多氣體邊界監控系統（ZWIN Site06）

天津智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司

2016年8月

目錄

一．背景介紹 1

    1. 項目背景 1

2. 建設依據 1

        2.1相關(guān)政策、規劃和工作意見(jiàn) 1

2.2相關(guān)技術(shù)標準規范 2

二．概述 3

三．VOC在線(xiàn)監測管理系統建設 4

1. 系統概況 4

2.功能特點(diǎn) 6

2.1實(shí)時(shí)數據入庫系統 6

2.2數據存儲系統 7

2.3實(shí)時(shí)預警系統 7

2.4數據查詢(xún)分析應用系統 7

2.5數據管理系統 8

2.6數據接口 9

2.7監測設備自動(dòng)校準 9

3.布點(diǎn)方案 9

4.系統優(yōu)勢 10

5.項目效益 10

附錄

（一）技術(shù)參數 11

（二）傳感器參數* 12

（三）外形 12

（四）VOCS在線(xiàn)監測系統(FID)主要參數 13

一．背景介紹

1.項目背景

隨著(zhù)經(jīng)濟的快速發(fā)展，污染源的種類(lèi)日益增多，特別是化工區、工業(yè)集中區及周邊環(huán)境，污染方式與生態(tài)破壞類(lèi)型日趨復雜，環(huán)境污染負荷逐漸增加，環(huán)境污染事故時(shí)有發(fā)生。同時(shí)，隨著(zhù)公眾環(huán)境意識逐漸增強，各類(lèi)環(huán)境污染投訴糾紛日益頻繁，因此對環(huán)境監測的種類(lèi)、要求越來(lái)越高。

在“十二五”期間，政府著(zhù)力打造以空氣環(huán)境監測，水質(zhì)監測，污染源監測為主體的國家環(huán)境監測網(wǎng)絡(luò )，形成了我國環(huán)境監測的基本框架。“十三五”規劃建議中已經(jīng)明確“以提高環(huán)境質(zhì)量為核心”，從目前環(huán)保部力推的“氣，水，土三大戰役”的初步效果來(lái)看，下一步對于環(huán)境質(zhì)量的改善則是對于現有治理設施和治理手段的檢驗。而對于三個(gè)領(lǐng)域治理效果的檢驗，依賴(lài)于全面有效的環(huán)境監測網(wǎng)絡(luò )。

國務(wù)院印發(fā)的《生態(tài)環(huán)境監測網(wǎng)絡(luò )建設方案的通知》提出建設主要目標：到2020年，全國生態(tài)環(huán)境監測網(wǎng)絡(luò )基本實(shí)現環(huán)境質(zhì)量、重點(diǎn)污染源、生態(tài)狀況監測全覆蓋，各級各類(lèi)監測數據系統互聯(lián)共享，監測預報預警、信息化能力和保障水平明顯提升，監測與監管協(xié)同聯(lián)動(dòng)，初步建成陸海統籌、天地一體、上下協(xié)同、信息共享的生態(tài)環(huán)境監測網(wǎng)絡(luò )。

2.建設依據

       2.1相關(guān)政策、規劃和工作意見(jiàn)

《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)國家環(huán)境保護“十二五”規劃的通知》（國發(fā)〔2011〕42號）
《國務(wù)院關(guān)于加強環(huán)境保護重點(diǎn)工作的意見(jiàn)》（國發(fā)〔2011〕35號）
《大氣污染防治行動(dòng)計劃》（國發(fā)〔2013〕37號）
《環(huán)境保護部 國家發(fā)展改革委 財政部關(guān)于印發(fā)國家環(huán)境監管能力建設“十二五”規劃的通知》（環(huán)發(fā)〔2013〕61號）
《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)應急體系重點(diǎn)項目建設的實(shí)施意見(jiàn)》（國辦函〔2013〕3

