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陈涛

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某市VOCs(PID)在线监测方案计划书

简要描述:

本方案的建设目标是利用我公司成熟的气体检测仪器,对VOC气体进行实时监控。系统除了满足目前气体浓度监测监控要求外,还可以实现预警预报功能,一旦全部系统完善,将形成实验室内VOC气体的监测、监控、预警、预报体系,以信息化推动厂区有害气体监控业务与应急响应水平,全面提升安全生产与突发事故的应急处理能力。

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一、概述

随着我国经济的高速发展,我国环保形势日趋严峻,各类乱排乱放、超排超放事件一直居高不下,严重破坏了人类赖以生存的环境,影响人民的日常生活和健康。同时随着安全意识的提高,工厂自身内部也在完善各类安全类检测仪器。

独山子是我国石油工业的发祥地之一,是集炼油、化工和炼化工程建设、检维修一体化的我国西部重要的石油化工基地,被列为全国八大石化基地之一。区内有中石油独山子石化公司、独山子润滑油厂、中联油新疆分公司和新疆*家高新技术上市公司——独山子天利高新技术股份有限公司等多家炼油化工企业,建有国内规模zui大的甲乙酮生产装置和西北地区zui大的无纺布生产基地,所以说独山子是当之无愧的“石油化工之城”

近年来,随着独山子经济快速增长,空气质量状况逐渐不容乐观,有机挥发性气体浓度居高不下,在城区厂界附近,偶尔有刺激性气味,2017年4月26日,独山子区政府在文化中心召开环境保护专题会议。之后区领导就认真抓好环保各项工作提出具体要求,针对 VOCs排放问题加大工作力度,加快VOCs治理项目的实施进度,确保项目按期完成。

二、执行标准

本系统的设计、制造、验收规范主要按下列标准和技术规范进行:

  • 《固定源废气监测技术规范》HJ/397
  • 《固定污染源烟气排放连续监测技术规范(试行)》 HJ/T75-2007
  • 《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法(试行)》HJ/T76-2007
  • 《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T 16157  
  • 《污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》HJ/T212
  • 《天津市固定污染源挥发性有机物连续监测系统安装及联网技术要求(试行)》
  • 污染源在线自动监控(检测)数据采集传输仪技术要求HJ477
  • 《天津市工业企业挥发性有机物排放控制标准》DB12/524
  • 固定污染源废气挥发性有机物的采样气袋法 HJ732
  • 建筑物防雷设计规范 GB50057
  • 钢结构施工质量验收规范 GB50205
  • 自动化仪表工程施工及质量验收规范GB50093
  • 电气装置安装工程电缆线路及验收规范 GB50168
  • 外壳防护等级(IP代码)GB4208
  • 标牌 GB13306
  • 工业过程控制分析小屋的安全GB29812
  • 爆炸物环境 GB3836
  • 《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法》HJ/T38-1999
  • 《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T16157-1996
  • 《空气质量甲苯、二甲苯、苯乙烯的测定气相色谱法》GB/T 14677
  • 《环境空气苯系物的测定固定吸附/热脱附~气相色谱法》HJ 5832010
  • 《中华人民共和国国家标准恶臭污染物排放标准》GB 14554-93
  • 《固定污染源废气检测技术规范》HJ/T 397
  • 《大气污染物无组织排放监测技术指导》HJH/T
  • 《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996

 

三、固定式VOC排放检测设计方案

本方案的建设目标是利用我公司成熟的气体检测仪器,对VOC气体进行实时监控。系统除了满足目前气体浓度监测监控要求外,还可以实现预警预报功能,一旦全部系统完善,将形成实验室内VOC气体的监测、监控、预警、预报体系,以信息化推动厂区有害气体监控业务与应急响应水平,全面提升安全生产与突发事故的应急处理能力。

在用户指定监测地点安装固定式VOCs检测仪 VOCs检测仪采用一体化结构设计,性能优良,防护等级高,结构紧凑,运输、安装方便。如果需要可安装采样预处理系统能够有效的去除多种干扰因素,保证检测仪的正常检测不够干扰。

四、产品简介

4.1 VOC(PID)检测器原理简介

传统的VOC气体检测仪,一般采用催化燃烧的传感器进行检测,此类传感器对碳5以上的气体反应较缓慢,且容易造成传感器中毒,而PID检测器则很好的解决了此类问题,反应快速,不存在中毒现象。因此,PID检测器可以作为低至PPB级别的VOC气体检测仪。

