概   述

石化行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，為社會(huì)發(fā)展提供必要的石油能源和化工產(chǎn)品，但同時(shí)也屬于重點(diǎn)工業(yè)污染源。其中大氣污染以無組織排放形式為主，污染物主要為種類繁多的高濃度揮發(fā)性有機(jī)氣體VOCs，給生態(tài)環(huán)境和人體健康帶來極大危害。對(duì)此，國家相繼出臺(tái)多項(xiàng)政策文件，以改善環(huán)境質(zhì)量：

• 2012年，我國《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》將VOCs列入控制指標(biāo)；

• 2013年，國務(wù)院頒布《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（[2013]37號(hào)）推進(jìn)揮發(fā)性有機(jī)物污染治理；

• 2014年12月5日，環(huán)保部發(fā)布《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》（[2014]177號(hào)）；

• 2015年11月18日國家環(huán)保部發(fā)布了《石化行業(yè)泄漏檢測與修復(fù)工作指南》，同時(shí)《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《石油化工工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》陸續(xù)出臺(tái)；

• 2015年10月1日開始試行的《揮發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)試點(diǎn)辦法》和《關(guān)于制定石油化工及包裝印刷等試點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)問題的通知》（財(cái)政部會(huì)同國家發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部頒布），隨后北京、上海、廣州等14省相繼發(fā)布了地方揮發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)細(xì)則，各省市也相繼啟動(dòng)此項(xiàng)工作。

• 2017年印發(fā)《“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》，提出實(shí)施石化、化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷等重點(diǎn)行業(yè)VOCs治理工程，制定建立健全以改善環(huán)境空氣質(zhì)量為核心的 VOCs 污染防治管理體系的目標(biāo)方針，計(jì)劃到2020年石化企業(yè)基本完成VOCs治理，全國VOCs排放總量比2015年下降10%以上。

行業(yè)污染現(xiàn)狀

2012年，據(jù)相關(guān)人員研究得出：我國VOCs人為源中工業(yè)源所占比重最大，為56%的權(quán)重，而工業(yè)源中石化化工行業(yè)僅次于溶劑使用，占據(jù)23%的權(quán)重。

無獨(dú)有偶，VOCs管控實(shí)施較成熟的美國EPA公布的信息中，也明確指出石油和相關(guān)工業(yè)VOCs排放僅次于溶劑使用，隨著時(shí)間的推移，溶劑使用中VOCs的排放持續(xù)下降，石化行業(yè)VOCs排放量卻逐年增加，也許有趕超溶劑使用的可能。

由國內(nèi)外統(tǒng)計(jì)可以看出，盡管基準(zhǔn)方法不同，但總體來看溶劑使用VOCs排放量均占主導(dǎo)地位；而石化行業(yè)則是主要生產(chǎn)行業(yè)中的VOCs的主要排放源。因此作為VOCs的重要來源，石化行業(yè)成為了最先試水VOCs治理的行業(yè)，石化VOCs也成為了空氣污染治理的焦點(diǎn)。石化行業(yè)的VOCs具體情況如下：

● 石化行業(yè)VOCs排放環(huán)節(jié)：

● 石化行業(yè)VOCs產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)：

* 設(shè)備動(dòng)靜密封點(diǎn)泄漏

* 有機(jī)液體儲(chǔ)存、調(diào)和、裝卸無組織揮發(fā)損失

* 廢水集輸、儲(chǔ)存、處理裝置過程逸散

* 工藝有組織、無組織、非正常工況排放

* 冷卻塔、循環(huán)水冷水系統(tǒng)無組織釋放，火炬燃燒煙氣石油煉制/化工行業(yè)主要工藝

* 石油煉制：常壓蒸餾和減壓蒸餾、催化裂化、催化重整、加氫裂化、延遲焦化、煉廠氣加工

* 石油化工：對(duì)煉油過程提供的原料油和氣（如乙烷、丙烷）進(jìn)行裂解及后續(xù)有機(jī)合成、化學(xué)加工

● 石化行業(yè)VOCs特征：

* 成分復(fù)雜（多包含烷烴、烯烴硫醇、硫醚、多環(huán)芳烴等）

* 難處理（傳統(tǒng)的吸附、吸收、燃燒等技術(shù)難以達(dá)到滿意的去除效果）

* 排放量大（2010年，石化行業(yè)VOCs排放量全國第一）

建設(shè)方案

在此項(xiàng)目中，我們旨在利用工業(yè)園區(qū)專用VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)石化企業(yè)進(jìn)行全面監(jiān)測，設(shè)立專屬的企業(yè)污染物排放管理檔案，實(shí)時(shí)監(jiān)測企業(yè)污染狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)疏漏節(jié)點(diǎn)，尋找最適合的治理技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)到2020年完成VOCs治理的計(jì)劃方針。

