园区大气环境实时监测系统技术方案.docx

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园区大气环境实时监测系统技术方案

园区有毒有害气体实时监控预警应急系统方案建议

1前言

1.1背景

近年来，大型石油化工企业、园区化工企业安全生产事故频发，给企业、社会和公众带来重大的财产损失和人员伤亡。

更因其事发突然，现场数据缺失，往往造成次生的严重环境污染事件，给抢险应急指挥带来诸多困难，也为事故调查分析和善后工作带来不便。

由此可见，不论企业、园区管理层还是政府监管部门对安全环境风险监测预警及应急指挥系统技术都有较高需求。

1.2原因分析

石化企业新老装置在生产中的改建和抢修，都无法做到整个装置区停产，因此，边生产边施工的情况在石化企业非常普遍；气体环境不稳定条件下的危险作业如油、气罐的清罐作业，由于人员的震动、电焊引起局部温度快速提高等原因，造成罐壁内或残留液体中易燃易爆和有毒气体的逸出，有引发爆炸和中毒事故的可能；误操作及小动物啃咬电缆引发企业突发气体安全事件（如生产事故、装置泄漏事故、危化品燃爆事故等）。

自然因素如雷电、台风、洪水、地震也会造成石化装置、设备、储罐损坏引发气体安全事故。

1.3结论

园区有多家化工企业，存在着多处重要的安全环境风险源：

如化工装置区、化工物料储存区、化工物料装卸区、施工作业区等；园区周边散居众多居民，园区也有自己的行政管理区；因此其需要重要风险源区、园区边界和周边敏感区有毒有害气体的实时排放监控数据，也需要突发事件应急管理机制和多种应急预案。

在对气体环境日常监测监控管理和突发事件应急指挥中需确保企业、园区及省市安监环保部门互联互动，以调动更多资源应对突发安全环境事故，减少损失，控制污染扩散面。

为此，南京太亚安环信息技术有限公司结合自身技术优势和多年从事石化企业安全生产信息化管理建设的经验，依据国家法律法规和相关技术规范标准，开发出“园区有毒有害气体实时监控预警应急系统”，以满足不同部门的需求。

2系统介绍

2.1总述

园区有毒有害气体实时监控预警应急系统由前端监测设备、数据传输网络、管理平台三部分组成。

本系统标准单元配置仅一台电脑、一台无线接收器、四台气体监测仪和一套软件管理系统。

可对单台化工设备或某高风险装置区实施定点监测监控，也可以组网对某化工厂或某危化物传输管线或某化工园区实施全方位监测监控。

本系统具有部署快速方便灵活等特点，既可以按片区设点长时间实时监测监控，也可以在出现突发事件时快速部署到事故现场，收集现场大气检测数据，为抢险应急决策和组织指挥提供准确全面实时数据。

基本组成如下图：

管理平台

数据传输

前端设备

2.2前端设备

前端设备含主要设备、辅助设备和传输设备。

主要设备指各类有毒有害气体检测仪器、湿度温度传感器、辐射传感器及第三方检测设备；辅助设备即适合高温高湿高粉尘环境下的气体采样设施；传输设备即无线接收器。

其主要功能监测大气数据、数据预处理和数据信息传输。

2.3传输网络

数据传输可选用有线传输方式和无线传输方式，也可以两种兼用。

利用园区已建以太网或光钎可确保前端设备监测数据可靠传输。

利用GPRS和3G技术实施无线传输，无线传输的特点方便灵活。

2.4管理平台

平台软件管理系统是园区有毒有害气体实时监控预警应急系统的核心，我公司开发的本系统可以单独用于区域大气环境实时监测监控或突发事件快速监测部署，也可以作为子系统兼容到更多更大管理系统中，如园区GPS全球定位系统、GIS地理信息系统、RS遥感遥测系统、电视会议系统、2D/3D视频管控系统和突发事件应急指挥系统。

2.5实施路径（如图）

3项目建议

3.1简述

基于对园区提供资料的分析和初步交流，基于对上述系统内容的简要介绍，我们认为应将已建成的“扬州化学工业园区GIS应急处置平台”和上述系统整合，形成既能对园区有毒有害气体的实施监控预警，又能在园区出现突发事件时快速部署快速指挥的有效管理系统。

3.2建议项目名称

扬州化学工业园区有毒有害气体监控预警及应急指挥系统。

3.3项目建设目标

“第一时间发现、第一时间预警、第一时间处置”为本项目的总体建设目标。

即对园区乙烯、丙烯、液化气、轻燃油、正丁烷、甲醇、苯、异丙苯等有毒有害物质，建立“点、线、面”相结合的有毒有害气体实时监控预警系统，和园区现有系统整合集成，形成扬州化学工业园区大气环境实时监控预警及应急指挥系统综合管理平台。

