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光散射法油烟在线监测系统

2019-03-16 11:25:44 来源：智易时代

1项目背景

1.1系统概述

近年来，伴随着城市的扩大和人们交往的日益频繁，促使餐饮业飞速发展，餐饮业油烟的直接排放也成了各大城市居民的投诉热点。油烟颗粒粒径分布在在0.1-10微米之间，具有粒径小、粘附性强等特点，形成的油烟污染量大、面广、低空扩散性强对人体危害较大。科学研究早已证实，油烟中含有大量挥发性有机物，在空气中冷却会化合成为PM2.5，增加局地污染物浓度。今年中科院对京津冀雾霾天气进行专项研究，在检测出的氮氧有机颗粒物中，局地烹饪排放的油烟型有机颗粒物占21%，汽车尾气和燃煤产生的烃类有机颗粒物占18%。也就是说，餐饮产生的油烟对大气造成的污染甚至超过了汽车尾气。
但目前的油烟监测存在监管信息缺失、监测方法落后，工作繁琐，监测效率差、企业信息缺失、监管时间不能保证等缺点。油烟污染的日渐加重，促使政府立法治理，但治理的前提是精确的掌握污染源头的具体情况，并用数据来作为立法*的依据。
因此，为了对餐饮行业的油烟排放进行监管，国家出台了一系列政策法规和技术标准。根据这些法规和标准，这些年已经有一些方法在实际中得到了应用，如使用油烟净化系统，以及对油烟净化系统进行监控。为了能对油烟排放情况进行实时监控，常需要安装数据采集和通信装置。以往的油烟在线监控系统由于受技术水平所限，只能简单监控油烟净化系统的各个设备的开停状态，一般是风机和净化器，只要各设备是正常开启的，就简单的认为油烟排放也是正常达标的。又或者监控油烟净化设备的运行功率和状态等，根据这些参数的变化以判别油烟净化设备的工作状态和洁净程度，从而估算设备需要进行清洗，以及油烟排放是否达标。
但是，简单的监控设备是否运行与油烟浓度之间并没有直接的联系，不能直观、真实的表达出油烟的实际排放浓度，所以从技术上来讲，这些方法仅是监控相关设备的运行状态，而非监测油烟排放的实际情况。
智易时代基于多年的数据采集经验，和对油烟监控系统的深入理解，经过大量的实验和测试，*终研制出了全新的油烟数据采集器——ZWIN-YY08-G油烟在线监测仪。本产品采用全新的技术，实时监测和上报油烟浓度、温度及湿度等数据，为环保局提供了真实有效的油烟数据，从而真正达到油烟在线监控的目的。

1.2监测方法对比

1.2.1传统采样分析法

无法在现场检测出油烟排放浓度，无法现场*，得到一组数据需大约2天时间。需要经过采样、萃取、分析、计算等步骤，过程繁琐，需要现场采样和实验分析两部门的人员共同完成。测量精度受采样设备、四氯化碳纯度、操作人员经验等因素影响，滤筒多次使用后空白值增高也会影响到数据准确性。使用高纯度四氯化碳，成本较高人工成本*高，四氯化碳对人身健康危害很大

1.2.2VOCs气体测量法

可快速实现现场数据测量，操作简单。但气体测量以ppm为计量单位，VOCs混合物转换为mg/m3时误差较大。经与采样法对比线性度较差。

1.2.3粒子集合光散射法

可快速实现现场数据测量，操作简单。该方法直接以mg/m3为计量单位，与国标采样法对比数据相关性能达到90%以上。目前采样法为唯一国家标准油烟测量方法，但近期的油烟监测逐步的由纯粹监测油烟中的油烟（红外法）转变为监测油烟颗粒物（重量法、光散射法），而且越来越被行业专家认同。北京市地方标准《餐饮业油烟颗粒物的测定手工称重法》对该标准做了进一步补充说明。深圳市地方标准SZDB/Z 254-2017《饮食业油烟排放控制规范》中已经将光散射法列为标准油烟测量方法。

深圳市地方标准SZDB/Z 254-2017

1.3执行标准

GB18483-2001 《饮食业油烟排放标准》
Q/0214 MDY007-2016 《便携式快速油烟检测仪》
SZDB/Z 254-2017《饮食业油烟排放控制规范》
CCAEPI-RG-Y-020《环保产品认证实施规则饮食业油烟浓度在线监控系统》

1.4ZWIN-YY08-G油烟在线监测系统简介

ZWIN-YY08-G油烟在线监测仪由采集器主体、显示屏、油烟探头三部分组成。采集器集成GPRS无线通信模块（可选CDMA），采用实时在线、自动上报的方式工作。采集器带有油烟探头专用接口，用于连接探头。采集器通过控制探头采集油烟原始数据，读取探头采集到的原始数据，并进行综合计算，*终得到油烟浓度值，也可在显示屏上直接查看数据。油烟在线监控系统由实时数据监测、历史数据查询、基础信息管理、用户信息管理等功能组成，支持通过GIS地图定位展示各餐饮企业的实时监测状态。
该系统可对餐饮企业油烟排放浓度、净化器运行状态、风机运行状态、烟道工况参数等指标进行在线监控，为用户提供直接有效且真实的油烟排放状况。
1.4.1仪器核心单元采用激光散射原理，集成温湿度补偿单元，镜头防污染单元。

