GC-118固定污染源VOC在线监测设备

总述：北京曼德克环境科技有限公司推出的GC-118（挥发性有机物）在线监测系统，主要应用于对各种工业污染源排放有机物的实时监测。本系统可以连续监测甲烷、非甲烷总烃、总烃、烟气温度、压力、流速等相关参数，并统计排放率、排放总量等。从而对测量到的数据进行有效管理。

　　　GC-118系统具有现场数据实时传送、远程故障诊断、报表统计和图形数据分析等功能，组网灵活，运行成本低。同时，系统采用模块化结构，组合方便，并且能够完全满足与企业内部的DCS系统和环保部门数据系统通讯的要求。

　　　VOC设备适用范围：石油炼制﹑石油化学﹑喷涂行业﹑生物制药﹑皮革印染﹑油漆生产﹑电子行业﹑包装印刷等易产生挥发性有机气体排放的固定污染源企业都需要设立在线监测，废气处理达标排放，做到环境污染最小化。

定义：

VOC：是挥发性有机化合物(volatile organic compounds）的英文缩写

TVOC：世界卫生组织(WHO，1989）对总挥发性有机化合物（TVOC）的定义为，熔点低于室温而沸点在50～260℃之间的挥发性有机化合物的总称。

NMHC：中国国家标准中规定，指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物（其中主要是C2~C8)。

危害：

VOC即挥发性有机化合物，对人体健康有巨大影响。当环境中的VOC达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。

左CEMS烟气在线监测设备；右VOC挥发性有机物在线监测设备

　　　CEMS的监测原理在此不再赘述，但了解CEMS安装调试对于VOC的安装故障排除很有帮助的。

一﹑系统组成：

　　GC-118系统由VOCs监测子系统、烟气参数（温度、压力、流速）监测子系统以及数据采集与处理子系统构成。如下图所示：

　气态污染物监测子系统主要由采样探头、伴热管线、预处理单元、分析仪、电控单元组成，测量时烟气由机柜内的高温取样泵抽取，经由采样探头、伴热管线、除尘过滤器后通入分析仪进行测量。为保证测量的长期准确性，系统集成有标气和零气，定期对系统进行零点和量程标定。

　　 预处理系统全程高温伴热，使得VOCs在管路中无吸附，测量更加准确。

　　烟气参数监测子系统包括烟气温度、压力、流速的测量。烟气温度采用铂电阻温度传感器测量；烟气的压力采用采用高精度隔离膜压力传感器测量；烟气流速采用差压变送器测量，通过测量烟气流动中的全压和静压，得到烟气的流速。

　　数据采集与处理子系统由集线箱、工控机和GC-118系统监测软件构成。集线箱安装在户外的平台上，采集现场平台设备的4～20mA信号（烟气温度/压力/流速/烟尘等信号），通过内部的处理单元转换为工业现场的RS-485信号与机柜内的工控机进行通信。GC-118系统监测软件安装与工控机内，用于监测和汇总所有的气体浓度信息和工作状态信息，同时生成报表、存储数据、记录历史数据、与环保部门联网通信等功能。传输单元安装于机柜内部，将测量的参数转换成4～20mA信号送给客户的DCS系统。

　　二﹑安装

　　1﹑平台设备：采样探头（控制箱）﹑温压流﹑湿度仪﹑粉尘仪﹑配电箱

　1.1　测量因子

　烟气中的非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯；温度、压力、流速、湿度等，不同工况现场要求的不一样。

