空气质量连续监测系统现场安装改进.doc

题目：空气质量连续监测系统的现场安装改进内容提要：安装过程中采取了一系列的防水、除湿和加热保温措施，解决了现场采样管路冷凝水的问题，提高了仪器运行可靠性。主题词：安装 防水 除湿 加热保温 正文内容：一、 引言 近几年国家环保总局对各城市的空气质量作为重点来抓，并对城市进行环评，还与政府的政绩挂钩，大中城市建议安装45套空气质量连续监测系统，小城市和重点县级市安装2套监测系统。为此我公司为适应和扩大市场，考察了国内外同类产品和市场，决定同日本的知名企业HORIBA合作，主要监测单元采用原装进口，其他配套设备自行研发，这样不但降低了整体的价格，符合了中国市场需求，仪器的可靠性和精确度也得到了保证，还缩短了开发周期，抢先占领了市场，现在我公司已在许多城市安装了该系统，在同行业达到了领先地位。二、空气质量自动连续监测系统的基本配置如下：1、大气污染监测仪：可测量SO2、NOX （NO、NO2）、CO、O3、THC、H2S/NH3、TSP/PM10等，可按用户需要配置，全部由日本HORIBA公司制造。 2、现场校准系统，由多种标准气体、零气发生器、动态校准仪构成。 3、采样系统，使用双层套管的不锈钢管。安全电压加热，样气滞留时间小于20秒，高度可根据用户现场需要定制。 4、数据采集系统，可实现数据采集、AD转换、与中心站进行数据通讯和自动校对时钟，可形成符合国家要求的各类报表（WORD或EXCEL等格式），5、气象仪器，气象传感器是高精度、坚固耐用的工业级传感器，可以用于监测、报警和报告。安装则需将气象支杆架设在屋顶上，用紧固绳固定。此时在屋顶上还需打一孔将气象传感器电缆引入站房，并在屋面作防水处理。6、中心站及软件，主要用于远程控制、远程调取子站的各项数据及文档信息，并处理相关数据，生成各种报表及报表文件，打印报表等。 三、空气质量自动连续监测系统现场要求安装在房屋顶部，整体示意图如下，利用标准机柜使各单元合理布局，使整体布局紧凑美观。 图一 四、现象由于我公司于2001年就开发了空气质量连续监测系统，当时许多现场安装问题无法参照标准，只能靠自己的经验和借鉴国外方案来做，初期运行数据显示还算正常。随着市场的扩大，销售量增多，仪器运行时间越来越长，许多现场问题都体现出来。集中表现在南方城市，特别是夏季高温时断问题一并出现。因为雨水多、湿度大、室外温度高，而室内是按照要求用空调恒温的，这样就使得采样管路与室外温差较大，冷凝水很快形成，时间久了管路就会出现成段的水，这样SO2和NO2就基本被吸附溶解了，监测仪几乎监测不出浓度值，仪器显示为零或负值；同样颗粒物采样管路内壁也出现水珠，表现为浓度值偏高许多，甚至好几倍，采集纸带还经常断裂，使整个系统无法正常运行。自从我负责整个项目以来，为此问题维修率特别高。下面是我们重庆一个现场调取的数据表，SO2、NO2几乎测量不出，而PM10已经达到了三级天，而平时是一级天。 五、解决方案就这一问题开始只是对采样管路进行烘干除水，可是过一时间遇到高温高湿的天气，该现象很快又出现了。后来经过几种仪器的启发就试着从根本上来解决这个问题。先后从以下几个方面着手，经过现场加装改进，仪器运行结果比较理想，从新的国家标准出台后，又做了小的修整使符合规定，不影响整套系统的运行和性能。整个系统的气路和电路示意图如下： 图二1、 缩短气路管线的长度 开始制定安装方案时为了美观管线是从机柜底部走线，后面可以把门关上，长度大概4米。这样气体滞留时间较长，容易结露。现在管路走线是直接从采样管到监测仪接嘴，长度大概1.5米，大大缩了样气滞留时间。同时也符合了国家标准中的线长小于3米。接线示意图如下（图三）： 采样总管 机柜 管线 监测仪 2、 对气路管线改用带有加热保温。现场安装最初直接采用耐腐蚀的聚四氟乙烯管，现在改用带有伴热管带的聚四氟乙烯管，恒温加热为60，这样问题立马得到了解决，后来为了符合国标的管路温度要求25-50而重新选择加热温度为45的伴热管带，经测试的数据来看效果还是不错。3、 采样管的加热温度设为50最初安装方案制定加热温度设置为25，与空调设置相同温度。