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工業(yè)揮發(fā)性有機化合物排放源
VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案
深圳市東日瀛能科技有限公司
Shenzhen Skyeaglee Technology C o., Ltd
一、方案概述
大氣中的VOCs不僅是生成光化學(xué)煙霧污染物的主要前體物，同時也是大氣細粒子中有毒有害有機組分的重要來源，對形成灰霾有重要貢獻，且一些VOCs本身具有毒性和致癌性。隨著我國大氣污染控制的不斷深化，VOCs成為繼顆粒物、二氧化硫、氮氧化物之后，我國大氣污染控制中又一新的關(guān)注點。
揮發(fā)性有機化合物（簡稱VOCs）不僅具有令人不悅的氣味，而且對人體健康的影響是多方面的，包括眼睛、鼻子和喉嚨炎癥，甚至引起頭暈、噩心、乏力、嘔吐等癥狀，同時對肝、腎和中樞神經(jīng)系有長期的潛在性影響。此外，一些有機化合物被證明可使動物致癌。VOCs對生態(tài)環(huán)境也有很明顯的破壞作用，如光化學(xué)煙霧、霧霾等等。因此，VOCs的監(jiān)測和治理是我國“十三五”工業(yè)廢氣排放治理的下一個風口。深圳市東日瀛能科技有限公司經(jīng)過多年在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的實踐經(jīng)驗及利用成熟的光離子化（PID）檢測技術(shù)開發(fā)出的適用于我國VOCs在線監(jiān)測的揮發(fā)性有機物SK-7500-VOC-Y型VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)。
為了工藝過程安全，濃度必須控制在相應(yīng)可燃氣體的爆炸極限的25%以下。可燃氣體燃燒的爆炸下限濃度與可燃氣體的初始溫度有關(guān)，因此，實際工程中要控制在LEL濃度的25%內(nèi)。
SK-7500-VOC-Y型VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)，核心采用高精度傳感器，可實時測量和顯示空間內(nèi)可燃氣體含量變化，另有高效過濾器、蠕動泵、樣氣采樣泵、高效降溫除濕冷凝器、轉(zhuǎn)子流量計、24V電源轉(zhuǎn)換器與漏電保護器等。該系統(tǒng)具有壽命長、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、安裝簡單方便等優(yōu)點。同時具有4-20mA、RS485信號輸出或無線212協(xié)議進行數(shù)據(jù)遠傳，采用LCD液晶顯示，還可以搭配工廠中的風機、閥門、噴淋系統(tǒng)等設(shè)備來使用，通過內(nèi)部開關(guān)量信號實現(xiàn)聯(lián)動。氣體超標即時報警，同時啟動/關(guān)閉聯(lián)動設(shè)備。有效保障現(xiàn)場人員安全。
系統(tǒng)主要功能包括：
1、實時監(jiān)測煙囪管道中的VOC含量。
2、通過上位機系統(tǒng)監(jiān)控中心實時了解場所內(nèi)的現(xiàn)場情況。
3、在監(jiān)控中心實時記錄以上各監(jiān)測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理。
4、并能通過聲光報警、LED屏幕顯示等多種方式發(fā)出報警信息，及時告知維護管理責任人。
5、氣體濃度達到對應(yīng)設(shè)置的報警值時聯(lián)動風機/閥門/噴淋系統(tǒng)等設(shè)備。
6、可選配搭載7寸觸摸顯示屏，儲存歷史數(shù)據(jù)、歷史報警數(shù)據(jù)。
（監(jiān)測系統(tǒng)示意圖）
二、執(zhí)行標準
GB3836.1-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第一部分：通用要求》
GB3836.2-2010《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第二部分：隔爆型“d” 》
