安科瑞 于洋
摘 要：近年來隨著經濟及城鎮化的快速發展，餐飲業也得到了蓬勃發展。隨之而來的是餐飲油煙污染物的無組織排放情況越來越多，使得油煙擾民的問題時有發生。餐飲油煙是油煙顆粒物和 VOCs 混合物，其排放對 PM2.5 和臭氧污染均有貢獻，加強對餐飲油煙污染的治理已刻不容緩。江蘇省某縣根據新時期的環保要求，對全縣范圍內餐飲業單位的油煙排放情況及油煙凈化治理設施的運行工況進行在線監控，利用信息化科技手段變被動為主動，運用物聯網技術實現監控數據實時采集、傳輸及存儲，并形成餐飲業單位油煙排放報告，實現對油煙排放的24小時不間斷監管，變事后處理為事前預防，變末端控制為全過程監管，切實解決餐飲油煙擾民問題。
關鍵詞：餐飲業；油煙濃度監測；油煙治理設施工況監測。
1項目概況
根據環境保護相關文件規定及環境監管工作的實際需求，結合餐飲油煙治理設備和油煙凈化工程的實際問題，我縣通過餐飲油煙在線監控平臺大的建設，實現餐飲業油煙濃度、顆粒物濃度、非甲烷總烴濃度的在線監測，同時加強對治理設施運行的在線監控，進而實現油煙治理設備的清晰維護管理，大幅降低人工現場監測的途徑，提高環保監管效率。
2 項目需求
2.1、數據傳輸網絡建設要求
采用GPRS/CDMA/4G無線通訊，支持專網接入，TCP通訊方式將污染信息數據上報至管理部門的在線監測平臺。通過油煙在線監控系統軟件，對監測異常或超標的企業進行現場檢查。設備軟件主要完成數據采集與處理、實時顯示、存儲管理、查詢、統計和報表等功能。
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1)、油煙在線監控儀技術指標：
3 項目實施方案設計
針對項目要求，需要配置餐飲油煙在線監測云平臺、油煙濃度在線監控儀以及電流互感器，對餐飲油煙排放狀況及油煙治理設施的運行工況進行的監控。
3.1 油煙監控儀現場安裝實施示意圖
3.2 配置1：Acrelcloud-3500餐飲油煙監測云平臺，實現對餐飲行業油煙、顆粒物、NMHC以及風機和凈化器電流數據的 24 小時實時采集和監控。
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序號 |
Acrelcloud-3500餐飲油煙監測云平臺主要功能 |
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1 |
實現對餐飲行業油煙、顆粒物、NMHC以及風機和凈化器電流數據的 24 小時實時采集和監控，采集頻率默認5分鐘，可配置，采集數據項按要求至少要包含具體的參數數據項及其對應時間點。 |
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2 |
針對超標告警內容，系統平臺可生成對應的《企業超標分析報告》和《用戶分析報告》。 |
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3 |
平臺能夠通過多種手段分析和判斷設備運行工況，應該能夠接入其他傳感器來判斷。 |
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4 |
支持溫/濕度，氣壓，氣體流速等數據接入。 |
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5 |
設備清洗、維護：對所監測的設備的濾芯定制相關的維護、清洗計劃，設立對應的負責人，維護對應的安裝時間，清洗時間和下次清洗時間等。 |
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6 |
系統對運維清洗時間進行統計，展示在首頁，提醒用戶定期清洗維護監測儀。 |
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7 |
異常數據主動申報：主要提供企業已知或是無法避免的異常情況發生后，主動上報對產生原因和采取措施，申報含情況說明、現場圖片等資料。 |
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8 |
異常報警可按照行政區域分級分類別統計，提供相關查詢功能。 |
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14 |
對于告警信息，平臺應支持短信、APP推送、郵件發送、語音電話告警等方式實時推送，網頁上會產生循環語音播報，并在后臺形成相關統計匯總數據，備用戶溯源查詢；報警能夠設置分級分時提醒；支持接入其他硬件設備（涉及二次開發） |
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15 |
支持統計企業監測點位凈化設施運行時長，包括在線、離線時長，凈化器、風機開啟時長統計等，以曲線或圖表形式直觀展示 |
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16 |
能夠査看近24小時內的污染物排放折線圖，對比展示同時刻的凈化器和風機的開啟狀況，支持折線圖的放大及收縮展示；結合工藝流程圖，查看凈化器、風機的運行工況 |
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17 |
