火電機組環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)研究及應(yīng)用

劉龍

[摘 ?要]在長期的社會發(fā)展過程中，隨著火電機組中大氣污染物排放標準的不斷提高，國家對火電企業(yè)環(huán)保設(shè)施運行和達標排放的監(jiān)管和處罰力度越來越大，達標排放直接影響火電企業(yè)的社會形象和經(jīng)濟效益，環(huán)保管理成為關(guān)系企業(yè)健康生存和可持續(xù)發(fā)展的重要工作。而當前環(huán)保管理缺乏可靠有效的管理工具，主要通過現(xiàn)場檢查或者企業(yè)匯報來了解掌握企業(yè)的環(huán)保信息，無法實現(xiàn)全過程和即時管理。下面，本文就針對火電機組環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)研究及應(yīng)用進行簡單分析，以供參考。

[關(guān)鍵詞]火電機組 ?環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng) ?開發(fā) ?應(yīng)用

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）24-0135-01

自十二五以來，企業(yè)的環(huán)保技改工程出現(xiàn)了迅速的發(fā)展，新的環(huán)保工藝不斷應(yīng)用，企業(yè)缺少經(jīng)驗積累，在環(huán)保設(shè)施的異常處理及經(jīng)濟運行方面存在不足。而“火電機組集團級環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)”（以下簡稱“環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)”）主要是為了滿足以上兩方面的環(huán)保要求而設(shè)計開發(fā)的。環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)使用PI數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實時讀取，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、異常條件庫、分析診斷模型，實現(xiàn)對環(huán)保臺賬的自動管理，對環(huán)保設(shè)施異常的實時報警和提前預警;通過數(shù)據(jù)庫管理，實現(xiàn)異常的遠程分析診斷，實現(xiàn)環(huán)保數(shù)據(jù)的智能化應(yīng)用。通過近兩年的應(yīng)用，實現(xiàn)了對集團級火電機組環(huán)保的有效監(jiān)管和技術(shù)指導，對企業(yè)環(huán)保工作的高效管理、達標排放、安全運行、指標優(yōu)化發(fā)揮了積極的作用。

一、 火電機組環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計

（一）系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)與節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)一起布置，實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享，軟、硬件系統(tǒng)公用。監(jiān)控平臺的功能以業(yè)務(wù)需求為主線配置軟硬件系統(tǒng)，對近百臺發(fā)電機組的海量實時數(shù)據(jù)進行分類收集、分析篩選，利用異常報警、分析診斷模型和數(shù)據(jù)分析工具進行深度數(shù)據(jù)挖掘，實現(xiàn)對機組環(huán)保異常報警，參數(shù)預警判斷，異常分析診斷及環(huán)保統(tǒng)計數(shù)據(jù)的自動化管理。環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集基于自動化和智能化兩個要求，所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理，全部取自PI系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，取消人工數(shù)據(jù)干預，實現(xiàn)所有的生產(chǎn)參數(shù)自動讀取和處理[1]。

（二）數(shù)據(jù)構(gòu)架系統(tǒng)

實時數(shù)據(jù)采用PI系統(tǒng)進行構(gòu)建，下屬單位實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦緦崟r數(shù)據(jù)庫，公司采用雙機熱備，并同步到公司鏡像PI。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫僅用于存放計算完以日、月、年為周期匯總后的統(tǒng)計指標，以及系統(tǒng)配置、權(quán)限設(shè)置等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。需要填錄的信息，通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)填報和實時數(shù)據(jù)處理流程滿足平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入。

（三）業(yè)務(wù)構(gòu)架

環(huán)保監(jiān)控平臺主要分為4部分：設(shè)備臺賬、異常報警、分析診斷和報表應(yīng)用，相互關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)環(huán)保全流程管理。設(shè)備臺賬模塊提供環(huán)保基礎(chǔ)信息管理、環(huán)保管理綜合評價等綜合環(huán)保管理功能;異常報警模塊實現(xiàn)異常報警及預警，通過對設(shè)備臺賬及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行計算，建立條件庫，實現(xiàn)報警和預警;分析診斷模塊用于對異常的分析診斷和閉環(huán)管控，與異常報警直接關(guān)聯(lián)，對報警內(nèi)容進行分析，分析結(jié)果反饋到異常報警庫中，校核報警功能，豐富分析診斷數(shù)據(jù);報表應(yīng)用模塊實現(xiàn)對環(huán)保數(shù)據(jù)的自動管理、報表生成及數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用，數(shù)據(jù)來源于其他模塊，又輸入到其他模塊[2]。

二、火電機組環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)功能分析

環(huán)保監(jiān)控平臺主要功能是實現(xiàn)對分管火電企業(yè)全流程環(huán)保管理，同時提升公司的環(huán)保指標。主要實現(xiàn)以下功能需求：一是分級條件庫+分析診斷模型，建立42項異常報警，對脫硫、脫硝和除塵環(huán)保設(shè)施進行實時監(jiān)管，并對監(jiān)督發(fā)現(xiàn)的異常實現(xiàn)在線分析及整改情況跟蹤;二是模板+評價模型，對環(huán)保設(shè)備、環(huán)境事件等臺賬進行管理，實現(xiàn)環(huán)保臺賬的持續(xù)管理，對環(huán)保設(shè)備、環(huán)境風險等指標的分析，評價、評比;三是統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫+報表定制模板，對216個環(huán)保統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行自動統(tǒng)計，并根據(jù)不同的要求，實現(xiàn)固定報表及臨時報表的編制工作，實現(xiàn)環(huán)保統(tǒng)計數(shù)據(jù)集約化、選擇性和自動化統(tǒng)計和管理。

