安科瑞 于洋
摘 要：近年来随着经济及城镇化的快速发展，餐饮业也得到了蓬勃发展。随之而来的是餐饮油烟污染物的无组织排放情况越来越多，使得油烟扰民的问题时有发生。餐饮油烟是油烟颗粒物和 VOCs 混合物，其排放对 PM2.5 和臭氧污染均有贡献，加强对餐饮油烟污染的治理已刻不容缓。江苏省某县根据新时期的环保要求，对全县范围内餐饮业单位的油烟排放情况及油烟净化治理设施的运行工况进行在线监控，利用信息化科技手段变被动为主动，运用物联网技术实现监控数据实时采集、传输及存储，并形成餐饮业单位油烟排放报告，实现对油烟排放的24小时不间断监管，变事后处理为事前预防，变末端控制为全过程监管，切实解决餐饮油烟扰民问题。
关键词：餐饮业；油烟浓度监测；油烟治理设施工况监测。
1项目概况
根据环境保护相关文件规定及环境监管工作的实际需求，结合餐饮油烟治理设备和油烟净化工程的实际问题，我县通过餐饮油烟在线监控平台大的建设，实现餐饮业油烟浓度、颗粒物浓度、非甲烷总烃浓度的在线监测，同时加强对治理设施运行的在线监控，进而实现油烟治理设备的清晰维护管理，大幅降低人工现场监测的途径，提高环保监管效率。
2 项目需求
2.1、数据传输网络建设要求
采用GPRS/CDMA/4G无线通讯，支持专网接入，TCP通讯方式将污染信息数据上报至管理部门的在线监测平台。通过油烟在线监控系统软件，对监测异常或超标的企业进行现场检查。设备软件主要完成数据采集与处理、实时显示、存储管理、查询、统计和报表等功能。
=
1)、油烟在线监控仪技术指标：
3 项目实施方案设计
针对项目要求，需要配置餐饮油烟在线监测云平台、油烟浓度在线监控仪以及电流互感器，对餐饮油烟排放状况及油烟治理设施的运行工况进行的监控。
3.1 油烟监控仪现场安装实施示意图
3.2 配置1：Acrelcloud-3500餐饮油烟监测云平台，实现对餐饮行业油烟、颗粒物、NMHC以及风机和净化器电流数据的 24 小时实时采集和监控。
|
序号 |
Acrelcloud-3500餐饮油烟监测云平台主要功能 |
|
1 |
实现对餐饮行业油烟、颗粒物、NMHC以及风机和净化器电流数据的 24 小时实时采集和监控，采集频率默认5分钟，可配置，采集数据项按要求至少要包含具体的参数数据项及其对应时间点。 |
|
2 |
针对超标告警内容，系统平台可生成对应的《企业超标分析报告》和《用户分析报告》。 |
|
3 |
平台能够通过多种手段分析和判断设备运行工况，应该能够接入其他传感器来判断。 |
|
4 |
支持温/湿度，气压，气体流速等数据接入。 |
|
5 |
设备清洗、维护：对所监测的设备的滤芯定制相关的维护、清洗计划，设立对应的负责人，维护对应的安装时间，清洗时间和下次清洗时间等。 |
|
6 |
系统对运维清洗时间进行统计，展示在首页，提醒用户定期清洗维护监测仪。 |
|
7 |
异常数据主动申报：主要提供企业已知或是无法避免的异常情况发生后，主动上报对产生原因和采取措施，申报含情况说明、现场图片等资料。 |
|
8 |
异常报警可按照行政区域分级分类别统计，提供相关查询功能。 |
|
14 |
对于告警信息，平台应支持短信、APP推送、邮件发送、语音电话告警等方式实时推送，网页上会产生循环语音播报，并在后台形成相关统计汇总数据，备用户溯源查询；报警能够设置分级分时提醒；支持接入其他硬件设备（涉及二次开发） |
|
15 |
支持统计企业监测点位净化设施运行时长，包括在线、离线时长，净化器、风机开启时长统计等，以曲线或图表形式直观展示 |
|
16 |