3.4项目建设内容

3.4.1全面排查园区内全部企业的有毒有害气体环境风险隐患，实地勘察周边环境敏感区和环境风险防控措施，对企业环境风险进行评估、分级，提出所有可能发生的突发安全环境事件情景，对园区乙烯、丙烯、液化气、轻燃油、正丁烷、甲醇、苯、异丙苯等有毒有害物质，进行全面的定性半定量评估，确定对人群的危害及扩散途径规律。

3.4.2在全面排查的基础上，分别出重要风险源和一般风险源，并对一般风险源开展半定量和重点风险源的全定量环境风险评估，建立“点、线、面”相结合的有毒有害气体实时监控预预警体系。

3.4.3在已有数据传输网络的基础之上，构建有线和无线相结合的传输系统，实现已有和即将建设的硬件与软件的集成，形成完善的有毒有害气体环境风险预警数据收集与传递系统，保障数据传输的准确性、及时性、连续性，为应急智能处置奠定基础。

3.4.4详细调查园区周边五公里半径内城镇、社区、村组信息，形成基础数据库，借鉴大型石化企业和其它化工园区的成功经验，构建符合园区及周边地理环境、气象条件的有毒有害气体突发环境事件应用模型。

3.4.5基于上述环境风险排查和评估，进行企业和园区整体大气突发环境事件应急预案的编制、更新和应急响应能力升级，实现应急预案的电子化，

将化工园区和企业两级电子应急预案与上述有毒有害气体环境风险预警系统对接，并和已建成的“扬州化学工业园区GIS应急处置平台”系统整合集成，为园区和企业提供大气突发环境事件应急处置智能辅助。

3.4.6探索建立健全重点区域有毒有害气体环境风险预警和突发事件应急指挥管理运行机制，形成化工园区有毒有害大气风险环境预警体系建设标准和技术规范，从技术层面和制度管理层面为化工园区探索监控预警和应急指挥的长效机制提供科学数据及经验总结。

4实施步骤

4.1总述（如图）

4.2基础调研

4.2.1园区基本情况（图）

一是自然情况；

二是经济社会情况；

三是发展规划；

4.2.2园内企业情况（统计表）

第一园区企业基础调查和数据收集：

掌握各企业基本信息如占地面积、员工数、生产量、化工装置区、物料储存区、运输装卸区、物料成分是易燃易爆还是有毒有害气体，以准确定位园区重要大气安全环境风险源、风险源数量、危害程度及可能扩散的速度和扩散面。

