的子系统。

仪表操作人员在办公室内可以通过安装在工控机上的VOC有机废气自动监测软件监控查询所有测量信息和仪表工作状态信息。可设置监控数据的报警上限和下限浓度值，超出限值自动报警；能够检索任意时间点的监测数据和任意时间段的报表。 详情请联系：贾维浩

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