企業內部油煙管控： 安裝的油煙監控設備應能同時向企業提供超標分析、報裝方式等功能，可以查詢監控點實時數據、小時數據、日數據、月數據等事件類數據。（數據應包含正常和異常數據），其中應該包含： ? 超標企業分析 統計不同種類告警的企業數量，企業隱患排名，分析各企業占比，可實現對一定時間段、不同監測指標、不同報警類型的超標企業 查詢及統計，如累計超標次數、累計超標時長等 ? 在線時長分析 統計企業監測點位凈化設施運行時長，包括在線、離線時長，凈化器、風機開啟時長統計等，以曲線或圖表形式直觀展示 ? 極值統計 統計分析油煙、顆粒物、非甲烷總烴的平均值 ? 企業油煙等數據監控 可查詢企業/行業的日油煙等數據。 ? 單一企業的年、月、日的油煙、顆粒物、非甲烷總烴等各數據統計表，支持導出； ? 同類型（行業）企業的日、月、年的各環節企業超標統計表； ? 自定義選擇單個或多個企業的各類統計分析報表，支持導出； ? 自定義選擇單個或多個企業的報警明細和匯總表，支持導出； ? 能夠査看近24小時內的污染物排放折線圖，對比展示同時刻的凈化器和風機的開啟狀況，支持折線圖的放大及收縮展示 |
3.3 配置2：ACY100-Z4H1-4G型油煙濃度在線監控儀+AKH-0.66 K-Φ10 60A/20mA 0.5級 10Ω電流互感器，主要用于監測餐飲單位排放的油煙等污染物的實時濃度及油煙凈化器和風機的運行電流。
1) ACY100-Z4H1-4G型油煙濃度在線監控儀：
1、激光散射原理：可連續采集并計算單位體積內空氣中不同粒徑的油煙濃度分布，進而換算成質量濃度；
2、抽氣式采樣方式：均勻的采樣油煙，保證測量穩定性；
3、測量數據準確：零點漂移不超過±0.13mg/m3，準確度相對誤差應不超過±8%，線性誤差不超過≤6%，重復性1%，相關系數0.998；
4、豐富的模擬量測量：支持4路交流電流測量，可以監測風機和油煙凈化器的運行電流；另外支持4路0-20mA模擬量輸入，可以擴展接入其他傳感器；
5、開關量輸出輸入：支持4路開關量輸入，檢測風機和凈化器的開關狀態；支持2路開關量輸出，可以強制打開凈化器；
6、數字接口：支持4路RS485；
7、數據導出：支持U盤導出歷史數據；
8、支持遠程對監控儀設置服務器地址和端口、上傳報文間隔、HJ212-2017協議參數（包括設備標識MN，系統編碼ST、污染物編碼因子等）、APN參數、告警閾值等參數；
9、大量數據存儲：主控板可以存儲1年的油煙、顆粒物和非甲烷總烴的濃度數據，存儲時間間隔1分鐘；
10、遠程升級：油煙監控儀可通過遠程升級程序，方便后期響應新的監控需求。
11、支持IP65防護等級；
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ACY100-Z4H1-4G型油煙濃度在線監控儀詳細技術參數 |
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油煙監測 |
油煙量程 |
0 ~ 10mg/m3 |
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顆粒物量程 |
0 ~ 50mg/m3 |
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非甲烷總烴量程 |
0 ~ 100mg/m3 |
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檢測原理 |
激光散射原理 |
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零點漂移 |
1h零點漂移不超過±0.5mg/m3 |
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準確度 |
與參比方法測定結果平均值的相對誤差應不超過±20% |
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線性誤差 |
≤10% |
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重復性 |
1% |
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響應時間 |
1S |
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多煙道測量 |
支持最多兩路油煙排放煙道的污染物測量 |
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硬件參數 |
模擬量 |
4路0~20mA(4~20mA) |
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電流測量 |
4路交流電流測量，可測量風機和油煙凈化器運行電流 |
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數字接口 |
1路IIC |
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開關量輸入(DI) |
4路DI，干接點輸入，內置電源，光電隔離 |
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可用于檢測風機和凈化器的開關狀態 |
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開關量輸出(DO) |
2路DO，無源常開觸點，2A/30VDC或2A/250VAC |
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可用于強制打開凈化器 |
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RS485接口 |
2路RS485接口 |
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半雙工、光電隔離、Modbus-RTU協議 |