PID是一种光离子化检测器,主要用来检测浓度在1ppb-15000ppm数量级的低浓度挥发性有机化合物和其它的有毒气体PID是一个高度灵敏、适用范围广泛的检测器

PID使用了一个紫外灯(UV)光源将有机物分子电离成可被检测器检测到的正负离子(离子化)。检测器捕捉到离子化了的气体的正负电荷并将其转化为电流信号实现气体浓度的测量。当待测气体吸收高能量的紫外光时,气体分子受紫外光的激发暂时失去电子成为带正电荷的离子。气体离子在检测器的电极上被检测后,很快与电子结合重新组成原来的气体和蒸气分子。PID是一种非破坏性检测器,它不会”燃烧”或永久性改变待测气体分子,经过PID检测的气体仍可被收集做进一步的测定。

    

理论上,所有的化学物质都能被离子化,但是它们被电离所需要的能量是不同的。能够转移一个电子和电离一个化合物的能量叫电离能,用电子伏特(eV)作为计量单位。紫外灯所发出的能量也可以用电子伏特来计量。如果某种气体的电离能低于灯发出的能量那么这种气体将被电离。可以被PID检测的zui主要的气体或挥发物是大量的含碳原子的有机化合物(VOC)。包括:

芳香类:含有苯环的系列化合物,比如:苯、甲苯、乙苯、二甲苯等;

• 酮类和醛类:含有C=O键的化合物。比如:丙酮、丁酮、甲醛、乙醛等;

• 胺类和氨基化合物:含N的碳氢化合物。比如:二乙胺等;

• 卤代烃类:如三氯乙烯(TCE)、全氯乙烯(PCE)等;

• 含硫有机物:甲硫醇、硫化物等;

• 不饱和烃类:丁二烯、异丁烯等;

• 饱和烃类:丁烷、辛烷等;

• 醇类:异丙醇(IPA)、乙醇等。

除了上述有机物,PID还可以测量一些不含碳的无机化合物气体,如:

氨;

•半导体气体:AsH3(砷烷)、PH₃(磷烷)等;

•硫化氢;

•氮氧化物;

•溴和碘;

 

介于本次项目要求安装的VOCS监测设备有的防爆要求,本公司ZWIN-PVOC06是一款具有隔爆型主机及本安型传感器、固定安装方式的有机气体检测仪。ZWIN-PVOC08是一款轻巧便捷及本安型传感器、固定安装方式的有机气体检测仪ZWIN-PVOC06可广泛应用于石油、石化、冶金、化工、环保、造纸、印染、工厂厂区内;而ZWIN-PVOC08则广泛用于厂界居民区,石化城市等工况环境较为平稳安全的地方。

4.2 ZWIN-PVOC06产品介绍

 

ZWIN-PVOC06

 

产品特点:

引领全球PID发展趋势
采用自主研发的、拥有多项国际的第三代本安型PID传感器,响应时间更快,抗湿性能更强,测量范围业界zui大;无需工具可实现传感器互换,支持离线标定
自清洗技术
确保仪表的长期稳定工作,延长传感器使用寿命
独有的泵吸式采样
内置强力采样泵,监测范围大,响应、恢复时间短,使仪器具有敏锐嗅觉
超宽测量范围,量程自由设定
测量精度达到ppb级
3G开放式气路结构
使检测范围扩大2倍,响应时间加快10s,免维护时间有效延长
智能的温度和零点补偿算法
使仪器表现出更加优良的性能
可检测数千种气体
广谱性检测,内置气体库,方便用户选择
多种信号输出
可微调标准4~20mA(三线制)、RS485 Modbus、三级开关量输出(常开/常闭可选)
友好的人机操作界面
超大点阵LCD液晶显示,支持中英文界面
免开盖,磁棒操作,单人可维护
本地报警指示,一体化声光报警器(选配)
不锈钢外壳
可应用于极其复杂、恶劣的工况环境
国际化认证
通过ATEX、UL、CSA等认证,具有国际化高端品质

 

ZWIN-PVOC06 检测仪技术参数

基本参数

工作原理

PID 光离子化

传感器

采样方式

智能数字传感器

泵吸式

工作电源

1028VDC,  24V 时zui大工作电流 210mA

功率

5W

输出信号

420mA 、三级可编程报警继电器 30VDC

2A

RS485 通讯(支持 MODBUS

防护等级

IP65

电器接口

3/4″ NPT M

安装方式

2″立管/壁挂安装

用户操作

三键式磁棒外部调节、设置

标定

两点标定

环境参数

环境温度

-20+55(变送器)