● 建設(shè)思路

結(jié)合實(shí)際與用戶需求分析理解，石化行業(yè)VOC監(jiān)測項(xiàng)目將充分結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境狀況及信息化的基礎(chǔ)現(xiàn)狀，以高科技技術(shù)成果為基礎(chǔ)，進(jìn)行有效采集；以政策和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相結(jié)合的方式推動(dòng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一匯聚，利用示范性推廣建設(shè)的方式穩(wěn)步推動(dòng)項(xiàng)目整體性建設(shè)，具體思路包括：

Ø 結(jié)合實(shí)際，有效規(guī)劃點(diǎn)位布設(shè)

合理規(guī)劃企業(yè)園區(qū)內(nèi)的區(qū)域布局，結(jié)合石化行業(yè)VOCs排放環(huán)節(jié)，細(xì)化整體區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)環(huán)境影響評(píng)價(jià)，在重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行點(diǎn)位布設(shè)；同時(shí)需要結(jié)合地區(qū)的實(shí)際環(huán)境因素，在上、下風(fēng)向口，廠界等地分別布設(shè)參照點(diǎn)位與監(jiān)測點(diǎn)位，使實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)具有合理性，VOC監(jiān)測項(xiàng)目展現(xiàn)實(shí)際意義。

Ø 依照功能，配合使用監(jiān)測設(shè)備

石化行業(yè)VOC的監(jiān)測主要可分為兩種：一種作為污染源排放的監(jiān)測，主要是對(duì)VOCs治理后濃度是否達(dá)標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測；一種作為廠界、周邊的VOCs監(jiān)測，主要監(jiān)測企業(yè)整體的環(huán)境狀況，對(duì)可能存在的無組織排放泄漏節(jié)點(diǎn)周邊以及企業(yè)廠界進(jìn)行監(jiān)測，查看對(duì)企業(yè)附近地區(qū)的影響。依據(jù)產(chǎn)品不同的功能原理特性，將光離子化和氣相色譜分析技術(shù)的產(chǎn)品配套使用，分別用于廠界周邊及污染源排放的VOCs監(jiān)測。

Ø 分析現(xiàn)狀，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接入機(jī)制

目前各地政府相關(guān)部門均對(duì)環(huán)境問題尤為重視，建設(shè)了大量的系統(tǒng)平臺(tái)及監(jiān)測設(shè)備，項(xiàng)目建設(shè)初期就需全面考慮，方便用戶后期的可能存在的擴(kuò)展性建設(shè)，實(shí)現(xiàn)既兼容政府系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)又滿足企業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)體系，建立從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)編目、數(shù)據(jù)挖掘分析的全生命周期的大數(shù)據(jù)融合與管理流程。

Ø 整體規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)落地

建設(shè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)時(shí)充分借鑒國內(nèi)其他大數(shù)據(jù)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，立足當(dāng)?shù)匦畔⒒�建設(shè)的現(xiàn)狀，采用整體規(guī)劃、分布實(shí)施的建設(shè)思路，在規(guī)劃層面，建立大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，為企業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，最終實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的落地。

Ø 科學(xué)評(píng)估，結(jié)合模型實(shí)現(xiàn)靶向治理

在網(wǎng)格化精準(zhǔn)監(jiān)控及大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建高斯算法模型，進(jìn)行有效、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)源解析分析，掌握石化企業(yè)內(nèi)不同環(huán)節(jié)、不同治理、不同區(qū)域的污染貢獻(xiàn)率，實(shí)現(xiàn)靶向治理。

Ø 一源一檔，依據(jù)監(jiān)測結(jié)果完善企業(yè)環(huán)境管理服務(wù)

平臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、歷史查詢、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)管理等多項(xiàng)功能的有效使用，可實(shí)現(xiàn)企業(yè)環(huán)境檔案的電子化、歸一化綜合整理，基于污染源的全生命周期的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有與污染源相關(guān)信息的查詢、統(tǒng)計(jì)和分析，實(shí)現(xiàn)污染源從產(chǎn)生到消散全生命周期過程的“一源一檔”式管理，依據(jù)結(jié)果完善企業(yè)生產(chǎn)工藝、治理手段等相關(guān)服務(wù)體系。