GB 3836.15-2000 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第 15 部分：危險場所電氣安裝( 煤礦除外) 》
GBT50493-2019 《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計標準》
GB12358-2006 《作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術(shù)要求》
GBZ 2.1-2007 《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》
GB 4208-2008 《外殼防護等級（IP 代碼）》
GB 16297－1996《大氣污染物綜合排放標準》
GB/T 16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》
HJ/T 76-2017《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》
HG/T 20507-2014 《自動化儀表選型設(shè)計規(guī)范》
三、方案介紹與設(shè)計
3.1 工業(yè)有機揮發(fā)物的排放源
點源：煙囪；
操作性&維修性排放源：污水處理、物料傳輸、工藝排氣、儲罐；
組件泄漏排放源：連接件、泵、閥門以及其它排放源。
3.2 VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)的選擇
針對常見實際環(huán)境與條件，選用PID光離子原理的VOC傳感器。
3.3 采集控制器
數(shù)據(jù)采集控制器用來集中顯示各監(jiān)測點的VOC濃度值。同時控制器與聯(lián)動設(shè)備關(guān)聯(lián)，當VOC濃度值超過預(yù)設(shè)報警值時能夠自動報警或控制聯(lián)動設(shè)備。
采集控制器一般安裝在值班室中，與檢測儀采用四芯線RS485協(xié)議連接?？刂破鲀?nèi)部要有繼電器報警開關(guān)量輸出用于控制聯(lián)動設(shè)備。
3.4 聯(lián)動設(shè)備
風機/閥門/噴淋系統(tǒng)等設(shè)備由控制器聯(lián)動，當可燃氣體濃度超標時自動啟動；當可燃氣體濃度恢復(fù)正常時，自動停止。
四、產(chǎn)品參數(shù)
VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)
| 型 號 | SK-7500-VOC-Y |
| 顯示方式 | 分析儀LCD液晶顯示（選配七寸觸摸顯示屏） |
| 輸出信號 | ①4-20mA信號：標準的12位精度4-20mA輸出芯片，傳輸距離1Km②RS485信號：采用標準MODBUS RTU協(xié)議，傳輸距離1.2Km③開關(guān)量信號：標配1組無源觸點繼電器，容量220VAC 3A/24VDC 3A。（選配）④GPRS、4G、WIFI、LORA、ZigBee等無線信號（選配） |
| 接收設(shè)備 | 用戶電腦、控制報警器、PLC、DCS、DDC等 |
| 工作方式 | 泵吸式，連續(xù)在線監(jiān)測 |
| 檢測介質(zhì) | VOC，可定制其它可燃、有毒有害氣體多合一 |
| 檢測原理 | PID光離子 |
| 檢測量程 | 0-100mg/m3 可定制 |
| 分 辨 率 | 0.1 根據(jù)檢測量程而定 |
| 檢測誤差 | ≤±3%F.S 更高精度可訂制 |
| 重 復(fù) 性 | ≤±1% |
| 線性誤差 | ≤±1% |
| 響應(yīng)時間 | T90≤30S |
| 工作電壓 | AC220V，最大功率：100W |
| 工作溫度 | -20℃~50℃ |
| 工作濕度 | 10-95%RH（無冷凝） |
| 工作壓力 | 106KPa±20KPa |
| 采樣溫度 | 200℃以內(nèi) 可定制 |
| 采樣濕度 | 0-100%RH |
| 傳感器壽命 | 2～3年（根據(jù)傳感器原理與使用的環(huán)境而定） |