能够査看近24小时内的污染物排放折线图，对比展示同时刻的净化器和风机的开启状况，支持折线图的放大及收缩展示；结合工艺流程图，查看净化器、风机的运行工况 |
|
17 |
企业内部油烟管控： 安装的油烟监控设备应能同时向企业提供超标分析、报装方式等功能，可以查询监控点实时数据、小时数据、日数据、月数据等事件类数据。（数据应包含正常和异常数据），其中应该包含： ? 超标企业分析 统计不同种类告警的企业数量，企业隐患排名，分析各企业占比，可实现对一定时间段、不同监测指标、不同报警类型的超标企业 查询及统计，如累计超标次数、累计超标时长等 ? 在线时长分析 统计企业监测点位净化设施运行时长，包括在线、离线时长，净化器、风机开启时长统计等，以曲线或图表形式直观展示 ? 极值统计 统计分析油烟、颗粒物、非甲烷总烃的平均值 ? 企业油烟等数据监控 可查询企业/行业的日油烟等数据。 ? 单一企业的年、月、日的油烟、颗粒物、非甲烷总烃等各数据统计表，支持导出； ? 同类型（行业）企业的日、月、年的各环节企业超标统计表； ? 自定义选择单个或多个企业的各类统计分析报表，支持导出； ? 自定义选择单个或多个企业的报警明细和汇总表，支持导出； ? 能够査看近24小时内的污染物排放折线图，对比展示同时刻的净化器和风机的开启状况，支持折线图的放大及收缩展示 |
3.3 配置2：ACY100-Z4H1-4G型油烟浓度在线监控仪+AKH-0.66 K-Φ10 60A/20mA 0.5级 10Ω电流互感器，主要用于监测餐饮单位排放的油烟等污染物的实时浓度及油烟净化器和风机的运行电流。
1) ACY100-Z4H1-4G型油烟浓度在线监控仪：
1、激光散射原理：可连续采集并计算单位体积内空气中不同粒径的油烟浓度分布，进而换算成质量浓度；
2、抽气式采样方式：均匀的采样油烟，保证测量稳定性；
3、测量数据准确：零点漂移不超过±0.13mg/m3，准确度相对误差应不超过±8%，线性误差不超过≤6%，重复性1%，相关系数0.998；
4、丰富的模拟量测量：支持4路交流电流测量，可以监测风机和油烟净化器的运行电流；另外支持4路0-20mA模拟量输入，可以扩展接入其他传感器；
5、开关量输出输入：支持4路开关量输入，检测风机和净化器的开关状态；支持2路开关量输出，可以强制打开净化器；
6、数字接口：支持4路RS485；
7、数据导出：支持U盘导出历史数据；
8、支持远程对监控仪设置服务器地址和端口、上传报文间隔、HJ212-2017协议参数（包括设备标识MN，系统编码ST、污染物编码因子等）、APN参数、告警阈值等参数；
9、大量数据存储：主控板可以存储1年的油烟、颗粒物和非甲烷总烃的浓度数据，存储时间间隔1分钟；
10、远程升级：油烟监控仪可通过远程升级程序，方便后期响应新的监控需求。
11、支持IP65防护等级；
|
ACY100-Z4H1-4G型油烟浓度在线监控仪详细技术参数 |
||
|
油烟监测 |
油烟量程 |
0 ~ 10mg/m3 |
|
颗粒物量程 |
0 ~ 50mg/m3 |
|
|
非甲烷总烃量程 |
0 ~ 100mg/m3 |
|
|
检测原理 |
激光散射原理 |
|
|
零点漂移 |
1h零点漂移不超过±0.5mg/m3 |
|
|
准确度 |
与参比方法测定结果平均值的相对误差应不超过±20% |
|
|
线性误差 |
≤10% |
|
|
重复性 |
1% |
|
|
响应时间 |
1S |
|
|
多烟道测量 |
支持最多两路油烟排放烟道的污染物测量 |
|
|
硬件参数 |
模拟量 |
4路0~20mA(4~20mA) |