系統(tǒng)概述

根據(jù)污染物來源建立石化行業(yè)的網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)，區(qū)域網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)采用單元網(wǎng)格管理法的方式，按照“網(wǎng)定格、格定責(zé)、責(zé)定人”的理念，建立“橫向到邊、縱向到底”的區(qū)域網(wǎng)格化監(jiān)控平臺(tái)，應(yīng)用、整合多項(xiàng)智慧環(huán)保技術(shù)，在全面掌握、分析污染源排放的基礎(chǔ)之上，采用基于高斯算法模型進(jìn)行開發(fā)。實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)各監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)，并根據(jù)各監(jiān)測點(diǎn)的排放情況，來分析與推測區(qū)域內(nèi)整體的排放情況。實(shí)現(xiàn)對(duì)VOCs排放區(qū)域整體監(jiān)控，污染物擴(kuò)散趨勢推算，排放源解析等功能，同時(shí)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、智能采集系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)圖表系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，整合、共享、開發(fā)，建立全面化、精細(xì)化、信息化、智能化的區(qū)域在線監(jiān)測平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制污染源無組織排放，減少大氣污染等綜合管理，為制定節(jié)能減排方案提供可靠的數(shù)據(jù)信息和科學(xué)的輔助管理決策。

● 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用四層架構(gòu)，包括數(shù)據(jù)采集層、基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)資源層和應(yīng)用層。

數(shù)據(jù)采集層通過VOCs監(jiān)測設(shè)備實(shí)時(shí)獲取監(jiān)測對(duì)象的各類原始數(shù)據(jù)，并將采集到的不同傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式上送至監(jiān)控中心軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測結(jié)果、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)及時(shí)自動(dòng)上報(bào)；

基礎(chǔ)支撐層處理數(shù)據(jù)管理與交換業(yè)務(wù)，包括從監(jiān)測子站工控機(jī)及其它源采集數(shù)據(jù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、分析以及備份等；

數(shù)據(jù)資源層包括對(duì)采集的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和管理，為功能展示層提供支持。

系統(tǒng)在應(yīng)用層可以進(jìn)行最終監(jiān)測結(jié)果的展示，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析、歷史查詢、預(yù)報(bào)預(yù)警等。系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖所示：

● 4G專網(wǎng)傳輸

結(jié)合多數(shù)石化企業(yè)為無外網(wǎng)覆蓋的實(shí)際現(xiàn)狀，本案特制定4G專網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。根據(jù)需要，搭建一定數(shù)量的基站，采用面向企業(yè)和行業(yè)應(yīng)用的專業(yè)型LTE網(wǎng)絡(luò)DTU進(jìn)行內(nèi)網(wǎng)建設(shè)。我司提供的LTE網(wǎng)絡(luò)DTU集LTE調(diào)制解調(diào)器、路由器和接入點(diǎn)三者功能于一體，為用戶提供安全、可靠、方便、靈活的無線寬帶連接；在提供上網(wǎng)的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)組建物聯(lián)數(shù)據(jù)專網(wǎng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接入、視頻監(jiān)控等7x24小時(shí)無人值守的應(yīng)用功能。

● 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理是通過利用大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)安全、一致性和分布式處理等方面的優(yōu)勢，將監(jiān)測所得數(shù)據(jù)集中起來，使用戶通過單一界面就可以方便的管理、查詢、分析大量的環(huán)境數(shù)據(jù)，從而簡化環(huán)境數(shù)據(jù)管理的難度，提高環(huán)境數(shù)據(jù)管理水平。

數(shù)據(jù)管理平臺(tái)建設(shè)遵循《環(huán)境數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理規(guī)范》相應(yīng)要求。采用Web Service數(shù)據(jù)訪問技術(shù)、ETL數(shù)據(jù)加工分析技術(shù)等整合環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并通過對(duì)數(shù)據(jù)的整理、加工、挖掘、分析，提取綜合、有效的環(huán)境數(shù)據(jù)結(jié)果，為環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的發(fā)布提供支撐，為環(huán)境管理決策提供數(shù)據(jù)支持。架構(gòu)如下圖所示：

● 整體環(huán)境監(jiān)測硬件產(chǎn)品

該儀器是我公司推出的一款用于提供室外空氣污染物實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測的產(chǎn)品，主要用于本項(xiàng)目中廠界、周邊VOCs的監(jiān)測，包括所在地主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向和下風(fēng)向廠界布設(shè)的點(diǎn)位和靠近居民區(qū)方向布設(shè)的點(diǎn)位以及園區(qū)內(nèi)可能存在的排放泄漏節(jié)點(diǎn)周邊布設(shè)的點(diǎn)位等。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)合氣象條件分析污染擴(kuò)散趨勢和污染源排放特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)及周邊污染排放掌控及溯源，項(xiàng)目的有效實(shí)施，最終實(shí)現(xiàn)面源、邊界和重點(diǎn)區(qū)域的全覆蓋監(jiān)測。

