涉VOCs 小微印染化工企業(yè)的用電監(jiān)控系統(tǒng)

吳建明(浙江環(huán)茂自控科技有限公司，浙江 杭州 311100)

0 引言

小微印染化工企業(yè)是中國經(jīng)濟的重要組成部分，也是眾多產(chǎn)業(yè)鏈不可或缺的環(huán)節(jié)。小微印染化工企業(yè)的顯著特點是數(shù)量多、規(guī)模小、抗風(fēng)險能力差。在環(huán)保方面，小微印染化工企業(yè)主要排放的大氣污染物是VOCs，單個企業(yè)的排放總量不大，但整體對大氣污染的貢獻亦不容忽視，部分區(qū)域已經(jīng)成為大氣污染的主要來源，因此需要對這類企業(yè)的VOCs 排放進行管控。但是小微企業(yè)數(shù)量眾多，管理部門缺少行之有效的監(jiān)管手段。

1 監(jiān)控方式分析

小微印染化工企業(yè)排放污染物主要是VOCs，安裝VOCs在線監(jiān)測是判斷企業(yè)是否正常開啟環(huán)保治理設(shè)施的最直接有效的辦法，但小微印染化工企業(yè)無組織排放較多，同時VOCs系統(tǒng)建設(shè)費用也比較昂貴，特別是在目前整體經(jīng)濟形勢比較嚴峻的情況下，會給企業(yè)和當(dāng)?shù)卣畮磔^大的經(jīng)濟壓力?；谀壳暗默F(xiàn)狀，安裝VOC 在線監(jiān)測雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對企業(yè)VOC 排放的監(jiān)測監(jiān)控，但并不是一個最理想的選擇。

通過對生產(chǎn)設(shè)備、治理設(shè)施及其工藝等的仔細分析，并借鑒污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的一些經(jīng)驗，可以通過監(jiān)控企業(yè)生產(chǎn)、治理設(shè)施運行狀態(tài)的方式，來判定企業(yè)是否正常運行治理設(shè)施，并從而推論出企業(yè)實際排放狀況。

企業(yè)生產(chǎn)、治理設(shè)施的運行狀況，與企業(yè)排放的污染因子濃度相關(guān)。國家生態(tài)環(huán)境部華東督查組對熱電廠、污水處理廠的在線數(shù)據(jù)檢查時，常通過關(guān)聯(lián)DCS 系統(tǒng)中的工況數(shù)據(jù)和在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，來判斷排污企業(yè)是否存在在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的造假行為。

廢氣CEMS 刷卡排污系統(tǒng)，也要求接入企業(yè)生產(chǎn)的工況數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)和判斷CEMS 在線數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

園區(qū)企業(yè)已經(jīng)安裝VOC 廢氣治理設(shè)施，并通過環(huán)保部門驗收。驗收檢測的數(shù)據(jù)顯示：在企業(yè)正常開啟治理設(shè)施的情況下，其總排口的廢氣濃度符合環(huán)保排放要求。因此，只要確定企業(yè)正常運行治理設(shè)施，基本可以斷定企業(yè)VOC 達標(biāo)排放。

此外，通過監(jiān)控企業(yè)生產(chǎn)、治理設(shè)施來防止企業(yè)非正常運行治理設(shè)施，河南、江蘇、浙江等地已有成功建設(shè)經(jīng)驗可以借鑒。從建設(shè)費用來看，通過監(jiān)控企業(yè)生產(chǎn)主、治理設(shè)施所需的費用，預(yù)計為VOCs 在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)費用的10%左右。

由此可見，通過監(jiān)管小微印染化工企業(yè)生產(chǎn)設(shè)施和治理設(shè)施的電量，可以有效的管理企業(yè)排污，保證治理效果滿足達標(biāo)排放的要求。

2 監(jiān)控系統(tǒng)組成

涉VOCs 小微印染化工企業(yè)用電監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)工藝設(shè)計對反映固定污染源生產(chǎn)設(shè)施、污染物治理設(shè)施運行狀態(tài)的電氣參數(shù)(如電流、電壓、功率、電量等)進行監(jiān)測的全部設(shè)備和信息系統(tǒng)。系統(tǒng)用于掌握生產(chǎn)設(shè)施和治理設(shè)施的運行情況、污染治理及排放情況、污染源停限產(chǎn)及錯峰生產(chǎn)情況等信息，是污染源自動監(jiān)測系統(tǒng)的組成部分。