①異常報警功能。對整個環(huán)保系統(tǒng)設(shè)置監(jiān)控點，模擬實際運行條件，區(qū)別于國家重點企業(yè)自動監(jiān)控系統(tǒng)的排放參數(shù)監(jiān)控和電廠DCS的生產(chǎn)參數(shù)報警，側(cè)重實現(xiàn)對環(huán)保指標異常和邏輯不符等隱患的監(jiān)督，實現(xiàn)對污染物排放、環(huán)保風險指標等42項指標的分級實時（預）報警。②分析診斷功能。環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)通過建立分析診斷模型，設(shè)置分析診斷流程，實現(xiàn)異常自動分析診斷。首先設(shè)置邏輯條件關(guān)聯(lián)實現(xiàn)初步分析。通過邏輯條件、關(guān)聯(lián)模型、臺賬信息，實現(xiàn)異常原因的初步分析，并對原因比較直接的異常，系統(tǒng)自動給出診斷結(jié)果。第二，建立系統(tǒng)自動分析模塊。建立關(guān)聯(lián)參數(shù)模型并自動生成異常對應(yīng)的相關(guān)參數(shù)、對應(yīng)時段的歷史趨勢，通過各參數(shù)的邏輯關(guān)系，詳細分析異常原因。③環(huán)保數(shù)據(jù)應(yīng)用功能。建立統(tǒng)一環(huán)保統(tǒng)計指標體系和計算口徑。編寫了火電企業(yè)環(huán)境保護監(jiān)督管理指標統(tǒng)計標準，對國家環(huán)保指標填報體系、總量核查細則等文件進行科學解讀和研究，按照不同的統(tǒng)計要求規(guī)定不同的環(huán)保統(tǒng)計口徑，建立了216個統(tǒng)計數(shù)據(jù)和計算公式。實現(xiàn)環(huán)保統(tǒng)計數(shù)據(jù)智能化統(tǒng)計。④設(shè)備臺賬功能。按照治污流程，建立完整的環(huán)保設(shè)施信息，包括環(huán)保設(shè)施建設(shè)信息、設(shè)計參數(shù)、報警參數(shù)等有關(guān)信息的臺賬模板，實現(xiàn)對環(huán)保設(shè)施技改、升級改造、催化劑更換等不同類型的臺賬填報模板。建立不安全事件分級條件，按照事件性質(zhì)不同，按照不同的處罰手段，進行管理。

三、火電機組環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效果分析

環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)自2013年開始開發(fā)，2013年10月份進入分步調(diào)試，運行以來，實現(xiàn)對近百臺機組環(huán)保設(shè)施的實時監(jiān)管，對SO2、NOx、煙塵排放濃度超標等重點異常進行重點監(jiān)管，閉環(huán)管理，平均每臺機組發(fā)出監(jiān)督通知單上百份，完成年度環(huán)保數(shù)據(jù)的自動統(tǒng)計，完成了70余期環(huán)保異常周報及35期環(huán)保月報，下發(fā)隱患整改通知單8份。環(huán)保監(jiān)控平臺通過每周、月度報表功能，編制下發(fā)了百余期環(huán)保異常周報和25期環(huán)保監(jiān)督月報，分析存在問題，并提出改進建議和措施，同時，開展定期分析診斷功能，對于存在的共性和特性的問題，通過下發(fā)隱患通知單或制定技術(shù)措施的方式，提出整改建議，大大提升了環(huán)保設(shè)施的可靠性。同時，隨著環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、信息不斷積累豐富，對異常分析診斷、數(shù)據(jù)應(yīng)用方面提供更全面可靠的支持數(shù)據(jù)。環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)將對設(shè)備狀態(tài)評估分析、環(huán)保宏觀數(shù)據(jù)分析等方面提供更為有價值的作用。

四、結(jié)語

總而言之，隨著社會整體對環(huán)保工作的重視，環(huán)保統(tǒng)計的價值將越來越大。而環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)通過對火電企業(yè)環(huán)保的全過程管理，自動形成科學的環(huán)保統(tǒng)計數(shù)據(jù)體系，在企業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮價值。環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)具備大量、大區(qū)域、全面的環(huán)保數(shù)據(jù)，但這些大量的環(huán)保數(shù)據(jù)只是作為簡單的統(tǒng)計和分析。隨著眾多企業(yè)在發(fā)展過程中所積累的數(shù)據(jù)量不斷放大，數(shù)據(jù)分析軟件和技術(shù)的不斷深入應(yīng)用，通過深度智能分析和建模，環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)將不僅作為環(huán)保監(jiān)督和技術(shù)服務(wù)的工具，更多的是環(huán)保規(guī)劃和發(fā)展的智庫，為環(huán)?？冃гu價、環(huán)保遠期規(guī)劃，為社會提供有價值的環(huán)保方案。

參考文獻

[1]孫栓柱，代家元，高進，劉成.江蘇省火電機組節(jié)能減排在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用[J]. 電力科技與環(huán)保，2014，01：50-53.

[2]李洪泉，趙晴川.火電機組節(jié)能指標在線分析系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[J]. 山東電力技術(shù)，2014，02：68-70+80