挥发性有机物VOCs连续排放监测系统技术方案-VOC分析仪方案
1概述
xxxxxxxxxx公司（卖方）就xxxxxx公司VOC排放连续监测项目VOC在线分析仪及集成系统的设计选型、生产制造、技术要求、质量保证、检验试验、安装调试等事宜达成如下协议。
本技术协议经签字后生效，并且作为合同附件，具有同样的法律效力，并与订货合同同时生效。
本技术协议阐述了买方工程项目所用的过程分析以及系统成套系统的技术要求，卖方保证所提供的过程分析仪及成套系统完全满足技术文件提出的技术规格和环境条件的要求，并确保所供产品的质量及分析仪系统的适应性、完整性、先进性、可靠性及**性。
本项目采用意大利ADEV分析仪器公司生产的O521型VOCs分析仪，该仪器采用FID火焰离子检测原理，测量准确可靠，产品符合上海市固定污染源非甲烷总烃在线监测系统安装及联网技术要求。在6套尾气处理装置的排放烟囱各安装一套，共6套，实时监控VOC含量。
2执行标准
本系统的设计、制造、验收规范主要按下列标准和技术规范进行：
n 上海市固定污染源非甲烷总烃在线监测系统安装及联网技术要求（试行）
n GB16297-1996 《大气污染物综合排放标准》
n GB 3095-1996《大气环境质量标准》
n GB/T 16157固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法
n HJ/T 75固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）
n HJ/T 76固定污染源烟气连续监测系统技术要求及检测方法（试行）
n HJ/T 212污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准
n GB50093自动化仪表工程施工及质量验收规范
n GB50168电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范
n GB12519-1990 《分析仪器通用技术条件》
3现场工况数据
环境温度：
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极端高温度
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40℃
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极端低温度
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－10℃
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湿 度:
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平均湿度
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30~50 %
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气 压:
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年平均大气压
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1015.8 h Pa
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操作条件：
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仪表供电：
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220AC±5% 50Hz UPS
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公用工程供电：
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220AC±10% 50Hz
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仪表空气：
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0.7/0.50 MPaG
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露点小于40oC；无油无粉尘
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备注：公用工程条件将在开工会定。
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尾气处理装置出口工况：?% N2; ?% O2，?% H2O,测量量程要求：NMHC: 0-100/1000ppm
常温常压；防爆区
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方案描述
本方案选用xxxxx公司的xxx型VOCs（甲烷/非甲烷总烃）在线分析系统，测量排放气体中的VOC含量，在6套尾气处理装置的排放烟囱各安装一套。
整套系统结构简单，动态范围广，实时性强，组网灵活，运行成本低。同时系统采用模块化结构，组合方便，并可以与环保部门的数据系统进行联网通讯。
CEM8800型VOC（甲烷/非甲烷总烃）在线分析仪是由ADEV集多年环境监测仪器研发与应用经验开发、设计和制造，采用国际先进技术，性能稳定可靠，自动化程度高，具有ppb的高检测灵敏度。仪表采用加热型催化氧化+FID测量原理，根据测量需求，能够连续测量排放气体中痕量甲烷和非甲烷总烃等组分含量。适用于环境大气和污染源全自动连续实时在线监测系统，集自动化的样品采集、测量分析、数据处理于一体，具有如下特点:
Ø 可自动标定和自动零点校正，无需人工操作，维护量小
Ø 火焰实时监测和智能化点火技术，实现检测器的智能化点火和熄火判断、保护，保证系
统连续在线运行的可靠性和**性
Ø 电子流量控制功能，自动调节流量
Ø 内置加热测量池，可直接测量191°C的高温高湿样气
Ø 多量程自动切换，16位ADC，信号精度高
Ø 仪器故障自诊断及报警功能，当仪器出现故障，可有继电器报警信号输出
Ø 内置加热取样泵，大限度减少样品吸附损失，提高测量精度。
4.1系统组成
甲烷/非甲烷总烃在线监测系统组成，如图1所示：监测系统主要由VOC监控子系统、烟气参数监测子系统、数据采集与处理系统3个模块组成。VOCs监测子系统包括气体取样、预处理系统、标定和辅助气体单元及VOCs分析仪，该系统可以测得VOCs（非甲烷总烃）的含量。烟气参数监控子系统包括温度、压力、流量、湿度变送器和集线器，该子系统测得温度压力流量和湿度数据。数据采集与处理系统包括数模转换模块、工控机、数据采集与处理软件、数据远传单元等，能够接受和处理来自各个测量模块的监测组分浓度信息和工作状态信息，具有生成报表、存储数据、查询历史记录、与环保部门联网通信等功能。为用户统一管理、及时响应和快速决策提供依据。
4.2系统主要技术指标
性能参数
|
指标
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制造厂家
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PID
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型号
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CEM8800