號）
《關(guān)于印發(fā)<化學(xué)品環(huán)境風(fēng)險防控“十二五”規劃>的通知》（環(huán)發(fā)〔2013〕20號）
《國家環(huán)境監測“十二五”規劃》（環(huán)發(fā)〔2011〕112號）
《環(huán)境保護部關(guān)于印發(fā)<*進(jìn)的環(huán)境監測預警體系建設綱要（2010-2020）>的通知》（環(huán)發(fā)〔2009〕156號）
《環(huán)境保護部關(guān)于加強化工園區環(huán)境保護工作的意見(jiàn)》（環(huán)發(fā)〔2012〕54號）
《關(guān)于印發(fā)<全國環(huán)保部門(mén)環(huán)境應急能力建設標準>的通知》（環(huán)發(fā)〔2010〕146號）
《環(huán)境保護部關(guān)于加強環(huán)境應急管理工作的意見(jiàn)》（環(huán)發(fā)〔2009〕130號）
《環(huán)境保護部關(guān)于印發(fā)<2013年全國環(huán)境應急管理工作要點(diǎn)>的通知》（環(huán)辦〔2013〕10號）
《中央財政主要污染物減排專(zhuān)項資金管理暫行辦法》（財建〔2007〕67號）
《中央財政主要污染物減排專(zhuān)項資金項目管理暫行辦法》（環(huán)發(fā)〔2007〕67號）

2.2相關(guān)技術(shù)標準規范

《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準》(DB12/524-2014)
《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）
《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）
《環(huán)境空氣質(zhì)量監測規范》（試行）（總局公告2007年第4號）
《污染源自動(dòng)監控管理辦法》（總局令第28號）
《固定污染源煙氣排放連續監測技術(shù)規范》（HJ/T 75-2007）
《固定污染源監測質(zhì)量保證與質(zhì)量控制技術(shù)規范》（HJ/T 373-2007）
《固定源廢氣監測技術(shù)規范》（HJ/T 397-2007）
《大氣污染物無(wú)組織排放監測技術(shù)導則》（HJ/T 55-2000）
《環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監測技術(shù)規范》（HJ/T 193-2005）
《環(huán)境空氣質(zhì)量手工監測技術(shù)規范》（HJ/T 194-2005）
《環(huán)境監測質(zhì)量管理技術(shù)導則》（HJ 630-2011）
《突發(fā)環(huán)境事件應急監測技術(shù)規范》（HJ 589-2010）
《污染源在線(xiàn)自動(dòng)監控（監測）系統數據傳輸標準》（HJ/T 212-2005）
《污染源在線(xiàn)自動(dòng)監控監測數據采集傳輸儀技術(shù)要求》（HJ 477-2009）
《固定污染源排放煙氣連續監測系統技術(shù)要求及檢測方法》（HJ/T 76-2007）
《環(huán)境信息術(shù)語(yǔ)》（HJ/T 416-2007）
《環(huán)境信息分類(lèi)與代碼》（HJ/T 417-2007）
《環(huán)境數據庫設計與運行管理規范》（HJ/T 419-2007）

二．概述

近幾年，隨著(zhù)我國工業(yè)化的快速發(fā)展，“中國制造”走向了，但是同時(shí)也對周邊環(huán)境和居民造成了嚴重影響，危險氣體泄露、廢氣偷排等造成的重大污染事件也越來(lái)越多。如何在保持經(jīng)濟高速發(fā)展的同時(shí)，有效的防止工業(yè)區對環(huán)境和居民的危害已成為各級政府部門(mén)日益重視的工作內容。

根據工業(yè)區分布范圍廣以及邊界范圍較大的特點(diǎn)，對整個(gè)的工業(yè)區的危險氣體對周邊環(huán)境及居民的污染情況無(wú)法實(shí)時(shí)掌握導致監督不到位、安全隱患無(wú)法及時(shí)發(fā)現等特點(diǎn)，利用高科技智能化“多氣體邊界監控系統”的遠距離、大范圍、24小時(shí)不間斷監控的特點(diǎn)，即可實(shí)現對整個(gè)工業(yè)區的氣體安全監控。

本系統是特別針對工業(yè)區的邊界危害氣體監控需求而開(kāi)發(fā)，可實(shí)現工業(yè)區多氣體邊界監控、保護、管理的需要，采用*進(jìn)的氣體檢測傳感器和無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，以及*進(jìn)的計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，整合了氣體傳感技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)、計算機處理技術(shù)等，通過(guò)該系統可以使用戶(hù)充分利用現有傳輸資源，是一套構架簡(jiǎn)單而方便的無(wú)線(xiàn)監控系統。

