目前国内加油站的收发油多以汽油为主,受汽油等轻质油品沸点低(50~200e)、自身容易挥发等物理特性所决定,加油站烃类VOCs的产生不可避免。通常情况下,加油站正常作业的VOC主要产生于装卸和加油作业2个环节:在装卸作业中,油罐车通过输油管道向储罐内卸油,罐内液面上升,形成正压,罐内饱和油蒸气由通气管排向大气中(这一过程也称“大呼吸”);在加油作业环节中,由于加油枪与油箱口的非密接,使得大量油气从油箱口排出进入大气,此外油品在储存中,由于环境温度的变化,罐内饱和油气也存在着呼吸损失,但是这一部分的排放相对是比较少的。
根据厂界周边现场情况了解,根据主要排放污染物特征及环保部的相关监管要求,建立起符合国家及地方环保规范标准的污染源在线监测系统。对厂界气中的非甲烷总烃;气象五参数温度、气压、湿度、风向、风速进行实时在线监测,并可按当地环保部门要求提供联网监测数据,达到环境监管要求。建立符合国家及地方要求的挥发性有机物(VOCs)在线监测系统。实现对重点污染物进行在线监测。
根据调研可知,建设适用于厂界气VOCs挥发性有机物在线监测系统及相关配套设施,满足国家及地方相关法律法规,建设项目内容主要包括:
- 1. 分析站房 :分析小屋方便更换安装位置 。
- 2. 气象五参数温度、气压、湿度、风向、风速系统安装
- 3. 挥发性有机物(VOCs)在线监测系统安装,包括预处理单元、气源单元、GC-FID色谱分析仪、网络通讯单元等
- 4. 数据采集处理及传输单元:数据接入DCS,并预留环保局数据上传接口
- 5. 分析站房内电源线缆及采样管线敷设
本系统的设计、制造、验收规范依据下列标准和技术规范进行。
- Ø HJ/T193-2005《环境空气质量自动监测系统技术规范》
- Ø HJ654-2013《环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统技术要求及检测方法》
- Ø HJ604-2017《环境空气总烃直接进样》
-
Ø GB 3095—2012《环境空气质量标准》
- Ø GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》
- Ø HJ/T 212-2005 《污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》
- Ø HJ 477-2009 《污染源在线自动监控(监测)数据采集仪技术要求》
-
Ø GB 12519-2010 《分析仪器通用技术条件》
- Ø GB 29812-2013 《工业过程控制 分析小屋的安全》
- Ø GB 16655工业自动化系统、集成制造系统安全的基本要求
- Ø 客户提供的相关文件和资料,以及其他有关设计规范及设计手册。
序号 |
系统 |
监测项目 |
测量方法 |
1 |
挥发性有机物VOCs在线监测系统 |
甲烷、非甲烷总烃、总烃 |
GC-FID |
3 |
风速、风向 |
超声波 |
|
4 |
温度 |
铂电阻 |
|
5 |
湿度 |
电容式 |
|
6 |
大气压
|
压阻式压力传感器 |
产品稳定性和可靠性
- Ø 系统具有预处理和反吹功能。预处理系统可对样气进行多级过滤,反吹具有自动和手动反吹两种模式。
- Ø 抽取式采样方式,伴热温度可调,系统自采样探头至分析仪器全程高温伴热,温度不低于120℃,全气体流路无冷凝。
- Ø 系统采用精密稳压技术控制载气、空气和氢气流量,精度高,重复性好;
- Ø 系统具有故障自检功能,自动识别系统故障信息并储存记录。
- Ø 系统具有完善的报警功能,包括超温报警功能、主要部件故障警报功能。
- Ø 系统具有载气流量不足报警功能,当载气量不足时,系统自动停止运行。
- Ø 系统具有自动点火功能。系统受外界影响或短暂跳闸等情况发生程序中断,电力恢复后系统可实现自动启动,自动点火,自动恢复运行状态。
- Ø 系统具有火焰熄灭自动检测功能,火焰熄灭自动切断氢气。
- Ø 系统具有自动或手动校准功能。系统全程校准从探头开始,对整个系统气路校准。
- Ø 自主研发数据采集和分析软件,可根据企业用户需要进行针对性调整
- Ø 系统可记录、存储、显示查询、导出、传输打印任意时段的报表。
- Ø 数据采集设备具备在线诊断功能,检查设备运行状态,包括系统通讯状态、仪器通讯状态、平台通讯数据、配置情况、软件运行状态等。