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测量项目
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非甲烷总烃/甲烷/THC
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检测器
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FID
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量程
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0-10/100/1000/
ppm as propane；多量程自动切换
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响应时间
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<10s
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零点/量程漂移
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1%FSD /24hours
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小检出限
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0.1ppm
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FID 燃料气
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99.999%H2
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FID 助燃气
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无油/水洁净空气，THC<1ppm
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读值
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Ppm 甲烷或丙烷
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输出
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0/4-20mA，RS-232，TCP/IP，Modbus
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报警功能
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仪器状态报警、浓度报警，24VDC 继电器输出
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样品温度
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高181°C
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测量池温度
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191°C
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环境温度
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5-40°C
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环境湿度
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<90%RH
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4.3组成部分详细介绍
4.3.1VOC在线监测系统
VOC分析系统包括：
取样单元（探头、过滤器、温控器）；
加热取样管线（电加热恒功率型120～180℃）；
预处理单元（取样泵、除湿、细过滤、排水等）；
反吹单元（压缩气源、反吹气路、控制阀等）、；
分析单元（VOCs）；
其它（气路、电路等）；
分析仪器柜：2000×800×800MM（高*深*宽）
甲烷/非甲烷总烃在线分析仪
型 号：O521 FID
生产厂家：ADEV
原 理：仪器采用高温催化氧化分离技术和高温FID技术分析甲烷和非甲烷总烃
u 采样
本仪器内置加热采样泵，采样泵被加热到191°C，大限度的减少样品吸附，提高测量精度。
u 催化氧化和分离
样品流过一个氧化炉，将样品中的非甲烷HC氧化掉，以便测量样品中的甲烷含量。通过电磁阀切换，也可以将样品切换到另一个流路，不经过高温氧化而直接测量THC，而NMHC=THC-CH4，从而得到非甲烷总烃的含量。
u 检测器
采用的检测器为氢火焰离子化检测器，通常FID除对H2O、O2、N2、CO、CO2等无机物质无响应外，对烃类的检测限达10-12g/s。FID特别适用于有机物，特别是烃类定量，具有灵敏度高和线性范围宽（达107）的优点。FID由氢火焰电离室和放大器组成，图3为其结构示意图。
FID通常用一不锈钢外壳将喷嘴、收集极、极化极和点火线圈等密封在内，留一出口排出燃烧产物。从色谱柱流出的气体在喷嘴处与氢气和尾吹气混合，用点火灯丝点燃氢火焰，通入空气助燃。喷嘴附近有一个环状金属环（发射极，又称极化极），上端有一个金属圆筒（收集极），两者与50～350V的直流高压相连，形成电离电场。进样后，载气和分离后的组分在氢火焰中被电离成正、负离子和电子。在电场作用下，正离子移向收集极（负极），负离子和电子移向极化极（正极）。收集极捕集的离子流经放大器的高阻产生信号，放大后输送到记录器或数据处理系统。电离室金属筒外壳顶部有孔，燃烧后的废气及水蒸汽由此逸出。
4.3.2烟气参数监测子系统
（1）产品性能特点
1）皮托管法烟气流速测量原理:
采用皮托管法测量原理，根据柏努利方程可知，流体流动过程中的能量包括位能、动能和静压能。对于气体流动，位能的变化通常忽略不计，动能和静压能在一定条件下可以互相转化。皮托管的两个采样头分别代表气体的总能量和静压能，两者的差值为动压能，动压能与气体流速的平方成正比，所以皮托管是测量压差来测得流体速度的。
2）自动清灰防堵：
特别设计的防堵元件借助测量介质的动能进行取压管道的全壁自动实时清灰，达到防堵的目的。
3）流速系数补偿:
由于烟气流速可以根据实际现场工况，采用参比法进行流速标定，并通过RS232接口调整流速系数以减少测量的误差，满足测量的精度。
4）自动反吹：
在高粉尘的情况下，可以选择自动反吹模块，实现自动反吹，反吹的程序内置在智能反吹模块内（可选），可以灵活设置反吹的频率和周期。
5）多种测量参数可选
可以选择输出测量参数为烟气流速Vs、烟气温度T，烟气压力P。
6）多种安装附件可选
多种的探头安装附件如标准法兰、套筒、伴热型法兰等可选。
7）校准与**
多种校准模式可选，并通过RS232接口利用专用软件进行校准，通过电位器进行手动调校。
（2）流速测量
测量原理： 皮托管
仪表型号：******（温压流一体化）
测量范围：0～40m/s。
测量精度：≤±2%F.S.