|
电流测量 |
4路交流电流测量，可测量风机和油烟净化器运行电流 |
|
|
数字接口 |
1路IIC |
|
|
开关量输入(DI) |
4路DI，干接点输入，内置电源，光电隔离 |
|
|
可用于检测风机和净化器的开关状态 |
||
|
开关量输出(DO) |
2路DO，无源常开触点，2A/30VDC或2A/250VAC |
|
|
可用于强制打开净化器 |
||
|
RS485接口 |
2路RS485接口 |
|
|
半双工、光电隔离、Modbus-RTU协议 |
||
|
显示屏 |
4.3寸/7寸触摸屏选配 |
|
|
指示灯 |
1个电源指示灯，1个工作指示灯 |
|
|
数据管理 |
数据查看 |
触摸屏查看实时数据或1分钟、5分钟、10分钟、1小时、日报表、月报表等历史数据查询 |
|
数据存储 |
可存储1年的油烟、颗粒物和非甲烷总烃浓度数据 |
|
|
数据导出 |
支持U盘导出历史数据，导出excel格式 |
|
|
断点续传 |
支持连接断开恢复后的数据续传功能 |
|
|
状态上报 |
支持上报实时状态报文 |
|
|
数据加密 |
支持AES加密 |
|
|
无线传输 |
传输协议 |
HJ212-2017、MQTT |
|
上传间隔 |
监控仪支持设置数据上传间隔，可15秒上传一次超标数据 |
|
|
协议栈 |
TCP/IP |
|
|
通信链路 |
全网通模块，支持GPRS/3G/4G数据传输 |
|
|
天线接口 |
SMA接口 |
|
|
防护等级 |
IP65 |
|
|
工作环境 |
温度范围 |
-20℃ ~ +55℃ |
|
湿度范围 |
10%RH ~ 90%RH |
|
|
海拔 |
＜2000m |
|
|
工作电源 |
供电范围 |
AC85~265V，50/60Hz |
|
功耗 |
＜10W |
|
|
重量 |
5.3kg |
|
2) AKH-0.66 K-Φ10 60A/20mA 0.5级 10Ω电流互感器：
产品外形美观，安装、接线方便，输出为0-20mA电流信号，具有体积小、精度高、带载能力强、安装方便等优点。
|
AKH-0.66 K-Φ10电流互感器详细技术参数 |
|||||
|
型号 |
额定电流比 |
准确度等级 |
穿心匝数 |
穿孔尺寸 |
耐压 |
|
0.5级 |
|||||
|
AKH-0.66 K-Φ10 |
60A/20mA |
10 |
1 |
10 |
3kV |
6 结语
餐饮业排放的大气污染物是食材、食用油和调料在烹饪、加工过程中排放出来的油脂、有机质及其加热分解或裂解产物组成的气、固、液三相混合物。餐饮业大气污染物对大气复合型污染的贡献是多方面的。通过对餐饮排放油烟等污染物的监测，可以实时获取油烟等污染物排放浓度，及时发现超标情况并监督餐饮单位进行整改。
鉴于餐饮污染源是否稳定达标排放与其油烟颗粒物等气体的排放、气体净化设施运行情况密切相关。在油烟等污染物监测的基础上，通过对风机和油烟净化器的开关状态和运行电流进行监测，进一步监控在厨房开始生产作业排放油烟时风机和油烟净化器是否正常开启以及开启后的运行状态是否正常，是否处于正常运行的数据区间，进而判断风机和油烟净化器是否需要检修维护，避免由于风机和油烟净化器本身的设备故障导致油烟超标排放，杜绝餐饮单位正常开启风机和油烟净化器后仍然产生油烟超标的可能。
参考文献
[1] AcrelCloud-3500餐饮油烟监测云平台. 2020.05版
[2] 智能电网用户端电力监控/电能管理/电气安全 产品报价手册 2021.01版