原理图
1.4.2 ZWIN-YY08-G油烟在线监测系统，由现场监控设备、无线传输网络和数据监控中心三部分组成。

现场监控设备：
主机抽取烟道气进入主机，实时测量油烟浓度。外接工况传感器可采集净化器和风机的运行状态，烟气温度。主机将测量数据通过无线网络上传至数据中心。
油烟在线监测仪包括油烟检测模块（油烟浓度探测器、工况传感器）和油烟监控仪主机。油烟浓度探测器实时监测油烟废气中的油烟浓度信息，通过RS485总线连接到油烟监控主机；工况传感器采集净化器和风机的运行状态，通过模拟量接口连接到油烟监控仪主机；实时采集油烟浓度探测器的数据，以及烟道风机和油烟净化器的工作状态，并通过传输网络把数据上传至监控中心。
无线传输网络：根据餐厅厨房的设备安装现场情况，采用CDMA/GPRS/3G等无线通信方式。
数据监控中心：平台软件可实现数据采集、管理、查询、统计和报表等功能，也可对现场仪器进行校时、远程软件升级等操作。服务器搭建灵活，可建设机房安装服务器（现场要有固定公网IP），也可搭载云服务器进行数据处理。

*终通过本方案可以实现对餐饮行业油烟浓度值进行实时有效的监测管理。项目的全面实施，将使得餐饮企业周边的居民免受油烟污染的困扰，使我们的环境污染得到进一步治理。

2现场监控设备

2.1主要特点

2.1.1测量原理：激光散射法测量油烟含量
2.1.2现场检测油烟浓度、油烟温度、大气压，流速、烟气排放量给出标况油烟排放浓度。
2.1.3现场检测净化器运行工作状态。
2.1.4现场检测风机运行工作状态。
2.1.5油烟浓度超标可自动报警提示，并自动上报至监控中心。
2.1.6油烟采集器被破坏或被拆除后有报警提示，并自动上报监控中心。
2.1.7设备采用抽取式测量排放油烟浓度，避免烟道流量变化扰动测量结果。
2.1.8现场油烟浓度测量数值至少可以连续存储1个月（不低于30000组），通讯正常自动上传缓存数据。
2.1.9整机模块化设计，便于定期维护。可通过USB数据线连接电脑，对仪器各项参数进行设置维护。
2.1.10内置GPRS/CDMA/3G无线通讯，监测数据实时传输至监控平台。
2.1.11坚固不锈钢外壳，具备防尘防水：至少IP65，具备全天候防护功能。
2.1.12输入输出接口全光电隔离，提高系统抗干扰能力。
2.1.13油烟在线监测设备配备手动开关，方便现场紧急手动启停。
2.1.14支持平板电脑数据互联互通，方便现场源头数据直接调取取证。
2.1.15设备支持用户核心重要参数远程调整设置功能。

2.2技术指标

主要参数	参数范围	分辨率	准确度
油烟浓度	（0～30）mg/m³	0.01 mg/m³	优于±5.0%
采样流量	1L/min	0.001 L/min	优于±2.5%
烟气温度	(-40-125)℃	±1.0℃	优于±3.0℃
流量计前压力	(-30～0)kPa	0.01kPa	优于±2%
流量计前温度	(-30～99)℃	1.0℃	优于±2.0℃
数据存储	10000组
主机外型尺寸	(长300×宽180×高400)mm
主机重量	约7kg
工作电源	AC220V±10%, 50Hz
功耗	＜12W

2.3对比传统法优势

项目	传统检测方法	智易时代ZWIN-YY08-G油烟检测仪
检测时间	无法在现场检测出油烟排放浓度，无法现场*。每得到一组数据需大约2天时间。	可实时监测现场油烟排放情况。远程监控。
使用操作	需要经过采样、萃取、分析、计算等步骤，过程繁琐，需要现场采样和实验分析两部门的人员共同完成。	操作简单方便，安装后不需频繁维护。可远程设置主机相关参数。
检测精度	测量精度受采样设备、四氯化碳纯度、操作人员经验等因素影响，滤筒多次使用后空白值增高也会影响到数据准确性。	全自动测量，检测精度高，数据重复性好，避免了现场环境或人为操作带来的影响。
运行成本	每次使用高纯度四氯化碳，成本较高。	维护简单，维护和运行成本低。
其他	萃取用的四氯化碳对人身健康危害很大。	检测过程对人体没有任何不良影响。

3设备配置清单

序号	设备名称	品牌型号	参数指标	数量
现场端单点监测配置
1	油烟检测仪主机	智易时代	油烟浓度：（0-30）mg/m³ 采样流量：1L/mim 烟气温度：（-40-125）℃ 大气压：（50-130）kPa 流量计前压力：（-30-0）kPa 流量计前温度：（-30-99）℃ 安装方式：立杆式/壁挂式 3路输入：风机和净化器状态检测、烟气温度检测工作电源：AC220V±10%，50Hz 功耗：<4W	1
1	工况传感器	智易时代	采集风机和净化器工作状态输出信号：（0-5）V	2
平台软件
2	餐饮油烟在线监控系统软件		软件采用的B/S架构，可直接通过浏览器访问支持IE8/IE9、谷歌、火狐浏览器操作系统支持Windows平台数据库支持SQL Server 2008R2以上处理器：≥2.2GHz/20M缓存系统内存：≥32G 宽带10M/100M高速网络传输 RAID卡：支持RAID5、6、10等，RAID缓存1G	1