响应时间：≤30S
输入电压：220VAC(50Hz)、24VDC(可选)
输出电流：两线制4～20mA
（3）压力测量
测量原理：压力传感器
仪表型号：******（温压流一体化）
测量范围：-2500～2500kPa，可根据实际工况选择测量范围。
测量精度：±0.5%
输入电压：24VDC
输出电流：两线制4～20mA
（4）温度测量
测量原理：温度传感器
仪表型号：******（温压流一体化）
测量范围：0～300℃，可根据实际工况选择测量范围。
测量精度：±0.5%
输入电压：24VDC
输出电流：两线制4～20mA
4.3.3数据处理系统和控制系统
数据处理系统和控制系统由数据采集器、工控机、显示器、系统软件等组成。
接入气态污染子系统、烟气参数监测子系统的数据，并由数采仪进行上传环保部门。根据不同地区环保部门的要求，可选择直接由分析仪信号接入数采仪进行传输。上位机软件采用集成模块化设计，可同时实现多组分检测信号的接受与控制，内部完善的数据管理系统可实现50ms的动态数据更新并自动记录历史曲线，系统可通过有线网络或GPRS方式将数据上传上环保部门。
l 工控处理模块
外形尺寸：229mm（H）*137mm(W)*241mm(D)
工作环境温度：0～＋60℃
重量: 4.2Kg
电源：220VAC
功耗: 40W
系统配置：CPUIntel Celeron M 1GHz，硬盘容量160G（2.5寸），内存1G DDR，一路VGA接口，可外接显示屏，RS232和RS485接口各一路，模拟输入和输出各两路，继电器输出一路，以太网输出一路，4个USB口，可接鼠标、键盘、远程控制和移动存储设备等
l 采集、传输与处理软件
型号：VOC在线分析仪软件
制造厂家：PID ANALYZERS
操作系统：Windows 2000以上
n 满足各类数据交换协议，可在需要时通过数据交换协议获取数据
n 可以记录所有的仪器运行参数，如采样状况，温度，压力等
n 根据测得的采样流量，结**样时间，**计算样品体积
n 能自动保存仪器任何时刻的重要参数信息，并具有自诊断能力，在仪器发生异常时，可随时追溯故障发生原因和发生部位
n 除模拟输出形式外，也能以TXT文件、Excel文件、图片形式输出谱图、浓度、保留时间、峰面积、峰高、温度、压力等多种信息。
n 用户可在软件界面上自行设置各种方法参数，也可调用内置的标准分析方法、数据处理方法。
5供货范围
序号
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名称
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规格和型号
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单位
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数量
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生产厂家
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备注
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1.
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VOCs在线监测子系统
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1.1.
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甲烷与非甲烷总烃在线分析仪
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8800 FID
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套
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6
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ADEV
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|
1.2.
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取样探头
|
|
套
|
6
|
PID
|
|
1.3.
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样气预处理系统
|
|
套
|
6
|
PID
|
|
1.4.
|
电伴热取样管线
|
长度视现场情况而定
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根
|
6
|
|
|
1.5.
|
标准气体
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C3H8%
BALANCE N2
|
套
|
6
|
|
|
1.6.
|
氢气发生器
|
氢气纯度：99.999%
|
套
|
1
|
|
|
1.7.
|
零点气发生器（选项）
|
HC 含量 <1ppm
|
套
|
1
|
|
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2．
|
烟气参数监测子系统
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2.1
|
温压流一体化检测器
|
|
套
|
6
|
|
|
2.2
|
湿度变送器
|
|
套
|
6
|
|
|
3．
|
数据采集和处理子系统
|
3.1
|
工控单元
|
|
台
|
6
|
研华
|
|
3.2
|
VOC数据管理软件
|
|
套
|
6
|
ADEV
|
|
3.3
|
数据传输单元
|
|
套
|
6
|
|
|
4.
