环境空气质量自动监测站技术方案

1、 - 15 -施工组织设计及技术方案环境空气质量自动监测系统设计方案系统概述AQMS-900系统是北京雪迪龙科技股份有限公司利用国外等先进技术，研发生产的监测仪器设计的具有高智能化、高透明度、性能可靠的环境空气质量自动监测系统。用于对环境空气质量中的SO2、NOX、CO、O3、PM10、PM2.5、气象参数（风向、风速、大气压、环境温度、相对湿度、雨量、太阳辐射等）以及空气中有毒、有害气体（苯、甲苯、二甲苯等苯系物、非甲烷烃、硫化氢、氨、氯气）等进行自动连续测量，并根据监测结果做出环境空气质量报告。AQMS-900型环境空气质量自动监测系统是一套区域性空气质量的实时监测网络，是一套全自动无人值

2、守的监测系统，系统正常运行保证了监测数据的精密性、准确性、可比性和完整性。系统控制单元完成系统的监控操作、各类数据的采集等；数据传输系统实现数据及控制指令的上行及下行传输过程；远程监控中心作为系统的中心站，实时接收数据并进行远程监控操作及数据分析。系统依据合理、实用、经济、可靠、运行维护简单的原则，并参照国家有关技术标准、规范及有关部门技术标准严格设计。满足用户对环境空气实时监测和远程监控的要求。系统功能模块示意图系统组网示意图环境空气自动监测基站建设集成是把多项监测指标的分析仪表组合在一起，从采样、预处理、分析到记录、整理数据（包括远程数据）、分中心远程控制等功能组成的实时监控系统。并结合相

3、应的监控及分析软件，实现实时在线自动监测，并达到控制取样、预处理、自动分析水样、远程控制、系统故障和超标报警及记录、停电保护及来电自动恢复等功能。并已考虑设计预留相应接口，为用户在未来应用扩展提供良好平台。干法监测子站主要由样品采集、空气自动分析仪、气象参数传感器、动态自动校准系统、数据采集和传输系统以及条件保证系统等组成。监测设备均运用了国际先进的技术原理，结合现场的实际情况，进行了针对性的改进设计。系统采用RS485、RS-232通讯串口支持MODBUS RTU通讯协议，可根据用户要求接入到DCS系统。同时系统支持GPRS、CDMA、ADSL、以太网等多种通讯方式，可方便的将监测数据接入到

4、环保监测部门。监测系统建设内容SO2、NOX、PM10、气象参数（风向、风速、大气压、环境温度、相对湿度）系统设计要求系统可以在恶劣的环境下长期安全运行，必须满足以下基本条件：工作电源： AC 220V10%，50Hz。工作环境温度： 045 0C。工作环境湿度： 090%。工作方式： 连续自动工作。标准值输出： 4-20mA，RS-485或232，双向通讯控制接口安装方式： 导轨安装组合式机架。单机技术性指标：各监测仪均需具备停电自恢复功能。系统具有防尘、防雨、防雷、防低温和防火的设计；系统具有制造计量器具CMC标志（中华人民共和国制造计量器具许可证）和产品铭牌，铭牌上标有仪器名称、型号、生

5、产单位、出厂编号、制造日期；系统仪器各零部件应连接可靠，表面无明显缺陷，各操作按钮使用灵活，定位准确；系统仪器各显示部分的刻度、数字清晰，涂色牢固，没有影响读数的缺陷；通过监控中心可以自行设定数据采集频率，可实现24小时不间断地向监控子站采集所监测数据并自动入库；能够以各种统计方式对原始监测数据进行处理、统计和汇总，并按要求及时生成各种图形和报表；通过监控中心可以实时随机调用、查询所监控数据及设备运行状况；监测数据使用无线传输（GPRS）向监控中心进行数据传输，传输时保证数据传输的可靠性和稳定性。每个子站应配置UPS电源，以确保电压稳定及短暂停电时仪器和采样泵的正常运行，整个系统具备停电自恢复

6、功能监测数据能保存两年。遵循的标准与规范标准号标准及规范名称HJ/T193-2005环境空气质量自动监测技术规范HJ/T194-2005环境空气质量手工监测技术规范HJ/T352-2007环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范(试行)HJ/T212-2005污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准GB50348-2004安全防范工程技术规范GB6587.1-8-86电子测量仪器环境试验；GB50169-92接地装置施工及验收；ZBY120-83工业自动化仪表工作条件GB500932002自动化仪表工程施工及验收规范GB503032002建筑电气工程施工质量验收规范GB-50168-2006