這款產(chǎn)品的名稱為ZWIN-PVOC08光離子化擴(kuò)散式VOC在線監(jiān)測儀，采用節(jié)能供電，降低能耗，也可選擇市電，可同步集成其他敏感氣體傳感器和氣象五參數(shù)傳感器。結(jié)合無線通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測，將環(huán)境大數(shù)據(jù)匯集到“云平臺(tái)”，為網(wǎng)格化平臺(tái)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；此設(shè)備體積輕小，外形美觀，安裝方便，其成本比基于分析儀構(gòu)建的傳統(tǒng)型參考站低3~5倍，可根據(jù)現(xiàn)場進(jìn)行校準(zhǔn)，確保其具有最佳的可追溯性。

用戶可根據(jù)自身需求對(duì)ZWIN-PVOC08（擴(kuò)散式）所測量的參數(shù)自定義。不僅可以監(jiān)測VOC氣體的濃度也可擴(kuò)展二氧化硫（SO2）、顆粒物（PM10、PM2.5）等的監(jiān)測。

名稱

規(guī)格/明細(xì)

ZWIN-PVOC08光離子化擴(kuò)散式VOC在線監(jiān)測儀

抱箍式安裝固定，獨(dú)立的空氣質(zhì)量監(jiān)測箱，采用懸掛式安裝，保證采樣充分。

VOC（PID）氣體傳感器

檢測原理：PID光電離子； 檢測氣體：有機(jī)揮發(fā)氣體；

精確度：≤±3%； 相應(yīng)時(shí)間（T90）：≤30s；

量程：0—2、20、50、100、200、1000、2000、5000、10000PPM可選

大氣溫濕度傳感器

溫度：量程：-40～120℃；分辨率：0.1℃；準(zhǔn)確度：±0.3℃；

濕度：量程：0～100%RH；分辨率：0.1%RH；準(zhǔn)確度：±2%RH；

風(fēng)速、風(fēng)向傳感器

風(fēng)速：量程：0~45m/s；分辨率：0.1m/s；準(zhǔn)確度：±0.3m/s；啟動(dòng)風(fēng)速：≤0.5m/s；

風(fēng)向：量程：0-360o；分辨率：1℃；準(zhǔn)確度：±3℃；啟動(dòng)風(fēng)速：≤0.5m/s；

氣壓傳感器

測量范圍：0~120KPa；響應(yīng)時(shí)間：≤1s

基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)

數(shù)據(jù)監(jiān)測基本功能（實(shí)時(shí)監(jiān)測、查詢等，非平臺(tái)）

● 治理后VOCs監(jiān)測硬件產(chǎn)品

本產(chǎn)品屬于質(zhì)量型監(jiān)測儀器，不僅具有靈敏度高、線形范圍寬的特點(diǎn)，而且對(duì)操作條件變化相對(duì)不敏感，穩(wěn)定性好。特別適合做常量或微量的常規(guī)分析，因?yàn)轫憫?yīng)快所以與毛細(xì)管分析技術(shù)配合使用可完成痕量的快速分析，是氣相色譜儀器中應(yīng)用最廣泛的一種，但由于成本相對(duì)較高，且需要站房建設(shè)等因素，所以在本項(xiàng)目中主要用于園區(qū)內(nèi)污染源治理后排放氣體濃度的監(jiān)測。

● 軟件平臺(tái)

有機(jī)揮發(fā)物在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)如下：

*  采集服務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)接口服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)管理、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)采集等軟件的集成，并為數(shù)據(jù)服務(wù)層提供數(shù)據(jù)支持。

*  數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫軟件平臺(tái)、數(shù)據(jù)服務(wù)（Web Services、DCOM組件、數(shù)據(jù)接口服務(wù)、中間件等）軟件的集成，并為應(yīng)用軟件層提供數(shù)據(jù)支持。

*  WEB應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)組態(tài)應(yīng)用軟件、工具軟件、各類人機(jī)界面軟件、WEB發(fā)布軟件的集成，從而最終滿足用戶對(duì)系統(tǒng)的需求。

有機(jī)揮發(fā)物在線檢測系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)軟件主要包括實(shí)時(shí)監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、預(yù)警報(bào)警、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)設(shè)置等模塊。

天津智易時(shí)代科技發(fā)展有限公司擁有雄厚的研發(fā)和技術(shù)支持力量，并以南開大學(xué)為技術(shù)的研發(fā)支撐，從而使公司核心技術(shù)的研發(fā)得到強(qiáng)有力支持。同時(shí)，智易時(shí)代致力于各類環(huán)境要素的在線監(jiān)測，以大氣監(jiān)測網(wǎng)格化管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，不斷深入，逐步細(xì)化，研發(fā)了針對(duì)石化行業(yè)污染監(jiān)測的“一平臺(tái)兩設(shè)備”（VOC在線監(jiān)測平臺(tái)、無組織排放監(jiān)測的光離子化VOC監(jiān)測儀以及污染源濃度監(jiān)測的氣相色譜法VOC監(jiān)測儀），形成了完善的VOC監(jiān)測環(huán)保體系。