|
现场机柜
|
|
个
|
6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6工程安装
6.1公用工程
供电：220VAC、50Hz,2kW,不包括加热管线和空调。加热管线60W/m，空调（如果需要）1500W。 仪表空气：0.4～0.7MPa，洁净无油压缩空气，露点-30°C。
安装时使用的主要工具：
开孔钻及配用工具、水管等；钻头直径：30mm、60mm、90mm。（砖烟道用）
冲击钻；钻头直径：8mm、12mm。
常用工具；
安装材料：
普通膨胀螺栓（金属）：8mm；
管卡膨胀螺栓（金属）：8mm；固定管子尺寸：20mm、40mm。
普通膨胀螺栓（塑料）：6mm、8mm；
电缆护线管及其它常用材料。
6.2设计分工
由需方提供取样点环境参数，包括取样点温度、含尘量、烟气含量等设计数据以及烟道直径、壁厚、离地面高度、烟道结构材料、环境年平均气温、高低气温、大气压等，根据现场数据，由供方选型，设计佳方案满足使用要求，供货方提出施工方案作为设计参考。
6.3系统安装与实施
6.3.1开孔位置
取样点的位置一般选在烟气进入烟筒之前砖或钢结构的水平烟道中心线上；也可以安装在烟囱上，好结合项目需求，由专业人员指定安装位置，以满足需要。
6.3.2安装平台
安装平台的防护栏高度为1.2m，平台的底面应使用防滑钢板；在平台的底部，沿着护栏的周边焊接一条150mm宽的钢板，以防止安装件掉下平台。
平台的底面距离烟道中心的距离为1.4m，防护栏高度为1.2m；平台使用钢架结构支撑，并与烟道固定；在平台一侧建造上下平台用的梯子。
6.3.3仪器间要求
位置：尽量靠近烟道上的测量位置（可以考虑在烟道的下面）。
建筑尺寸：仪器间的使用面积应不小于6m2（单套系统）。室内净高不小于2.6m。
室内环境要求：温度10～35℃间、相对湿度80%以下、通风、无震动、无强磁场干扰。
电源：电源线通过缆沟进入仪器机柜下面。仪器与墙壁之间的距离不小于500mm。
6.3.4开孔及法兰焊接
取样探头，烟气子参数， 湿度统一采用DN65的安装法兰， 配备安装短管。开孔尺寸为φ60～80mm。
注： 烟道上的开孔间距应大于500mm；若是砖烟道建议预埋钢管然后与法兰焊接。
在仪表间内放置仪器位置的正上方，距离地面高度的2.5m处，为样气管路及排气管开孔，开孔尺寸为φ60～80mm，开孔数量2个。
6.3.5电源线及信号线的布置:
需方提供：工作平台上应有220VAC，50Hz的电源，功率大约为2000W；电源线布置到气体取样孔的正下方0.5米处（进入到供方提供的电源箱内）；另外，自仪表小屋的分析机柜到电源箱之间铺设信号线电缆。
6.3.6气体取样管的布置与固定
仪器室上方的取样管路可以直接固定在墙壁和平台支撑柱上，后进入到仪器室内。自取样探头开始，取样管应以不小于1%的坡度向下倾斜至仪器室；
或将取样管固定在钢缆绳上，钢缆绳与烟道及烟筒墙壁固定（同样需要倾斜）。但是必须保证在任何时候，取样管与墙壁之间也不会发生刮蹭。
7合同执行进度
7.1交货期
合同签定后90天内一次**清全部货物。
7.2文件交付
Ø 所提供的技术资料包括系统说明书、施工方案、相关图纸、产品制造检验、现场调试验收等。
Ø 对于其它未列入合同的技术资料，若是工程所必需的文件和资料，一经发现，卖方将及时免费提供。
Ø 双方商定符合工程需要的资料交付进度和补充资料。提供系统安装所需要相关技术文件。
Ø 所有文件、图纸上文字用中文表述，单位采用国际法定计量单位。
Ø 卖方所提供的图纸如有修改，卖方应在新版中显著明确表示并提供相应文字说明。
Ø 卖方提交给买方的每一批资料都应附有图纸清单，每张资料都应注明版次，当提交新版资料时应注明修改处并说明修改原因。
Ø 卖方应提供在监测点安装设备的全部要求，包括数量、尺寸和采样孔的位置及硬件定位的安装示意图等。
7.3现场指导安装、调试
双方于交货前2周协商安排卖方专职工程师到现场指导安装、调试和培训的初步日程计划。
在具备现场安装条件的情况下，买方提前一周书面通知卖方。卖方派有经验的工程师到现场指导买方进行安装。
在具备调试条件的情况下，买方通知卖方，并为卖方调试工程师提供工作上的方便。卖方派有经验的工程师到现场进行系统通电调试。并尽快解决调试中出现的设备问题。
7.3.1工程实施时间节点控制表
序号
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工 作 内 容
|
负责人
|
时间节点
|
1
|
设备到货验收
|
买方
|
0.5
|
2
|
进厂准备（施工许可、场地安排和**交底等）
|
买方
|
0.5天
|
3
|
工程准备工作
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站房