| 防護等級 | IP66 防水濺和短時間雨淋，長時間雨淋需配防雨罩 |
| 連接電纜 | ①4～20mA 選三芯屏蔽電纜，RS485 選四芯，距離超 1000 米（帶一臺檢測儀）時單根線徑≥1.5mm， 屏蔽層接大地。②無線傳輸：可內(nèi)置LORA、Zigbeg模塊，近距離無線傳輸；可外置GPRS/4G模塊，遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_，可電腦端和手機端查看歷史記錄，不受距離限制（選配） |
| 報警方式 | 現(xiàn)場聲光報警,外置報警器,遠程控制器報警,電腦數(shù)據(jù)采集軟件報警等(選配) |
| 報警設(shè)置 | 標準配置兩級報警，可設(shè)置報警方式：常規(guī)高低報警、區(qū)間控制報警 |
| 外形尺寸 | 500*760*270mm（長*高*寬） |
| 安裝方式 | 壁掛式 |
| 計 量 證 | 可選，費用客戶自付 |
| 選配附件 | 干燥筒、減壓閥、焦油過濾器、蠕動泵、7寸觸摸顯示屏、高效降溫除濕冷凝器、標氣接口。電腦監(jiān)控配件：免費上位機軟件、USB 轉(zhuǎn) RS485 轉(zhuǎn)換連接線，如果要網(wǎng)絡(luò)傳輸還需 RS485 轉(zhuǎn)網(wǎng)口轉(zhuǎn)換器。 |
五、外形尺寸
（VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)）
六、應(yīng)用領(lǐng)域
VOC煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（揮發(fā)性有機物）廣泛應(yīng)用于各種固定污染源有機物排放的實時監(jiān)測，例如煉油企業(yè)、制藥企業(yè)、化工企業(yè)、汽車企業(yè)、半導(dǎo)體企業(yè)、制革企業(yè)、鑄造企業(yè)以及油品的存儲、運輸和加油站等各個領(lǐng)域。通過對測量主機不同的內(nèi)部配制，例如定量環(huán)與濃縮管、常溫富集與冷凝阱富集、填充柱與毛細柱、恒溫爐與程序升溫爐、FID與PID檢測器等的選擇可以實現(xiàn)單組份、多組份或不同物質(zhì)的分析需求。通過配制不同的預(yù)處理系統(tǒng)，還能實現(xiàn)對水源或土壤中揮發(fā)性有機物的監(jiān)測。主要監(jiān)測項目為：苯、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、丙烯腈、1,3-丁二烯、苯乙烯、氯乙烯、二氯乙烷，以及其他需要監(jiān)測的有毒碳氫化合物。
| 類別 | 行業(yè) | 應(yīng)用點 | 檢測介質(zhì) |
| 石化化工 | 煉油 | 常減壓 | 苯、甲苯、對二甲苯、丁二烯、硫醚等 |
| 催化裂化 | |||
| 催化重整 | |||
| 加氫裂化 | |||
| 延遲焦化 | |||
| 煉廠氣加工 | |||
| 化學(xué)原材料 | 丙烯腈裝置 | 丙烯腈、乙腈、丙希醛等 | |
| 環(huán)氧乙烷裝置 | 環(huán)氧乙烷、乙烯、乙二醇等 | ||
| 輪胎 | 煉膠 | 丁二烯、丙烯腈、苯乙烯、甲苯、硫醚等 | |
| 橡膠制品 | 纖維織物浸膠烘干 | ||
| 乳膠 | 硫化 | ||
| 涂料 | 涂料生產(chǎn) | 油性涂料 | 苯、二甲苯、丁醇、乙酸乙酯、丁酮等 |
| 乳膠漆 | 丙苯、苯乙烯、丙烯酸酯、醋酸乙烯等 | ||
| 汽車 | 車身涂裝 | 丙酮、苯、甲苯、乙苯、1，3-丁二烯等 | |
| 塑料件涂裝 | |||
| 維修噴漆 | |||
| 醫(yī)藥 | 藥品 | 干燥器 | 乙醇、丙酮、二氯甲烷、瓶利昂、甲苯、環(huán)己胺、二甲苯、異戊二烯等 |
| 反應(yīng)器 | |||
| 蒸餾系統(tǒng) | |||
| 儲罐 | |||
| 消耗品 | 一次性器具 | 丙酮、丁二烯、環(huán)氧乙烷等 | |
| 消毒 | |||
| 半導(dǎo)體制造 | 分立器件 | 光刻 | 異丙醇、甲基丙酮、丙酮、四氯化碳、苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯等 |