多氣體邊界監控儀采用催化燃燒（LEL）、電化學(xué)（EC）、光離子化（PID）等氣體傳感技術(shù)對監控點(diǎn)的可燃氣體、有危險氣體、有機揮發(fā)物氣體等有害氣體進(jìn)行檢測；通過(guò)溫濕度傳感器檢測監控點(diǎn)的溫濕度；對監控點(diǎn)的危害因素進(jìn)行*的監控。同時(shí)，數據采集及輸出系統提供了多組模擬信號、數字信號和開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口，實(shí)現監控數據的采集、處理、傳輸、控制外部設備等功能，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸的方式，遠程掌握實(shí)時(shí)的監控數據。

本系統是功能齊全，整體水平zui高的多氣體在線(xiàn)監控系統。主要由以下幾個(gè)子系統組成：

(1)有害氣體監測子系統，包括氣體除塵、除水預處理及多氣體檢測儀；

(2)溫濕度監測子系統；

多氣體邊界監控系統主要特點(diǎn)：

(1)可同時(shí)檢測多種氣體，*各環(huán)境所要求的危險物質(zhì)的監測要求，讓有危險有害氣體無(wú)處可藏。

(2)可根據化工園區不同企業(yè)的監控有害氣體的種類(lèi)不同，對“ZWIN Site06監測子站”靈活配備不同傳感器種類(lèi)，傳感器都選用國外*傳感器。

(3)超過(guò)30種智能傳感器，包括PID傳感器、電化學(xué)危險氣和氧氣傳感器等。

(4)通訊接口：采用無(wú)線(xiàn)傳輸模塊或GPRS模塊，信號穩定。主機預留RS232對外通訊接口，可連接以太網(wǎng)、光纖、3G網(wǎng)等多種通訊形式

(5)主機可檢測環(huán)境溫/濕度

(6)運行狀態(tài)穩定：主備電自動(dòng)切換，在斷電狀態(tài)下，備電啟用，保證系統正常運行。

三．VOC在線(xiàn)監測管理系統建設

1.系統概況

根據調研大部分企業(yè)具備簡(jiǎn)單治理技術(shù)，即將生產(chǎn)車(chē)間內生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的VOCs污染物通過(guò)管道集氣罩收集后通過(guò)活性炭吸附裝置處理以后進(jìn)行排放，但園區內存在著(zhù)有組織排放超標和無(wú)組織排放的問(wèn)題，為督促企業(yè)改進(jìn)生產(chǎn)工藝和治理裝置，減少無(wú)組織排放，建議園區部署網(wǎng)格化區域監控系統。

系統部署可提高各工業(yè)工園區污染源準確定位能力，同時(shí)快速直觀(guān)的分析出污染源周邊的相關(guān)信息，通過(guò)整合各類(lèi)地理信息資源和環(huán)境保護業(yè)務(wù)資源，建立統一的環(huán)境信息資源數據庫，將空間數據與動(dòng)態(tài)監測數據、動(dòng)態(tài)監管數據、政策法規數據等業(yè)務(wù)數據進(jìn)行無(wú)縫銜接。為管理者提供直觀(guān)、高效、便捷的管理手段，提高環(huán)保業(yè)務(wù)管理能力，綜合管理與分析的決策能力。同時(shí)根據業(yè)務(wù)應用的不同，對數據進(jìn)行橫向的層次劃分，通過(guò)應用人員層次的不同，對數據進(jìn)行縱向的層次劃分，明晰信息的脈絡(luò )，方便數據的管理。

zui方便和zui常見(jiàn)的方法是根據沸點(diǎn)來(lái)界定哪些物質(zhì)屬于VOC，而zui普遍的共識認為VOC是指那些沸點(diǎn)等于或低于250℃的化學(xué)物質(zhì)。所以沸點(diǎn)超過(guò)250℃的物質(zhì)不歸入VOC的范疇，往往被稱(chēng)為增塑劑（塑化劑）。

