排污單位污染治理設(shè)施用電監(jiān)管系統(tǒng)研究

趙永輝 馮繼鋒 李玉

摘要：為加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管力度，實現(xiàn)對排污單位污染治理設(shè)施的精準(zhǔn)監(jiān)管，河南省在全省涉氣排污單位建設(shè)了污染治理設(shè)施用電監(jiān)管系統(tǒng)。文章介紹了污染治理設(shè)施用電監(jiān)管系統(tǒng)的架構(gòu)、技術(shù)要求和功能，對現(xiàn)場點位布設(shè)、設(shè)備安裝、數(shù)據(jù)通信、平臺功能等關(guān)鍵技術(shù)要求進(jìn)行了重點研究，以期為排污單位污染治理設(shè)施用電監(jiān)管工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：用電監(jiān)管;應(yīng)急管控

中圖分類號：X928.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）11-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.104

Research on electricity supervision system of pollution treatment facilities of disposal units

Zhao Yonghui，F(xiàn)eng Jifeng，Li Yu

（Henan Environmental Monitoring Center，Zhengzhou Henan 450046，China）

Abstract：In order to strengthen the environmental supervision and realize the precise supervision of pollution control facilities of pollutant discharge units，Henan Province has built the power consumption supervision system of pollution control facilities in the pollutant discharging units.This paper introduces the structure，technical requirements and functions of the power consumption supervision system of pollution control facilities，and focuses on the key technical requirements of monitoring point setting，equipment installation，data communication，platform functions，which will provide reference for the power consumption supervision of pollution control facilities in the pollutant discharging units.

Key words：Power consumption supervision;Emergency management and control

排污單位環(huán)境監(jiān)管是打好污染防治攻堅戰(zhàn)、改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的基礎(chǔ)工作。但排污單位環(huán)境監(jiān)管工作面臨著諸多困難和挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在：一是中小企業(yè)數(shù)量眾多，基層環(huán)境執(zhí)法力量不足，全面進(jìn)行人工執(zhí)法的難度大;二是行業(yè)眾多，每個行業(yè)工藝錯綜復(fù)雜，環(huán)境執(zhí)法人員精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)所有問題的難度較大;三是有組織排放、排放量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)已安裝自動監(jiān)控設(shè)施，但安裝自動監(jiān)控設(shè)施的企業(yè)數(shù)量較少，絕大多數(shù)中小企業(yè)缺少智能化監(jiān)管手段，存在監(jiān)管盲區(qū);四是對企業(yè)生產(chǎn)設(shè)施、治污設(shè)備運行情況缺少有效監(jiān)管手段;五是重污染天氣應(yīng)急或錯峰生產(chǎn)期間，對企業(yè)執(zhí)行情況缺乏有效的評估手段。

為解決上述困難和挑戰(zhàn)，國內(nèi)各省市積極探索開展排污單位污染治理設(shè)施用電監(jiān)管，通過智能化的監(jiān)管手段提升環(huán)境監(jiān)管能力和執(zhí)法水平?！毒┙蚣郊爸苓叺貐^(qū)2019-2020年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》指出，要大力推廣電力數(shù)據(jù)的應(yīng)用，提升執(zhí)法能力和效率，實現(xiàn)科技執(zhí)法、精準(zhǔn)執(zhí)法。為加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管力度，提高環(huán)境執(zhí)法水平，實現(xiàn)對排污單位污染治理設(shè)施的精準(zhǔn)監(jiān)管，保障大氣污染防治和重污染天氣應(yīng)急管控工作，2019年8月份河南省開展了全省涉氣排污單位實施污染治理設(shè)施用電監(jiān)管建設(shè)工作。截至2019年底，共在16 000余家排污單位建設(shè)了用電監(jiān)管系統(tǒng)。用電監(jiān)管數(shù)據(jù)在重污染天氣應(yīng)急管控工作中得到深入應(yīng)用，通過統(tǒng)計分析用電監(jiān)管數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)排污單位生產(chǎn)線停產(chǎn)不到位、污染治理設(shè)施不正常運行等問題，為環(huán)境污染防治攻堅戰(zhàn)提供助力，取得了良好成效。

1 用電監(jiān)管系統(tǒng)架構(gòu)

排污單位用電監(jiān)管是在排污單位生產(chǎn)設(shè)施和污染防治設(shè)施上安裝用電信息采集設(shè)備，對排污單位生產(chǎn)設(shè)施、污染防治設(shè)施的用電量、負(fù)荷、異常用電等情況進(jìn)行實時動態(tài)監(jiān)測，將采集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集傳輸裝置上傳至生態(tài)環(huán)境部門的監(jiān)管平臺。

1.1 現(xiàn)場端監(jiān)測系統(tǒng)

現(xiàn)場端監(jiān)測系統(tǒng)安裝在排污單位現(xiàn)場，包括用電參數(shù)監(jiān)測設(shè)備和數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備。

（1）用電參數(shù)監(jiān)測設(shè)備。用電參數(shù)采集設(shè)備根據(jù)排污單位生產(chǎn)工藝和排污狀況，對反映生產(chǎn)設(shè)施、污染治理設(shè)施運行狀態(tài)的電氣參數(shù)（電流、電壓、功率、功率因數(shù)、電量、電能質(zhì)量等）進(jìn)行監(jiān)測?，F(xiàn)場端用電監(jiān)管設(shè)備還應(yīng)能采集停上電、電流電壓回路異常等事件及上報。（2）數(shù)據(jù)采集傳輸儀。數(shù)據(jù)采集傳輸儀采集、存儲用電參數(shù)監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸至中心端監(jiān)管平臺。