涉VOCs 小微印染化工企業(yè)用電監(jiān)控系統(tǒng)主要包括兩大部分：環(huán)保監(jiān)控中心管理平臺和企業(yè)端監(jiān)控系統(tǒng)。企業(yè)端監(jiān)控系統(tǒng)通過4G 網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)與監(jiān)控中心管理平臺的數(shù)據(jù)通信。

2.1 環(huán)保監(jiān)控管理平臺

環(huán)保監(jiān)控中心管理平臺包括服務(wù)器、PC 機、交換機、防火墻等硬件設(shè)施和數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)及業(yè)務(wù)軟件等，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、存儲、顯示、報表生成、報警管理、統(tǒng)計分析等，遠程實時掌握生產(chǎn)設(shè)施和治污設(shè)施運行狀況。

污染治理設(shè)施用電監(jiān)管平臺能夠?qū)ιa(chǎn)設(shè)施、污染物治理設(shè)施的運行狀態(tài)進行關(guān)聯(lián)分析，及時發(fā)現(xiàn)污染治理設(shè)施未開啟、異常關(guān)閉及減速、空轉(zhuǎn)、降頻等異常情況，并通知相關(guān)人員。

污染治理設(shè)施用電監(jiān)管平臺對執(zhí)行停產(chǎn)、限產(chǎn)、錯峰生產(chǎn)等調(diào)控指令的生產(chǎn)設(shè)施進行監(jiān)測，將調(diào)控期間違規(guī)生產(chǎn)情況通知相關(guān)人員，對調(diào)控指令執(zhí)行的總體情況進行統(tǒng)計分析。

污染治理設(shè)施用電監(jiān)管平臺省市分級建設(shè)，原始數(shù)據(jù)通過數(shù)采儀“一址多發(fā)”直傳省市兩級平臺，省市平臺間點位編碼、報警督辦、運行維護等工作數(shù)據(jù)通過省市數(shù)據(jù)交換保持同步，保證一數(shù)一源。中心端污染治理設(shè)施用電監(jiān)管平臺應(yīng)提供Web瀏覽器、手機APP 等用戶訪問功能，提供短信、APP 等告警方式，并提供排污單位用戶對報警信息進行處理的功能?，F(xiàn)場施工單位、排污單位可按權(quán)限登陸用電監(jiān)管平臺進行情況說明等信息更新維護操作。

2.2 企業(yè)端監(jiān)控系統(tǒng)

企業(yè)端監(jiān)控系統(tǒng)主要由各類生產(chǎn)和環(huán)保治理設(shè)施運行狀態(tài)監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備(如智能電表、流量計、溫度傳感器、壓力傳感器等)、數(shù)據(jù)采集箱、工況控制器等設(shè)備組成，完成企業(yè)生產(chǎn)和治理設(shè)施關(guān)鍵數(shù)據(jù)的采集和上傳。

各個行業(yè)生產(chǎn)設(shè)施有所不同，需根據(jù)具體情況分析，可參考一些地方標(biāo)準(zhǔn)。紡織印染工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施主要有：印花機、定型機、涂層機、鍋爐等。

根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)工藝，確定VOCs 廢氣的主要產(chǎn)廢環(huán)節(jié)和關(guān)鍵用電設(shè)備，盡量選擇用電與VOCs 排放必然相關(guān)的節(jié)點作為監(jiān)控對象，再查找確定電源位置。一般可選生產(chǎn)線電源總線，企業(yè)生產(chǎn)線基本會有總電源開關(guān)，可以在總線進線處安裝電量監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)測生產(chǎn)線的電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能、視在電能、相位角、頻率等參數(shù)產(chǎn)廢環(huán)節(jié)關(guān)鍵用電設(shè)備。也可選會產(chǎn)生VOCs 廢氣的環(huán)節(jié)。對于不能通過生產(chǎn)線/關(guān)鍵設(shè)備是否用電來判斷的，可以結(jié)合企業(yè)不同工藝生產(chǎn)的實際用電情況，在平臺設(shè)置用電參數(shù)區(qū)間來判斷生產(chǎn)環(huán)節(jié)是否有VOCs 產(chǎn)生。用電監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場端勘查選點的是以企業(yè)《排污許可證》、環(huán)評資料或應(yīng)急減排措施清單為依據(jù)。