7、电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范JGJ59-99建筑施工安全检查标准JGJ46-88施工现场临时用电安全技术规范GB50034-2004建筑照明设计标准GB 50054-1995低压配电设计规范GB50057-1994建筑物防雷设计规范GB 50052-2009供配电系统设计规范环境空气质量自动监测系统技术方案环境空气质量自动监测系统组成产品名称：AQMS-900环境空气质量自动监测系统AQMS-900是一种模块化设计的、可对大气污染进行高精度、多参数测量的空气质量监测系统，采用气体高敏度半导体技术（GSS技术），具有体积小、重量轻、设计简洁、安装方便等特点。可以测量的参数有：O3、NO

8、2、CO、CO2、SO2、VOC、NMHC、H2S和颗粒物（PM10和PM2.5）。可对环境空气质量进行24小时自动连续监测。该系统有两部分组成：环境监测中心站和空气环境监测子站。其中空气环境监测子站包括采样系统、气体分析仪器、校准装置、气象测定仪、子站数据采集等。子站监测的数据通过电话线传送至环境监测中心站进行实时控制、数据管理及图表生成。支持外部通信接口，通过无线数据通信节点单元可实时将测量数据传送到中心站，并能通过网络浏览器进行远程控制。可根据用户的要求进行模块组配，是一种新型的、低成本的、智能型测量设备。是在街道、室内或工业区执行复杂监测任务的理想工具。 应用范围主要有：交通环境污染物

9、控制 道路和隧道污染物监测 城市空气质量监测 颗粒物和污染源排放监测 长期空气质量趋势分析 短期大气环境影响评价 居民区/学校/医院的环境监测 公园/森林环境监测 化工厂/电厂/垃圾填埋场/焚烧站/港口/污水处理厂/仓储设施/地下设施的大气监测干法监测子站主要由采样系统：采样总管、控制电磁阀、过滤器、气体分析仪器组成，包括如下设备：脉冲紫外荧光法SO2分析仪、化学发光法NO-NO2-NOx分析仪、颗粒物分析仪器：BETA射线法连续PM10分析仪、系统校准仪器：多种气体校准仪、零气发生器、气象测定传感器：风向、风速、温度、湿度、大气压力、数据采集和处理系统：数据采集器，中心站数据处理软件以及条件

10、保证系统等。分析仪（脉冲紫外荧光法SO2分析仪、化学发光法NO-NO2-NOx分析仪）：AQMS-900系统配备具有世界先进技术的分析仪器，可以根据用户需求配置环境空气分析NO、NO2、CO、CO2、S煤、NH3、H2S、TRS等）、实时空气粒子监测仪、碳氢化合物分析仪和VOC监测仪器等。可同时对空气中的各种环境污染气体进行监测，并且采用无线数据采集器，将监测到的各种环境气体的浓度数据传输到监测中心，是环境监测部门进行城市空气质量监测的理想设备。颗粒物分析仪器：BETA射线法连续PM10分析仪仪器利用恒流抽气泵进行采样，大气中的悬浮颗粒被吸附在源和盖革计数器之间的滤纸表面，抽气前后盖革计数器计

11、数值的改变反映了滤纸上吸附灰尘的质量，由此可以得到单位体积空气中悬浮颗粒的浓度。气象监测设备：采用高精度、坚固耐用工业级气象传感器组成环境监测气象仪器，用于测量风速、风向、温度、相对湿度、大气压。风向传感器都有01VDC或420mA输出，很容易与控制系统、遥控部件、数据记录仪和显示器相连接，由824VDC或1230VDC直流电源供电。传感器的电子元件用海水级环氧树脂密封，手于全天候环境保护，使用寿命长。采样系统：整套的空气采样系统包括防雨采样头、内采样管（玻璃内管或聚四氟内管）、1.51.8米外采样管（不锈钢外管）、玻璃采样瓶、排气管和采样风机，能够满足各地的不同气候环境的要求，在监测亭、楼顶

12、的砖混小房屋、钢结构或铝合金结构的监测站房内，供环境空气自动监测采样和手动连续监测采样使用。另外，采样总管中配有加热除湿装置，采样入口配有防雨帽。自动校准系统：采用动态稀释气体校准器、标准气体及高性能的零点气体发生源，对系统中所有的分析仪进行校准。可在AQMS-900数据采集系统内设置自动控制校准周期，还可同步留有预期污染水平期间校准数据。校准周期由用户自由设定。数据采集系统（DAS）：数据采集系统（DAS）是空气质量监测系统的核心，是一种专为空气监测、气象监测所设计的系统。低能耗的数据采集系统用来采集和存储来自传感器及分析仪的监测数据，通过调制解调器及时反映到远程的计算机终端。DAS通过一个