如下图所列，园区共六家化工企业，生产和存储乙烯、丙烯、液化气、轻燃油、正丁烷、甲醇、苯、异丙苯等多种有毒有害化工物料和产品。

企业情况统计表：

序号

企业名称

主要产品

生产能力

污染物

实友化工

汽油、船用燃料油、丙烯、液化气

100万吨/年重油催化裂化制烯烃装置

异丙苯

甲基叔丁基醚

远东联

环氧乙烷、乙二醇

年产40万吨

乙烯

环氧乙烷

远东仪化

精对苯二甲酸（PTA）、PX

200万吨/年

精对苯二甲酸（PTA）、PX

大连化工

乙烯-醋酸乙烯共聚合物乳胶（EVA）、1,4-丁二醇（BDO）、聚四亚甲基醚二醇（PTG）

年产乙烯-醋酸乙烯共聚合物乳胶（EVA）30,000公吨、1,4-丁二醇（BDO）36,000公吨、

乙烯-醋酸乙烯共聚合物乳胶（EVA）、1,4-丁二醇（BDO）、聚四亚甲基醚二醇（PTG）

恒基达鑫国际化工仓储

存储石油化工类产品

可存储27.6万立方米的石油化工产品

精对苯二甲酸（PTA）、PX、环氧乙烷

奥克仓储

存储乙烯

存储5万立方米乙烯

乙烯

园区管线物料情况统计表：

序号

管线

介质

压力

物质形态

管径

位置

南京港送原油至实友线

原油

PN2.5

液相

DN300

烟灯河沿岸管廊断面

实友轻燃油送南京港

轻燃油

PN1.6

液相

DN200

烟灯河沿岸管廊断面

实友船燃油送南京港线

船燃油

PN1.6

液相

DN150

烟灯河沿岸管廊断面

实友MTBE送南京港线

MTBE

PN1.6

液相

DN180

烟灯河沿岸管廊断面

南京港送石脑油至实友线

石脑油

PN1.6

液相

DN80

烟灯河沿岸管廊断面

南京港送C9至实友线

PN1.6

液相

DN80

烟灯河沿岸管廊断面

南京港送船燃石油至实友线

船燃石油

PN1.6

液相

DN150

烟灯河沿岸管廊断面

实友送异丙苯至南京港线

异丙苯

BL150

液相

DN125

烟灯河沿岸管廊断面

南京港送苯至实友线

苯

BL150

液相

DN300

烟灯河沿岸管廊断面

南京港送丙烯至实友线

丙烯

BL300

液相

DN200

烟灯河沿岸管廊断面

实友丙酮送南京港线

丙酮

BL150

液相

DN200

烟灯河沿岸管廊断面

实友异丙苯至南京港

异丙苯

PN2.5

液相

DN150

烟灯河沿岸管廊断面

远东联乙二醇至南京港

乙二醇

1.58MPa

液相

DN250

烟灯河沿岸管廊断面

乙烯卸船线由码头至远东联

乙烯

0.6MPa

液相

12"