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顯示屏 |
4.3寸/7寸觸摸屏選配 |
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指示燈 |
1個電源指示燈，1個工作指示燈 |
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數據管理 |
數據查看 |
觸摸屏查看實時數據或1分鐘、5分鐘、10分鐘、1小時、日報表、月報表等歷史數據查詢 |
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數據存儲 |
可存儲1年的油煙、顆粒物和非甲烷總烴濃度數據 |
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數據導出 |
支持U盤導出歷史數據，導出excel格式 |
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斷點續傳 |
支持連接斷開恢復后的數據續傳功能 |
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狀態上報 |
支持上報實時狀態報文 |
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數據加密 |
支持AES加密 |
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無線傳輸 |
傳輸協議 |
HJ212-2017、MQTT |
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上傳間隔 |
監控儀支持設置數據上傳間隔，可15秒上傳一次超標數據 |
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協議棧 |
TCP/IP |
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通信鏈路 |
全網通模塊，支持GPRS/3G/4G數據傳輸 |
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天線接口 |
SMA接口 |
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防護等級 |
IP65 |
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工作環境 |
溫度范圍 |
-20℃ ~ +55℃ |
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濕度范圍 |
10%RH ~ 90%RH |
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海拔 |
＜2000m |
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工作電源 |
供電范圍 |
AC85~265V，50/60Hz |
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功耗 |
＜10W |
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重量 |
5.3kg |
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2) AKH-0.66 K-Φ10 60A/20mA 0.5級 10Ω電流互感器：
產品外形美觀，安裝、接線方便，輸出為0-20mA電流信號，具有體積小、精度高、帶載能力強、安裝方便等優點。
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AKH-0.66 K-Φ10電流互感器詳細技術參數 |
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型號 |
額定電流比 |
準確度等級 |
穿心匝數 |
穿孔尺寸 |
耐壓 |
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0.5級 |
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AKH-0.66 K-Φ10 |
60A/20mA |
10 |
1 |
10 |
3kV |
6 結語
餐飲業排放的大氣污染物是食材、食用油和調料在烹飪、加工過程中排放出來的油脂、有機質及其加熱分解或裂解產物組成的氣、固、液三相混合物。餐飲業大氣污染物對大氣復合型污染的貢獻是多方面的。通過對餐飲排放油煙等污染物的監測，可以實時獲取油煙等污染物排放濃度，及時發現超標情況并監督餐飲單位進行整改。
鑒于餐飲污染源是否穩定達標排放與其油煙顆粒物等氣體的排放、氣體凈化設施運行情況密切相關。在油煙等污染物監測的基礎上，通過對風機和油煙凈化器的開關狀態和運行電流進行監測，進一步監控在廚房開始生產作業排放油煙時風機和油煙凈化器是否正常開啟以及開啟后的運行狀態是否正常，是否處于正常運行的數據區間，進而判斷風機和油煙凈化器是否需要檢修維護，避免由于風機和油煙凈化器本身的設備故障導致油煙超標排放，杜絕餐飲單位正常開啟風機和油煙凈化器后仍然產生油煙超標的可能。
參考文獻
[1] AcrelCloud-3500餐飲油煙監測云平臺. 2020.05版
[2] 智能電網用戶端電力監控/電能管理/電氣安全 產品報價手冊 2021.01版