-40+55(传感器)

环境湿度

095% RH (无冷凝)

环境压力

86106KPa

显示

显示方式

128×64 点阵液晶,支持图文显示

外形

外形尺寸

257×201×107mm (HWD)

外壳材质

不锈钢

外壳颜色

金属原色

重量

3.5 kg

防爆参数

Um28VDC(输入电源)

4.3 ZWIN-PVOC08产品介绍

 

产品特点:

引领全球PID发展趋势

采用自主研发的、拥有多项国际的第三代本安型PID传感器,响应时间快,

扩散式采样

开放式气路结构

超宽测量范围,量程自由设定
测量精度达到ppb级
使检测范围扩大2倍,响应时间加快10s,免维护时间有效延长
智能的温度和零点补偿算法
使仪器表现出更加优良的性能
可检测数千种气体
广谱性检测,内置气体库,方便用户选择
多种信号输出
可微调标准4~20mA(三线制)、RS485 Modbus、三级开关量输出(常开/常闭可选)
友好的人机操作界面
7寸液晶显示,支持触屏操作
本地报警指示,一体化声光报警器(选配)

 

ZWIN-PVOC08 检测仪技术参数

 

 

 

 

 

 

 

4.4气象监测单元

                    

风速风向大气压传感器实物图

ZWIN-YC08-W气象风向传感器(变送器)内部采用高精度磁敏感应芯片,并选用低惯性轻金属风向标响应风向,动态特征性好。

ZWIN-YC08-W气象风速传感器(变送器)采用传统三分杯气象风速传感器结构,风杯选用碳纤维材料,强度高,启动好,杯体内置信号处理单元能根据用户需求输出相应风速信号,可广泛应用于气象、海洋、环境、机场、港口、实验室、工农业交通等领域。

设备还具备温度、湿度、大气压等环境参数的监测,为扬尘和噪声监测数据的后期分析提供气象参数保障。

 

风速

风向

温度

湿度

大气压

测量范围

0~45m/s

0~360°

-40~60

0~100%

10~1100hPa

准确度

(0.3+0.03V)m/s

±3°

±0.5

±3%

±0.3hPa

启动速度

≤0.5m/s

≤0.5m/s

___

___

___

供电方式

DC12V

DC12V

DC12V

DC12V

DC12V

输出形式

RS485

RS485

RS485

RS485

RS485

仪器线长

标配5m

标配5m

标配0.5m

标配0.5m

标配0.5m

负载能力

电流型输出阻抗≤600Ω

电压型输出阻抗≥1KΩ

电流型输出阻抗≤250Ω

电压型输出阻抗≥1KΩ

___

___

电流型输出阻抗≤300Ω

电压型输出阻抗≥1KΩ

工作环境

温度-40~50

湿度≤100%RH

温度-40~50

湿度≤100%RH

温度-40~120

湿度0%RH~100%RH

温度-50~80

湿度≤100%RH

防护等级

IP45

IP45

IP65

IP65

IP45

线缆等级

额定电压300V

温度等级:80

额定电压300V

温度等级:80

___

___

额定电压300V

温度等级80

产品功耗

50mW

5.5mW

0.4W

0.4W

50mW

五、方案的实际安装工程步骤

采用固定式VOC排放检测方案,实际现场安装时需要以下安装步骤:

1.选择需要检测的排放点在其附近选择进行打孔壁挂式安装或者立管安装VOC检测仪,ZWIN-PVOC06通过管路将所需测量气体引到VOC检测仪中。 ZWIN-PVOC08只需安装到固定位置即可。                                                      

2.仪器通电测试(前期工厂内部先把电线等设备引好以用于此方案的实施)

六、后期维护成本

采用固定式VOC检测方案,在后期的使用过程中,用户只需要定期的更换水阱过滤器,PID传感器的正常使用寿命可以达到3-5年,甚至更长时间。在使用过程中如果某一台检测设备出现故障,请及时的返回厂家进行维护。

在后期的定期维护中,用户可以自行对仪器进行校准操作,在某些不便于操作的场所,用户可以将ZWIN-PVOC06检测仪带回实验室再进行维护,不需要采用什么特殊的工具就可以完成上述工作。

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