在室外，VOC主要來(lái)自燃料燃燒和交通運輸；而在室內則主要來(lái)自于燃煤和天然氣等燃燒產(chǎn)物、吸煙、采暖和烹調等的煙霧，建筑和裝飾材料，家具，家用電器，清潔劑和人體本身的排放等。

室內VOC的來(lái)源包括以下方面：

1.有機溶液，如油漆、含水涂料、粘合劑、化妝品、洗滌劑、捻縫膠等；

2.建筑材料，如人造板、泡沫隔熱材料、塑料板材等；

3.室內裝飾材料，如壁紙、其他裝飾品等；

4.纖維材料，如地毯、掛毯和化纖窗簾；

5.辦公用品，如油墨、復印機、打印機等；

6.設計和使用不當的通風(fēng)系統等；

7.家用燃料和煙葉的不*燃燒；

根據污染物來(lái)源建立工業(yè)園區的網(wǎng)格化監控系統，區域網(wǎng)格化監控系統采用單元網(wǎng)格管理法的方式，按照“網(wǎng)定格、格定責、責定人”的理念，建立“橫向到邊、縱向到底”的區域網(wǎng)格化監控平臺，應用、整合多項智慧環(huán)保技術(shù)，在全面掌握、分析污染源排放、氣象因素的基礎之上，采用基于高斯算法模型進(jìn)行開(kāi)發(fā)。實(shí)時(shí)統計各廠(chǎng)區、監測點(diǎn)的監測設備數據，并根據各監測點(diǎn)的排放情況及其氣象條件，來(lái)分析與推測區域內整體的排放情況。實(shí)現對VOCs排放區域整體監控，污染物擴散趨勢推算，排放源解析等功能，同時(shí)結合物聯(lián)網(wǎng)、智能采集系統、地理信息系統、動(dòng)態(tài)圖表系統等*進(jìn)技術(shù)，整合、共享、開(kāi)發(fā)，建立全面化、精細化、信息化、智能化的區域在線(xiàn)監測平臺，實(shí)現對控制污染源無(wú)組織排放，減少大氣污染等綜合管理，為制定節能減排方案提供可靠的數據信息和科學(xué)的輔助管理決策。

2.功能特點(diǎn)

2.1實(shí)時(shí)數據入庫系統

實(shí)時(shí)數據入庫系統主要實(shí)現園區企業(yè)內所有VOCs監測點(diǎn)產(chǎn)生的測量數據實(shí)時(shí)存到監測平臺數據存儲中心，可以對接不同類(lèi)型的監測因子。

2.2數據存儲系統

原始監測數據，將全部存儲在監測平臺分布式文件系統，用于存儲海量的非結構化數據。為了滿(mǎn)足和適應數據量、數據特征和查詢(xún)處理的不同需求，部分存儲于關(guān)系型數據庫中。

2.3實(shí)時(shí)預警系統

對監測指標設置對應的閥值，超過(guò)該值超過(guò)一分鐘在*時(shí)間通過(guò)郵件，App推送，或者短信等形式通知行政執法人員，給管理部門(mén)迅速出動(dòng)，及時(shí)阻止破壞環(huán)境保護的行為。

2.4數據查詢(xún)分析應用系統

VOCs數據查詢(xún)分析應用提供包括實(shí)時(shí)監控數據分析、總量核算、源解析及源強計算、區域排放監測與預警、污染源擴散預測及分析等，同時(shí)可查看歷史記錄和分析數據等功能。VOCs歷史數據查詢(xún)處理時(shí)，由于數據量巨大，需要調度使用云計算技術(shù)管理多臺服務(wù)器節點(diǎn)進(jìn)行并行處理。

2.5數據管理系統

在實(shí)際使用中，可能用戶(hù)會(huì )對某一時(shí)間段或者類(lèi)型的數據特別關(guān)心，就可以通過(guò)數據管理系統查詢(xún)并導出這部分數據以供使用。

2.6數據接口

系統提供Web Service和Json格式數據接口，供外部系統調用系統數據，方便和第三方平臺對接。

2.7監測設備自動(dòng)校準

采用物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)，建立監測數據的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型，實(shí)現監測設備的自動(dòng)校準，降低設備運維費用，提高數據的準確性。