13、RS232多点串口与分析仪链接，这样DAS就直接以数字格式从仪器采集数据，可消除模拟与数字之间的转换误差。RS232多点串口还能使远程的中心计算机完全或者半完全控制系统中的分析仪器，并对其在运行中的错误进行诊断。非数字传感器，例如气象传感器，通过一个高精度的A/D转换模块连接到AQMS-900系统的DAS，传感器的信号用16位A/D转换器转换为数字信号。标准系统有8路模拟输入通道，可根据需要扩展，并且可以扩展为32位通道。系统具有强大的存储功能。中心处理软件可以产生以下报告数据：单参数、多参数曲线图日、周、月数据报告校准零点和标度数据报告半月或一个月报告摘要记录错误处理数据点风玫瑰图、污染玫瑰

14、图部分图形组其它数据文件报告同时可按用户要求设置参数。设备清单序号仪器名称监测方法及要求数量（台套）备注1SO2测定仪脉冲紫外荧光法12NO2测定仪化学发光法13PM10测定仪连续实时射线法1含采样管4配气仪3个标气接口15零气源1030psi16数据采集器不少于16通道17五参数气象站可自动监测18每个站一年消耗件在线监测设备19采气总管、标气、阀，附件国产110站房1电气设计我公司提供的所有电气设备应按国家的标准进行设计、制造、安装、测试。我公司将提供用于CEMS的运行和保护的所有需要的保险丝、电路断路器、稳压设备及其它设备。电路断路器、继电器和开关电源与每个分析仪器系统有关的设备都通过一

15、个分支电路断路器供电，并由一个永久性标记标出断路器。烟气连续监测系统设有漏电保护装置。我公司负责选择每个保险丝和/或断路器的额定值和动作值。柜内接线端子系统按业主要求配备柜内接线端子。电力断开点和结点我公司提供了远程安装设备后，业主将为在每个地点的安装提供远程电力断开点。当维护人员在远程设备上维修时，这些断开点将用于给维护人员提供保护。接地和避雷所有设备应安全接地或有接地的措施。当某个设备安全接地不可能时，设备应被双重绝缘，以防电击事件发生。我公司应采取必要的措施以防止安装在烟囱上的设备被雷电击损坏。控制柜制造要求配供的控制箱采用不锈钢箱体，（包括门锁、门铰链、固定支架、铭牌及柜内安装槽板、底

16、板、固定用螺丝、螺帽等附件）。控制柜板材厚度保证有足够的强度，能经受住搬运、安装和运行期间短路产生的所有偶然应力。板材厚度不小于3mm。采用密封防尘的双层门结构，具有防尘、防水、防寒等性能，并符合国家标准GB4208外壳防护等级的分类中规定的IP65级的要求。箱体和盘体设密封门，显示及操作设置于箱内的安装板或内门上，制作和安装工艺精致美观。当控制箱内并存强电控制回路和弱电信号回路时，我公司将各种回路关联的控制器件、端子排和连接导线分隔布置，采取防止强电(动力、控制)回路干扰弱电信号回路的措施和利于运行、检修安全的措施，端子排下方应留出不少于200mm的空间以便于电缆接线和维护，端子排端子除满足

17、箱内接线外，留有20%的余量。柜内配有照明及检修插座。控制箱设计电缆入口处，留有20%的备用空间，以备电缆增加或线路改变。盘内接线要求：正确、美观、整齐、标号齐全，安装接线要求双重编号：回路编号、安装接线相对编号。端子排应标注信号名称。端子排应能接入线径为1.5mm的电缆。端子排、电缆夹头、电缆走线槽及接线槽均应由“非燃烧”型材料制造。系统供电业主提供满足CEMS要求的总电源（380/220VAC、频率50Hz），我公司设备需要的其它等级的交、直流电源，由我公司自行解决。整个CEMS内部设备的供电均由我公司自行负责。自动监测设备所需电源由电力供电系统提供，供电电压为AC(22020)V，频率为