烟灯河沿岸管廊断面

乙烯卸船预冷线码头至远东联

乙烯

0.6MPa

液相

烟灯河沿岸管廊断面

乙烯放空管线码头至远东联

乙烯

5kPa

气相

烟灯河沿岸管廊断面

南京港至奥克仓储乙烯

乙烯

0.6MPa

液相

DN250

烟灯河沿岸管廊断面

南京港至奥克仓储乙烯

乙烯

0.57MPa

液相

DN80

烟灯河沿岸管廊断面

南京港至奥克仓储乙烯

乙烯

0.02MPa

气、液相

DN50

烟灯河沿岸管廊断面

奥克仓储至F2乙烯

乙烯

2.6-3.5MPa

液相

DN150

烟灯河沿岸管廊断面

奥克仓储至大连化工乙烯

乙烯

3.3-3.5MPa

液相

DN80

烟灯河沿岸管廊断面

南京港送原料油至实友线

原料油

PN2.5

液相

DN300

沿江高速公路段

南京港送C9至实友线

PN1.6

液相

DN100

沿江高速公路段

南京港送石脑油至实友线

石脑油

PN1.6

液相

DN80

沿江高速公路段

实友液化气送恒基线

异丙苯

PN2.5

液相

DN150

沿江高速公路段

实友轻燃油送南京港线

轻燃油

PN1.6

液相

DN200

沿江高速公路段

室友船燃油送南京港线

船燃油

PN1.6

液相

DN150

沿江高速公路段

南京港送笨至实友线

笨

BL150

液相

DN300

沿江高速公路段

南京港送船燃油至实友线

船燃油

PN2.5

液相

DN150

沿江高速公路段

实友线送异丙苯至南京港线

异丙苯

BL150

液相

DN125

沿江高速公路段

南京港送丙烯至实友线

丙烯

BL300

液相

DN200

沿江高速公路段

实友丙酮送南京港线

丙酮

BL150

液相

DN200

沿江高速公路段

远东联至南京港乙二醇

乙二醇

1.58MPa

液相

DN250

沿江高速公路段

南京港至远东联乙烯

乙烯

0.6MPa

液相

DN300

沿江高速公路段

南京港至远东联乙烯

乙烯

0.6MPa

液相

DN100

沿江高速公路段

南京港至远东联乙烯

乙烯

5kPa

液相

DN50

沿江高速公路段

恒基一期至二期C4/C5

C4/C5

1.77MPa

液相

DN200

恒基达鑫处管廊断面

恒基一期至二期C4/C5

C4/C5

1.77MPa

液相

DN200

恒基达鑫处管廊断面

恒基一期至二期C3

2.2MPa

液相

DN200

恒基达鑫处管廊断面

恒基一期至二期C3

2.2MPa

液相

DN200

恒基达鑫处管廊断面

恒基一期至二期C3

2.2MPa

液相

DN200

恒基达鑫处管廊断面

恒基一期至二期柴油

柴油

0.9MPa

液相

DN200

恒基达鑫处管廊断面

恒基一期至二期汽油

汽油

0.9MPa

液相

DN200

恒基达鑫处管廊断面

恒基一期至二期汽油

汽油

0.9MPa

液相

DN200

恒基达鑫处管廊断面

奥克仓储去F2乙烯

乙烯

2.6-3.5MPa

液相

DN150

港口区管线物料情况统计表：

序号

管线

介质

压力

物质形态

管径

位置

南京港至远东联乙烯预冷

乙烯

3.5MPa

气、液相

DN100

南京港

南京港至实友苯道

苯

3.5MPa

液相

DN300

南京港

南京港至奥克乙烯

乙烯

3.5MPa

液相

DN250

南京港

南京港至远东联乙烯

乙烯

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至实友船燃油

船燃油

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至实友轻燃油

轻燃油

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至实友燃料油

燃料油

3.5MPa

液相

DN300

南京港

南京港至远东联乙二醇

乙二醇

3.5MPa

液相

DN250

南京港

大连化工至奥克乙烯

乙烯

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至实友C9

3.5MPa

气相

DN100

南京港

南京港至实友石脑油

石脑油

3.5MPa

液相

DN100

南京港

南京港至实友MTBE

MTBE

3.5MPa

液相

DN80

南京港

南京港至实友丙酮

丙酮

3.5MPa

液相

DN200

南京港

南京港至实友丙烯

丙烯

16MPa

液相

DN300

南京港

南京港至实友甲醇管线

甲醇

3.5MPa

液相

DN100

南京港

南京港至实友外购船燃油

船燃油

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至实友异丙苯

异丙苯

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至南京港正丁烷

正丁烷

8MPa

液相

DN200

南京港

南京港至南京港正丁烷

正丁烷

8MPa

液相

DN200

南京港

南京港至奥克乙烯预冷

乙烯

3.5MPa

气、液相

DN80

南京港

南京港至南京港正丁烷气线

正丁烷

8MPa

气相

DN80

南京港

南京港至远东联乙烯预冷

乙烯

3.5MPa

气、液相

DN100

南京港

南京港至实友苯管道

苯

3.5MPa

液相

DN300

南京港

南京港至奥克乙烯

乙烯

3.5MPa

液相

DN250

南京港

南京港至远东联乙烯

乙烯

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至实友船燃油

船燃油

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至实友轻燃油

轻燃油

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至实友燃料油

燃料油

3.5MPa

液相

DN300

南京港

南京港至远东联乙二醇

乙二醇

3.5MPa

液相

DN250

南京港

大连化工至奥克乙烯

乙烯

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至实友C9

3.5MPa

气相

DN100

南京港

南京港至实友石脑油

石脑油

3.5MPa

液相

DN100

南京港

南京港至实友MTBE

MTBE

3.5MPa

液相

DN80

南京港

南京港至实友丙酮

丙酮

3.5MPa

液相

DN200

南京港

南京港至实友丙烯

丙烯

16MPa

液相

DN300

南京港

南京港至实友甲醇管线

甲醇

3.5MPa

液相

DN100

南京港

南京港至实友外购船燃油

船燃油

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至实友异丙苯

异丙苯

3.5MPa

液相

DN150

南京港

南京港至南京港正丁烷

正丁烷

8MPa

液相

DN200

南京港

南京港至南京港正丁烷

正丁烷

8MPa

液相

DN200

南京港

南京港至奥克乙烯预冷

乙烯

3.5MPa

气、液相

DN80

南京港

南京港至南京港正丁烷气线

正丁烷

8MPa

气相

DN80

南京港

第二企业防范措施及现场考察：

通过现场勘察和实地走访等形式对化工园区内各企业的风险防范措施全面了解，可以确认和落实现有的防范措施及设施，掌握对风险的控制效果，甚至可以有效地利用这些风险控制设施及手段，将其接入有毒有害气体环境风险预警系统中；可以通过对现有的防范措施及设施进行分析，确定其是否达到对风险的控制作用，便于下一步提出企业环境风险防范整改方案，在后期有毒有害气体环境风险预警体系建设过程中，有针对性地加以补充完善。

第三企业预案编制审理及演练情况：

收集园内各企业风险防范应对预案并加以整理分析归类，在了解企业演练效果基础上重新评估，输入园区预案信息系统，既重修和完善了企业的应急预案，又为园区突发事件应急预案电子化工作打下基础。

4.2.3园区大气环境管理措施

第一园区环境管理机构及管理制度：

现已建成的园区管理部门和管理网络体系如安监、环保、公安、消防、医疗、通讯、新闻及各企业HSE部门；已经发布并执行的安全环境监督管理制度及检查考核情况；

第二园区环境风险评估：

园区安全环境评估报告及园区委托其它专业部门对园区的最新的安全环境评估结果；

第三园区建立以来发生事故统计和分析：

园区建立以来入园企业历年发生的上报安全环境事故统计，事故原因分析，事故应急处置及善后处理结果；

第四园区应急预案及演练：

园区企业上报预案及园区各类应急处置预案，园区根据预案组织演练情况，演练评估及周期性演练；

第五园区目前预警监控设施建设情况：

扬州化学工业园区GIS应急处置平台已运作，由南京太亚科技有限公司建立。

4.3有毒有害气体风险评估及风险源识别

4.3.1环境风险评估及风险源识别是项目设计和实施的依据，通过环境风险评估及风险源识别明确风险因子的特性，确定该风险隐患对园区、周边环境、人群的危害及扩散路径规律，提出所有可能发生的突发环境事件情景，进而总结评估方法和标准，为化工园区有毒有害气体环境风险预警体系设计提供支持。