系统方案组成 1系统组成
按照环保物联网的三层网络架构,特征污染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,系统拓扑图如图所示。
图在线监测系统拓扑图
(1)现场端建设
现场端建设内容包括采样系统、VOCs监测主机系统、气象五参数、以及数据采集传输单元。
采样系统:一体化采样探头,主要由空气过滤器、采样杆及防雨罩组成。
VOCs主机监测系统:包括预处理单元、VOCs在线气相色谱仪、工控子站及软件、气源装置(高纯氮气、氢气发生器、零气发生器)及机柜,实现对VOCs气体的组分分析与监测。测量时,样气由机柜内的采样泵抽取,经由采样探头、高温伴热管线、预处理系统,除尘后通入VOCs在线气相色谱仪进行测量。经工控子站进行数据分析处理后,算出监测浓度、排放量等数值。可通过17寸液晶显示屏展示实时监测数据、查询历史测量记录、生成报表等。
数据采集、采集传输单元:通过RS232/485接口与VOCs监测主机对接进行数据采集,按照HJ/T212-2005通讯协议进行测量数据的本地处理及存储,通过GPRS/CDMA/3G/4G或有线等传输网络将现场监测数据实时接入DCS、当地环保部门。可显示实时、分钟、小时、日、月全部数据,数据采集率在95%以上。当浓度、排放速率超过排放标准时,系统界面显示超标报警信息并记录状态,数据可提取并打印。
(2)传输网络建设
数据传输网络:支持GPRS/CDMA/3G/4G或有线等传输网络,支持专网传输。
2系统运行环境CMS-6000型挥发性有机物VOCs在线监测系统可以在恶劣的环境下长期安全运行,系统运行满足以下条件:
- Ø 供电电压:220(±20%) V AC/(50-60) Hz
- Ø 湿度:(0-85%)RH
- Ø 气压:(86~106)kPa
- Ø 所有设备的总用电量(kW):主机柜功率≤2 kW,伴热管功率为38W/m
- Ø 在环境温度为(15~35)℃,相对湿度≤85% RH条件下,系统电源端子对地或机壳的绝缘电阻不小于20MΩ。系统在1500V(有效值)、50Hz正弦波实验电压下持续1min,不应出现击穿或飞弧现象。
- Ø 系统具有漏电保护装置,具备良好的接地措施,防止雷击等对系统造成损坏。
性能和设计数据 |
单位 |
数据 |
1.系统数据 |
||
—机柜环境温度(室内) |
℃ |
0~40 |
—机柜环境湿度 |
%RH |
20~90 |
—机柜环境压力 |
Kpa |
90~105 |
2.VOCs在线气相色谱仪 |
||
—检测器 |
|
FID |
—量程 |
ppm |
0-10/0~100/0~1000/0~10000可选 |
—检出限 |
mg/m3 |
<0.05非甲烷总烃(以碳计) <0.1苯系物(以碳计) |
—示值误差 |
%F.S. |
≤±2 |
—重现性 |
% |
<2 |
—分析周期 |
min |
≤1min(非甲烷总烃) ≤5min(苯系物) |
—载气流速稳定性 |
% |
≤1.0 |
—零点漂移 |
% |
≤±1 |
—量程漂移 |
% |
≤±1 |
—维护周期 |
h |
≥168 |
3.气象参数 |
||
3.1风 速 |
||
—测量范围 |
m/s |
0~50 |
—测量精度 |
m/s |
±1.0 |
3.2风 向 |
||
—测量范围 |
° |
0~359° |
—测量精度 |
° |
±5° |
3.3温 度 |
||
—测量范围 |
℃ |
-20~+50℃ |
—测量精度 |
℃ |
±0.5℃ |
4.湿 度 |
||
—测量范围 |
%RH |
0~100%RH |
—测量精度 |
%RH |
±3%RH |
5.大气压 |
||
—测量范围 |
hpa |
10~1100 hpa |
—测量精度 |
hpa |
±1.0 hpa |
其他技术指标
- 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 实时测量浓度直接在显示屏上显示,并自动计算小时平均、日平均、月平均值,可以储存监测的历史数据(包括设定5分钟数据、小时数据、日平均、月平均值)。
加油站厂界挥发性有机物VOCs在线监测系统
加油站厂界挥发性有机物VOCs在线监测系统