| 集成電路 | 顯影 | ||
| 光電組件 | 刻蝕 |
七、電氣連接
（VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)電氣接線圖）
八、配置清單
| VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)配置清單 | |||
| 序號 | 物品名稱 | 數(shù)量 | 備注 |
| 1 | 可燃氣體檢測報警器 | 1 | SK/MIC-600-EX-Y |
| 2 | 高效過濾器 | 1 | 除塵除水、水氣分離 |
| 3 | 樣氣采樣泵 | 1 | 采樣流量3～5L/Min |
| 4 | 轉(zhuǎn)子流量計 | 1 | 控制進氣到檢測儀流量為：0.3～0.5L/Min |
| 5 | 電磁排水閥 | 1 | 定時自動排水 |
| 6 | 漏電開關(guān) | 1 | |
| 7 | 24V電源 | 1 | |
| 8 | 碳鋼箱體 | 1 | 500*500*200mm（具體尺寸根據(jù)配置而定） |
| 以下配置根據(jù)工況選配 | |||
| 序號 | 物品名稱 | 序號 | 物品名稱 |
| 1 | 法蘭式不銹鋼取樣探頭 | 2 | 蠕動泵 |
| 3 | 電子冷凝器 | 4 | 硅膠吸附罐 |
| 5 | 活性炭吸附罐 | 6 | 分子篩吸附罐 |
| 7 | 減壓閥 | 8 | 防爆溫控器 |
| 9 | 防爆加熱器 | 10 | 伴熱管 |
| 11 | 水洗罐 | 12 | 標氣接口 |
九、安裝注意事項
9.1 安裝方式：
9.1.1機柜固定
機柜采用立柜式或壁掛式放置，地面應(yīng)保持平整，機柜不得傾斜放置。
9.1.2 供電
機柜采用 220V AC 供電，須確保地線接地良好。
9.1.3 確定安裝位置
9.1.3.1 主機箱安裝位置的選擇
首先內(nèi)部傳感器元件的耐受溫度范圍為-20℃～+50℃，最佳工作溫度為+20℃左右，所以要選擇環(huán)境溫度不低于-20℃也不高于+50℃的地方安裝。
9.1.3.2采樣點與主機箱管路距離
主機箱內(nèi)部使用的抽氣泵是小型真空隔膜泵，真空度在 50KPa～70KPa 左右，管路長度的原則是溫度合適的前提下越短越好，管路越長數(shù)據(jù)延遲越長，一般20米內(nèi)是沒有問題的。還是需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況而定。
9.2 氣路連接
9.2.1 管路接口
一路采樣進氣口進入系統(tǒng)；一路檢測后的氣體排出口；二路過濾除水氣體排出口。接口默認是φ6大小，可以使用外徑6mm內(nèi)徑4mm的PU軟管。
9.2.2 采樣管的安裝（選配）
采樣管插入待測氣體的管道，使用配套法蘭固定。如果待測管道氣體溫度高于采樣管的耐熱溫度，采樣前段的管路應(yīng)采取耐熱管路并進行預(yù)降溫再接PU軟管連接檢測系統(tǒng)的采樣接口。
9.2.3 氣路排出接口的接法
排氣口：使用φ6的PU軟管連接，主要排放的是從流經(jīng)檢測儀里檢測后的氣體，
排水口：使用φ6的PU軟管連接，大部分的采樣氣體和水汽從這里排出，如果管道待測氣體管道溫度高、濕氣大所含水汽較多，那排水口會有水流出，所以排水管應(yīng)向下安裝，以保證水流順利排出。
9.3 使用調(diào)試中的注意事項：
9.3.1 流量計控制
系統(tǒng)運行中，通過調(diào)整流量計和冷凝器下端排水管道上的節(jié)流閥，控制流過檢測儀表的氣體流量在300～500ml/min左右。
9.3.2 冷凝器
冷凝器的目標冷凝溫度使用默認溫度即可。
9.3.3 過濾器
需要定期手動維護清洗粉塵過濾器或及時打開節(jié)流閥排掉積累的水汽，防止堵塞氣路。
9.3.4 溫控器（選配）
一般設(shè)定為30℃（開蓋設(shè)置，控制伴熱管伴熱溫度，感溫管放置外部）。
9.3.5 加熱器（選配）
一般設(shè)定為20～30℃（開蓋設(shè)置，注意防止燙傷）。
9.3.6 氣體濃度檢測儀
檢測儀的使用詳見檢測儀的使用說明書。
（管路示意圖）