4.3.2环境风险评估及风险源识别主要内容是在园区安全环境评估报告及园区委托其它专业部门对园区的最新的安全环境评估结果的基础上，进一步辨识园区、企业及环境变更形成的新变化，重新判断识别风险源和风险敏感区，为监测站/点布设和监测网络构建提供支持。

4.3.3风险源和环境敏感区确认：

根据国家及行业相关标准确定存在何种危险物质、存储量有多少、存在于何处、使用何种存储形式、可能发生何种环境风险；确定化工园区内、外的大气环境敏感区域，敏感区主要包括居民、医疗卫生、文化教育、科研、行政办公、企业等主要功能区域；有毒有害气体环境风险监测预警系统须对环境敏感区实现完全覆盖。

环境敏感区的扩散速度和范围。

模拟结果作为有毒有害气体环境风险预警系统的场景数据输入，为泄漏场景筛查、应急预案启动的决策支持奠定基础。

4.4项目设计

以上各项工作目标实现后，项目设计就有了充分依据。

项目设计含四部分：

监测站/点布设、数据传输网络构建、系统功能设计及基于GIS平台的系统综合集成。

设计工作除遵循国家法律法规、相关行业标准规范外还须坚持监测数据全面性、准确性原则；监测系统先进性、成熟性原则；监测系统实用性、经济性原则；

4.4.1监测站/点布设：

监测网络的点位要考虑风险源、园区边界和周边5公里范围内的敏感受体。

一般原则以“点、线、面”相结合布设。

在监测网络建设中，须加强对于风险源，尤其是重点风险源的监测；针对重大风险源的“点”监测将采取“就近布置”的原则如罐区、装卸区和阀门等。

数据传输网络构建：

一是利用已建有线网络系统，监测点将检测到的大气排放实时数据，无线传送监测片区中继站接受，通过网络链接传输到园区综合管理平台。

突发安全环境事故时只要一条链路正常就能保证监测数据畅通。

二是新建工业环网，组成监测点-监测片区基站-综合管理平台光钎网络。

相对传统的主干网络，工业环网能具有更强的容灾能力和数据传输能力。

三是增加移动3G网络或WLAN网络作为备份网络，在出现重大突发事件时能确保证监控中心连续收到事故中心区的实时监测数据。

系统功能设计：

化工园区有毒有害气体环境实时监控预警及应急指挥系统包括硬件部分和软件部分（即：

有毒有害气体环境风险预警系统），其中硬件部分包括：

构成监测网络的各个监测设备、数据传输设备、指挥平台和移动终端等，有毒有害气体环境实时监控预警及应急指挥系统包括基础操作系统和功能软件两部分。

基础操作系统基于GIS地理信息系统。

功能软件部分由风险源监测信息管理子系统、监测网络信息管理子系统、预警分析子系统、电子预案系统、数据库管理平台组成。

功能软件的各个功能子系统结构图如下：

风险源监测信息管理子系统：

风险源信息管理子系统主要是通过将园区内企业风险单元、园区风险源进行实时监控，基于GIS地理信息系统，实现风险源监测监控信息、应急响应及处置信息、周边环境信息的快速查询、显示、预测模拟，实现各类数据的可视化展示。

其特点如下：

第一，通过对风险源管理的了解与分析，能够及时准确地掌握风险源的基本信息。

第二，能够对风险源信息、企业相关信息进行录入、修改、更新和维护，并能方便、快捷地进行检索和查询。

其功能包括：

GIS展示功能；数据统计查询功能；数据更新功能；数据下载功能；数据接口服务。

监测网络信息管理子系统：

监测网络信息管理子系统包括两方面的管理：

园区及周边监测网络的设备信息管理系统、园区及周边监测网络的日常监测数据管理系统。

主要内容包括：

监测设备的安装位置、监测设备的具体型号、监测设备的测量对象、量程及精度、监测设备的校验记录、监测设备的维修记录等。

日常监测数据管理包括数据读取、数据分类、数据存储、数据统计、数据分析、数据调用、数据展示、数据上传、数据输出、数据备份等。

预警分析子系统：

预警分析子系统通过接警、预警研判、预警分析，实现园区内企业风险单元预警、企业厂区预警、园区预警、园区周边敏感区域预警等

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