在冬季还可以，因为室外温度较低，起到了加热的作用，气体不会在管路结露。可是夏季室外温度经常35以上，这样就很容易形成冷凝水，时间长了会形成水珠，而SO2、NO2都是及易溶于水的。将温度设置改为50后，样气经过热的管路，再经过较短的管线进入仪器，形成冷凝水的可能性就大大降低了。4、 对PM10采样管加装加热保温装置加装的加热保温装置示意图（图四）如下：*= 采样内管屋顶加热元件采样外管采样仪器温度控制仪本装置的加热电压采用低电压36V安全加热，即达到了加热的目的，同时又考虑到现场的安全性，而采取了低电压加热，这样大大提高了现场的安全性能。开始使用时就出现了温度高出了设定温度，后多次调试发现加热单元温度变化太快，温度传感器反馈到温控仪时，已经超出了设定值。和有经验的老工程师商议采用加装一层保温棉，这样问题立马得到了解决。这样还有利于温度的控制。温度由温度控制仪和温度传感器来控制，温度设置为50，这样就避免了冷凝水的出现。5、 空调温度设置为30开始安装方案温度设置为25，但是在夏季使用证实会出现冷凝水，特别是南方。温度提高以后，情况大大改善。这样也符合标准规定的255。六、结果和讨论通过以上措施现场的问题都解决了，并且仪器的其他性能都在正常范围之内，我在重庆改装结束后对仪器进行了一系列的测试，测试要求是按照国家标准环境空气质量自动连续监测技术规范规定的项目来测试，各项指标都正常，符合国家规定要求。测试报告如下：SO2分析仪漂移测试结果表1 日期：2006.8.3测试内容1h3h6h12h24h零 漂00.10.10.51.1标 漂（500ppb）499.8501.2502.4502.7504.9 规范要求监测仪的零点漂移5ppb/24h、量程漂移10ppb/24h，该仪器的测试数据与标准浓度值最大的差值为：零点的差值max=1.1ppb，量程的差值max=4.9ppb都达到了要求。SO2分析仪线性测试结果表2 日期：2006.8.5测试内容标气浓度（ppb）0100200300400500仪器示值（ppb）0.299.4200.6300.9401.7502.4 规范要求仪器的线性最大偏差5ppb，该次测试数据的最大偏差为2.4ppb也达到了要求之内。 SO2分析仪重复性测试结果表3 日期：2006.8.7 标气浓度（ppb）400400400400400（%）仪器示值（ppb）399.6399.8401.1403.1398.90.4 规范要求仪器的重复性2% ，该次测试偏差为0.4%达到了规定范围之内。现场对NOX监测仪所做的测试，在精度、线性、重复性等方面都达到了要求，这里就不再列表说明了。对PM10监测仪也按照规范要求做了流量校准，浓度校准，监测的数据比较平稳，反映了一天的变化，在清晨和傍晚浓度值较高，也符合实际的情况。下面是调取了江西的一个子站一天的数据：NO2SO2PM10mg/m3mg/m3mg/m300:00:000.0370.0630.0351:00:000.0290.0530.0662:00:000.0230.0340.0623:00:000.0210.0360.0534:00:000.0130.0420.0585:00:000.0150.0260.0576:00:000.0180.0370.0687:00:000.0230.0480.1018:00:000.0210.0790.1159:00:000.0270.0940.08210:00:000.0160.0410.06111:00:000.0150.0380.04612:00:000.0130.0280.04413:00:000.0140.0250.05114:00:000.0150.0230.04315:00:000.0170.0220.06316:00:000.0180.0410.05217:00:000.0220.0410.07318:00:000.0280.0630.08319:00:000.0340.1030.10320:00:000.0430.1430.07421:00:000.0410.0570.05122:00:000.0390.055