18、（501）Hz，容量应满足设备正常运行，一般情况下不小于6KVA，当电力供电电压不满足要求时，站房内配电箱中内置的稳压电源保证设备正常运行。配电箱中设置电源开关附带过压式保护电子漏电保护器，可提供工频过电压保护。当系统漏电电流300mA，控制器开关自动分断。电源防雷器选用进口安世杰AM2-20/3+AM+NPE系列低压配电系统电涌保护器，该保护器具备大的雷电流泄放能力，最大放电电流 2080kA，可有效地保护监测系统的正常运行。信号防雷采用在信号线靠近设备端并联浪涌保护器的方式进行防雷保护。为避免系统在运行当中突然停电造成数据丢失，以及不正常停机致使系统再上电时系统出现异常。数据采集系统采用U

19、PS不间断电源，在停电后至少能保持2小时供电，以满足停电后仪器设备的正常运行、数据采集保存和数据远程传输等要求。电气配电图示安装方负责将压缩空气引入站房，而压缩空气管道、线缆的铺设、防雷接地等工程全部由我公司负责。室内供电和压缩空气管路铺设的安装主要包括了配电箱、控制开关、泵管、电气插座、照明、空调等。安装实施技术方案监测点位周围环境与采样口设置的具体要求监测点周围50米范围内不应有污染源；点式监测仪器采样口周围，监测光束附近或开放光程监测仪器发射光源到监测光束接收端之间不能有阻碍环境空气流通的高大建筑物、树木或其他障碍物。从采样口或监测光束到附近最高障碍物之间的水平距离，应为该障碍物与采样口

20、或监测光束高度差的两倍以上；采样口周围水平面应保证270以上的捕集空间，如果采样口一边靠近建筑物，采样口周围水平面应有180以上的自由空间；监测点周围环境状况相对稳定，安全和防火措施有保障；监测点附近无强大的电磁干扰，周围有稳定可靠的电力供应，通信线路容易安装检修；监测点周围应有合适的车辆通道。针对道路交通的污染监控点，其采样口离地面的高度应在2 5米范围内；在建筑物上安装监测仪器时，监测仪器的采样口离建筑物墙壁、屋顶等支撑物表面的距离应大于1米；使用开放光程监测仪器进行空气质量监测时，在监测光束能完全通过的情况下，允许监测光束从日平均机动车流量少于10,000辆的道路上空、对监测结果影响不大

21、的小污染源和少量未达到间隔距离要求的树木或建筑物上空穿过，穿过的合计距离，不能超过监测光束总光程长度的10%；对于空气质量评价点，应避免车辆尾气或其他污染源直接对监测结果产生干扰，点式仪器采样口与道路之间最小间隔距离应按下表的要求确定：道路日平均机动车流量（日平均车辆数）采样口与交通道路边缘之间最小距离（m）PM10SO2、NO2、CO和O33 00025103 000 6 00030206 000 15 000453015 000 40 000806040 000150100污染监控点的具体设置原则根据监测目的由地方环境保护行政主管部门确定。针对道路交通的污染监控点，采样口距道路边缘距离不得

22、超过20米；监测站房建设监测站房基本布置站房设为缓冲间和仪器房，缓冲间位于站房的前端，顶部装有顶灯，使工作环境更舒适。缓冲间与仪器房间设有门。监测站房尺寸标准尺寸：4000mm6000mm2650mm内部尺寸：3850mm5850mm2500 mm站房结构前、后、左、右、屋顶采用双层净化彩钢板、超厚保温层，厚度75mm(中间保温层为阻燃聚苯乙烯、聚氨酯或者岩棉保温材料)、坚固耐用、装拆方便、保温效果好；门选用标准防盗门或净化密封门双密封结构进行安装；屋顶安装护栏，配备2米折梯（打开后4米），充分考虑工作人员的安全与方便；站房底部为槽钢拼装结构，底面采用钢方管支架结构，支架与地面架空100mm的间隙，具有通风、防潮的特点。下框架四周采用100mm（高）*48mm（宽）槽钢，拼装结构、螺丝固定，有足够的强度，每个面焊接几个碳钢板并开孔，用10膨胀螺栓安装在混凝土基础上。组焊后具有足够的强度和刚度，根据站房内各部件安装需要。站房墙体站房内外墙采用不小于0.5厚彩钢板板材传热系数为0.38kcal/m2h，彩钢板喷涂工艺为：底层采用环氧树脂，面漆采用聚酯、硅改性聚酯工艺，板材间采用插入式拼装结构，有足够的强度，并防止漏水。中间保温层采