3.布點(diǎn)方案

根據區域內有危險有害氣體分布及特性、環(huán)境敏感區分布、主導風(fēng)向等因素，結合園區原有監測站的建設情況，識別出大氣突發(fā)環(huán)境事件重點(diǎn)擴散途徑，統籌園區VOCs及惡臭自動(dòng)監測站建設。

在綜合考慮區域的重要性，大氣污染物的污染程度、工業(yè)化發(fā)展水平的高低的基礎上，對所在區域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，在網(wǎng)格的交點(diǎn)處或中心點(diǎn)設立監測點(diǎn)位，利用分布式冗余節點(diǎn)判斷算法，去除傳感器冗余節點(diǎn)，從而降低計算復雜度，通信開(kāi)銷(xiāo)及設備成本。同時(shí)能夠準確判斷監測數據的有效性和精確性，能夠繪制該區域不同時(shí)段污染物的擴散趨勢，有利于對污染物控制進(jìn)行科學(xué)決策。每個(gè)測試點(diǎn)位，都包含甲烷、總烴、非甲烷總烴、苯、甲苯、二甲苯六項指標的實(shí)時(shí)監測。

4.系統優(yōu)勢

1) 標準的技術(shù)路線(xiàn)：根據國家相關(guān)標準要求提供完整的配置系統；

2) 靈活的方案配置：可根據需求擴展出多種解決方案；

3) 優(yōu)質(zhì)的軟件平臺：通過(guò)中心端軟件平臺，實(shí)現多站點(diǎn)數據集成、分析、上報和發(fā)布。

4) 科學(xué)的算法技術(shù)：采用高斯煙羽模型，分布式冗余節點(diǎn)判斷算法實(shí)現對VOCs排放區域布點(diǎn)、整體監控，污染物擴散趨勢推算，VOCs排放源解析等功能。

5) 精確的監測數據：可同時(shí)監測多種污染氣體，具有很高的時(shí)間、空間分辨能力和探測靈敏度；

6) 低廉的運行成本：可實(shí)時(shí)、連續、長(cháng)期運行，操作簡(jiǎn)單，維護方便，運行成本低；

7) *進(jìn)的配套軟件：采用數據采集、分析及可視化軟件，大大提高監測效率。

8) 多方位的監控方式：由“點(diǎn)源污染防治”向“點(diǎn)面區三位一體污染聯(lián)防”轉變，掌握各企業(yè)污染物的排放情況、園區整體空氣質(zhì)量及其它變化趨勢

5.項目效益

園區大氣污染環(huán)境預警綜合管理系統試點(diǎn)項目的建設，將極大地提高化工園區的風(fēng)險監控、快速預警和應急響應能力，有效保障區域生態(tài)環(huán)境安全和人民群眾生命財產(chǎn)安全，促進(jìn)園區實(shí)現安全、穩定、集約、高效的發(fā)展目標，同時(shí)，也將產(chǎn)生良好的應用示范作用，為我國其它化工園區的大氣污染綜合管理預警體系建設提供經(jīng)驗。因此，項目的建設實(shí)施將產(chǎn)生巨大的社會(huì )效益。

附錄

（一）技術(shù)參數

（二）傳感器參數

（三）外形

圖一“多氣體邊界監控系統（ZWIN Site06）”外形*

*因產(chǎn)品升級導致的外形變化恕不能提前告知，實(shí)際外形以版本為準。

．ZWIN Site06固定方式變更安裝注意事項

目前ZWIN Site06安裝方式為壁掛式，詳見(jiàn)下圖。

改為立式安裝需要注意以下事項：

• 安裝高度zui高點(diǎn)超出周邊建筑物時(shí)需要考慮避雷；
• 制作支架時(shí)考慮支架的強度，保證其安裝穩固；
• 采樣口下方及周邊務(wù)必保證其無(wú)遮擋；
• 房頂安裝時(shí)，要考慮固定穩固可靠；
• 安裝前請詳細閱讀說(shuō)明書(shū)；
• 安裝完成進(jìn)行通信和氣體測量調試。

（四）VOC_S在線(xiàn)監測系統(FID)主要參數