　1.2　测量方法

　烟气采样方法：完全抽取+高温法

   甲烷/非甲烷总烃/苯/甲苯/二甲苯监测方法：气相色谱法

　温度测量方法：铂电阻

　压力测量方法：压力传感器

　流速测量方法：差压法（皮托管）

1.2.1　温度、压力、流量（流速）测量仪

型号：VCEM5100（三位一体化）

制造厂家：曼德克

工作环境温度：(－30～＋60)℃

温度测量：

探头外壳材料：316L不锈钢

测量方法：铂金电阻法Pt100

测量范围： （0～300）℃

测量精度：≤±0.5%F.S

防腐措施：表面喷涂特殊防腐材料（聚四氟）

取样管长度：500 mm

输出信号型式：（4～20）mA

压力测量：

量程：（-2.5～2.5）KPa

测量方法：压力传感器

测量精度：±0.5%FS

?输出信号型式：（4～20）mA

流速测量：

皮托管材质：316L不锈钢

监测方法：差压测量法（皮托管法）

流速测量范围： （4～40）m/s（可根据买方需求定制）

最小检测流速：4m/s

测量精度：≤±5% F.S

防腐措施：表面喷涂特殊防腐材料（聚四氟）

取样管长度：500 mm

输出信号型式：（4～20）mA

1.2.2　湿度仪

皮托管材质：316L不锈钢

监测方法：阻容法

湿度测量范围： 0～40%RH（可根据买方需求定制）

测量精度：≤±2% F.S

防腐措施：表面喷涂特殊防腐材料（聚四氟）

取样管长度：500 mm

输出信号型式：（4～20）mA

度测量方法：阻容法

1.3开孔：

　　2﹑ 管线及电缆敷设 

　　现场电缆敷设方式可用走桥架或穿管方式。桥架及穿管的走向根据现场实际定，但应遵循以下原则： ① 采样管线长度尽量短，一般不要超过 80 米 , 以小于 50 米为佳； ② 采样管线走向不能出现 U 型弯，防止积水及阻塞管线； ③ 采样管线不能折死弯，大于 90 度 , 水平方向大于 15 度。弯曲半径不小于 400mm； ④ 信号电缆及通讯电缆必须带屏蔽。若为穿管，则每个烟道分成三根管分别敷设： 镀锌管 1：屏蔽电缆； 镀锌管 2：供电 / 控制电缆； 镀锌管 3：取样管； 

　　若采用桥架方式，其走向需根据现场实际确定，所有弯通等部件也是根据实际来确定，

　　电缆的长度根据现场实际定，基本跟采样管线长度一致，最终的配置以项目的 电气接口图纸为准。供货范围以技术协议要求为准。VOC 系统到 DCS 的电缆未统计在内。 

　　3﹑压缩空气管敷设 

　　现场采样探头及皮托管流量计需要压缩空气吹扫，所以现场必须提供气源。 压缩气源要求：(0.4 ～ 0.6)MPa，干净，无油。耗气量：（Max） 

　　4﹑分析小屋要求：

小屋照明：60w日光灯，开关安装在室内，照明开关带三线或二线插座。

配置1P冷暖两用空调，要求空调具有断电重启功能。配置排风扇，防止风扇与空调对流。

电气设备：在小屋内墙配置100mm×50mm的电缆桥架（门除外），小屋外配置总电源接线箱；屋内配置电源分线箱，分线箱内配置空开220V AC×40A一只、220V AC×20A两只、220V AC×10A一只，接地可靠，一般接地电阻要求≤4欧姆。

在监测房内放置仪器位置的正上方（靠近烟囱或烟道测量点的一侧）距离地面高度的2.5m处，为样气管路及电缆管路开孔，开孔尺寸为200mm×100mm，开孔数量1个；在机柜背面墙壁贴近地面底部上开一孔，规格为Ф30mm，作为废水废气排放口（可以后期安装时候制作）。

标准气瓶支架制作：由于烟气监测校准用的标气属于有毒气体，考虑到标气瓶的安全问题，为了防止标气瓶倾倒，需要制作支架来固定气瓶（可以后期安装时候制作）。

三﹑整机设备

1.1数据采集与处理子系统（监视画面）

1.2数据的存储和检索功能

硬件能存储不低于10年以上的分钟数据报表、小时数据报表、日报表、月报表、系统报警记录和系统操作记录。

能够检索任意时间点的监测数据和任意时间段的报表。

1.3.1

分析仪简介：

GC-118非甲烷总烃在线分析仪是专用于测量工业废气和环境空气中的甲烷和非甲烷总烃含量的专用分析仪器。总分析时间小于70s，量程从10～10000ppm可选，非甲烷总烃的最低检出限低于0.05ppm。

1.3.2

内部采样﹑进样﹑分离﹑闭合原理示意图

采样/分离/反吹位置分析流路图

进样闭合位置分析流路图

　　　分析结果显示在色谱图上，有两个色谱峰。第一个色谱峰是总烃，第二个是甲烷。当进样开始后，总烃峰最高点大约在十二秒左右，这个最高点出峰时间称为保留时间，保留时间是色谱理论的重要概念，是色谱仪进行定性的依据。甲烷峰稍晚，保留时间通常在三十秒左右，依实际环境和样气成分不同，稍有变化。

 典型分析谱图

　　　在连续运行时，前一个分析周期的反吹过程中，同时进行着下一个分析周期的采样。每次分析所需的时间大约在70s，用户可在软件界面中进行运行方法参数的设置来改变分析周期的大小。

1.1规格参数

量程：非甲烷总烃0～10/100/1000/10000ppm；

示值误差：±2%或0.2ppm；

电源：220Vac±5%,50Hz/60Hz；

功耗：最大功耗300W，平均功耗约150W；

尺寸：19〞标准机箱，5U；

重量：18KG。

1.3.3前后面板

1.3.6日常维护

　　　为确保仪器正常运行，本仪器应进行定期保养。仪器的易损耗部件应经常检查，并制定适当的维护计划。维护时务必关闭电源和起源。

　　　下表是仪器中的备品备件的日常维护工作与建议周期。

1.3.3故障处理

四﹑氢空一体机维护

项目            维护内容                    频率 

变色硅胶        更换                        1 个月 

加蒸馏水       添加蒸馏水                   2 个月  

 电解液       添加氢氧化 100g 溶液          6 个月