有機廢氣收集治理設(shè)施類主要有：靜電設(shè)施、低溫等離子、UV 光解凈化法、引風(fēng)機、噴淋吸收裝置等。靜電處理設(shè)備安裝一般選取靜電設(shè)備總線處安裝智能電表，監(jiān)測設(shè)備電流強度/用電量，也可加裝靜電設(shè)備進出口溫度。低溫等離子可在設(shè)備總線處安裝用電監(jiān)控終端，可加裝風(fēng)壓參數(shù)。UV 光解凈化法可在設(shè)備總線處安裝電監(jiān)控終端。引風(fēng)機是VOC 廢氣收集和排放的動力來源，是VOC 治理設(shè)施運行效率的關(guān)鍵節(jié)點之一，可以通過監(jiān)測風(fēng)機電流或功率，來評估、判斷風(fēng)機的開啟強度是否與生產(chǎn)情況、治理設(shè)備運行情況等相匹配。

循環(huán)水泵是噴淋吸收裝置的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，同時也可加裝吸收液濃度。

數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備主要是采集、存儲用電參數(shù)監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)，并按照 HJ212《污染物在線監(jiān)測(監(jiān)測)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》和本技術(shù)指南規(guī)定，將數(shù)據(jù)傳輸至中心端污染治理設(shè)施用電監(jiān)管平臺。為確保現(xiàn)場工況安全及設(shè)備通訊穩(wěn)定可靠，現(xiàn)場端設(shè)備集電力監(jiān)控、LORA 技術(shù)、GPRS 或4G 數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)于一體，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、性能可靠。特別是由于支持在非斷電情況下的現(xiàn)場安裝，因此具備安全、快速、對企業(yè)生產(chǎn)不造成任何影響的特點，傳輸距離不小于300m，滿足現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜惡劣，并滿足防潮、防霉、防鹽霧等要求。

現(xiàn)場端設(shè)備施工方便，維護簡單。系統(tǒng)采用的電量監(jiān)測設(shè)備采用成熟可靠的監(jiān)測技術(shù)，自然損壞的概率小，且無易耗件，因此可以不要求周期性的現(xiàn)場維護。為保障系統(tǒng)正常運行，只需安排人員至少每天檢查一次平臺報警情況，在發(fā)現(xiàn)掉線、無監(jiān)測數(shù)據(jù)、恒值、極大值等異常情況時，通知技術(shù)人員上門檢查和更換故障設(shè)備即可。

3 系統(tǒng)建設(shè)實現(xiàn)效果

涉VOCs 小微印染化工企業(yè)用電監(jiān)控系統(tǒng)可減少人員投入，提高工作效率，平臺能夠通過多種手段分析和判斷產(chǎn)污治污設(shè)備運行工況，通過對采集的用電數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析、超限分析、停電分析等智能化分析，及時發(fā)現(xiàn)環(huán)保污染治理設(shè)備未開啟、異常關(guān)閉及低負荷運行等異常情況。環(huán)保監(jiān)察人員通過電腦端平臺、手機端實時掌握所轄區(qū)域內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)比例及治理設(shè)施運行狀況。

系統(tǒng)可加強企業(yè)透明化管理，對排污企業(yè)的生產(chǎn)比例以及治理設(shè)施運情況全透明化監(jiān)控。

系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程移動執(zhí)法，通過移動手機系統(tǒng)端，監(jiān)察人員可以遠程接收系統(tǒng)平臺的企業(yè)報警指令，查詢企業(yè)環(huán)境違規(guī)違法信息，實現(xiàn)移動辦公執(zhí)法。

系統(tǒng)由下到上，企業(yè)現(xiàn)場端將數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至環(huán)境監(jiān)察部門中心平臺，由下到上實現(xiàn)了監(jiān)察部門對企業(yè)生產(chǎn)治理過程的全面覆蓋。

系統(tǒng)由點到面，實現(xiàn)由“點末端監(jiān)控”向“全過程監(jiān)控”的轉(zhuǎn)變。對企業(yè)生產(chǎn)及治理設(shè)施行為全周期的自動監(jiān)控。

一廠一案，針對不同企業(yè)設(shè)計單獨方案，結(jié)合企業(yè)環(huán)評及預(yù)警限產(chǎn)措施進行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)企業(yè)關(guān)鍵節(jié)點數(shù)據(jù)判定生產(chǎn)比例以及治理設(shè)施運行情況，實現(xiàn)分層次、分類別的監(jiān)察管控，既能做到大范圍監(jiān)控管理，又能做到具體問題具體分析。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對小微印染化工企業(yè)生產(chǎn)、治理設(shè)施的監(jiān)控和預(yù)警，可以促進行業(yè)治氣技術(shù)水平、管理水平、排放水平整體提升，嚴厲打擊配備低效廢氣治理設(shè)施、不正常使用廢氣治理設(shè)施等環(huán)境違法行為，可以督促提醒企業(yè)加強廢氣治理設(shè)施運維，提高正常使用率，從而保證治理效果滿足達標(biāo)排放的要求。