|
买方
|
2天
|
开孔
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桥架或者管线
|
4
|
设备安装
|
买方（卖方配合）
|
1天
|
5
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调试
|
卖方（买方配合）
|
0.5天
|
6
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联动
|
卖方（买方配合）
|
0.5天
|
7
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步骤1
试运行
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买方（卖方配合）
|
1天
|
8
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验收
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买方（卖方配合）
|
7天
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9
|
交接
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买方和卖方
|
1天
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7.4培训安排
根据本公司VOCSs监测培训规范的规定，考虑买方的实际需求，在本期工程中，为使本项目合同设备能正常安装、调试、运行、维护及检修，我公司技术人员将负责对买方人员进行技术培训，以便买方了解设备的特点和使用维护知识，提高使用质量，保证设备长期稳定地运行。
培训的时间、人数、地点等具体内容终可由投标单位和买方双方商定。
7.5系统验收
完整的甲烷/非甲烷总烃在线色谱分析系统应在装箱前由PID ANALYZERS完成检验。这些检验是用于确定所有部件的合理配置和功能，以保证设备满足或超过规范的要求。
7.5.1保证
考虑到CEM8800系统和它的运行，卖方如下保证：
l 卖方按买方要求保证交货，并按合同要求装货、打包和做标签；卖方以书面方式表明，卖方熟悉安装现场和安装CEM8800系统的目的，卖方保证能使CEM8800系统可靠地运行。
l 卖方保证CEM8800系统 是新的和上等的，设备在设计上没有缺陷。
7.5.2工厂检验
卖方严格进行厂内各生产环节的检验和试验，检验的范围包括原材料和元器件的进厂，部件的加工、组装试验至出厂试验；PID检验的结果满足国标标准的要求，如有不符之处或达不到标准要求，PID会采取措施处理直至满足要求，同时向买方提交不一致性报告。
7.5.3竣工验收
CEM8800系统由卖方指导，买方安装完成后，经卖方调试、正常运行后，卖方提供竣工验收报告，竣工验收报告需经过买方确认后生效。
8质量保证
卖方保证所提供的货物完全满足买方的技术要求，并保证系统的功能完整。卖方所提供的产品严格按照相关质量体系文件要求，从产品设计、采购、生产制造、检验测试、安装调试到售后服务的各个阶段，推行严格的过程控制，确保为买方提供**的产品和上等的服务。
ADEV对供货质量控制、施工质量控制和售后服务质量等**实行质量管理体系，确保：
l 提供的设备是全新的、符合国家质量标准、具有生产卖方质量保证书（或合格证明）的设备。
l 每台仪器须经检验合格后方可出厂，并附有产品合格证书。提供的设备符合投标文件承诺和所签合同规定的技术要求。
l 原材料和分包商质量控制：在主要原材料质量保证和分包商控制方面，公司执行《采购管理程序》、《外协管理制度》，保证主要原材料均来源于经过评价的合格供应商处，同时对合格供应商进行动态管理，定期进行考核评价，保证供应商能稳定地提供符合公司质量要求的产品。对传感器、电路元器件等关键原材料物料均到质量水平国际的国外优良公司处采购，保证产品的可靠性和耐久性。
l 服务质量控制：公司质量管理部负责对服务部门的服务质量监督与管理，接受买方投诉，跟踪投诉处理过程，进行买方服务满意度调查和分析。当因产品或服务质量问题引起投诉事件发生时，该部门将通过详细了解事情的前后，给予买方一个满意的答复，并且协助工程服务部门进行整改，并跟踪结果，推进买方服务质量的提高。以防止类似事件的再次发生，从而保证服务质量的快速稳步提高。
整个项目执行期间卖方提供优良的项目管理服务，卖方指定固定的、有经验的项目工程师负责整个项目的实施及文件资料往来。在项目执行过程中，如果有必要，双方仍可就系统硬件详细设计与工程设计之间进行必要的协调，经双方确认的文件及传真与合同附件具备同等的法律效力。