1.2 中心端監(jiān)管平臺

中心端監(jiān)管平臺部署在省、市生態(tài)環(huán)境部門，實現(xiàn)排污單位用電監(jiān)管檔案信息的備案管理，集中接入排污單位現(xiàn)場端監(jiān)測系統(tǒng)上傳的生產(chǎn)設(shè)施、污染治理設(shè)施用電監(jiān)管數(shù)據(jù)（負(fù)荷、電量等），提供排污單位生產(chǎn)設(shè)施、污染治理設(shè)施用電情況的實時監(jiān)控、查詢統(tǒng)計、匯總分析、異常告警等功能。

2 現(xiàn)場端監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求

2.1 現(xiàn)場端設(shè)備

現(xiàn)場端設(shè)備包括用電參數(shù)監(jiān)測設(shè)備、數(shù)據(jù)采集傳輸儀以及電流互感器等其他輔助設(shè)備。

2.1.1 用電參數(shù)監(jiān)測設(shè)備

應(yīng)采用一體化、小型化設(shè)計，外殼應(yīng)耐腐蝕、密封性能良好。當(dāng)排污單位主要用電設(shè)施產(chǎn)生異常、故障、越限報警等事件信息時，用電監(jiān)測設(shè)備應(yīng)主動向數(shù)據(jù)采集儀報送數(shù)據(jù)。

2.1.2 數(shù)據(jù)采集傳輸儀

（1）因現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜惡劣，為確?，F(xiàn)場工況安全及設(shè)備通訊穩(wěn)定可靠，用電參數(shù)監(jiān)測設(shè)備和數(shù)據(jù)采集傳輸儀之間通訊須優(yōu)先采用無線自組網(wǎng)通信技術(shù)，以避免對現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境的影響和破壞。（2）數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)符合HJ 212《污染物在線監(jiān)測（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》要求。（3）數(shù)據(jù)采集傳輸儀存儲單元應(yīng)具備斷電保護(hù)功能，斷電后所存儲數(shù)據(jù)不丟失，可通過磁盤、U 盤、存儲卡或?qū)Ｓ密浖?dǎo)出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集傳輸儀應(yīng)能存儲1年以上數(shù)據(jù)。

2.1.3 電流互感器

電流互感器的額定二次電流應(yīng)與被監(jiān)測生產(chǎn)、治污設(shè)備的參比電流相匹配，滿足最大電流不小于參比電流4倍的要求。

2.2 用電監(jiān)管點位布設(shè)

用電監(jiān)管點位選取是否準(zhǔn)確、布設(shè)是否全面直接關(guān)系到用電監(jiān)管成效。用電監(jiān)管點位布設(shè)應(yīng)全面準(zhǔn)確，覆蓋排污單位總用電、主要產(chǎn)污設(shè)施和污染治理設(shè)施。

2.3 設(shè)備安裝

（1）安裝之前要依據(jù)監(jiān)測點位布設(shè)原則和布設(shè)要求，認(rèn)真勘察排污單位現(xiàn)場，詳細(xì)調(diào)查排污單位信息，合理布設(shè)監(jiān)測點位，編制用電監(jiān)管方案。（2）盡可能免停電安裝調(diào)試，避免對安全生產(chǎn)和環(huán)境造成影響，安裝調(diào)試人員必須有相關(guān)的操作資質(zhì)，滿足電力施工相關(guān)要求。（3）用電監(jiān)測設(shè)備應(yīng)盡可能安裝在配電柜、動力柜中，以減少排污單位建設(shè)成本。（4）現(xiàn)場應(yīng)能為數(shù)據(jù)采集傳輸儀提供可靠的不間斷電力負(fù)荷，確保上下行數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，同時應(yīng)具備防盜和防止人為破壞的設(shè)施。（5）應(yīng)嚴(yán)格按照電氣安裝操作規(guī)程，排線合理固定。

2.4 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性核實

用電監(jiān)測設(shè)備安裝后應(yīng)對用電監(jiān)管數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性進(jìn)行比對測試，可通過以下方法核實用電監(jiān)管數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性：（1）調(diào)取電力部門的用電量數(shù)據(jù)，與用電監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測的排污單位總用電量進(jìn)行比對。（2）查看排污單位配電柜中用電監(jiān)管點位的電流表、功率表、多功能表等儀表的顯示數(shù)據(jù)，與用電監(jiān)管平臺數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，瞬時功率誤差不得超過5%。（3）使用鉗形電流表測量用電監(jiān)管點位的電流，與用電監(jiān)管平臺上的電流數(shù)據(jù)并進(jìn)行比對。（4）現(xiàn)場核實用電監(jiān)管點位額定功率，上傳到用電監(jiān)管平臺的功率數(shù)據(jù)不能超過該額定功率數(shù)值。（5）必要時調(diào)整排污單位生產(chǎn)設(shè)施或治理設(shè)施功率負(fù)荷，觀察用電監(jiān)管平臺功率數(shù)據(jù)變化，核實功率數(shù)據(jù)傳輸時延、變化是否一致。

3 中心端監(jiān)管平臺技術(shù)要求

3.1 數(shù)據(jù)通信與存儲要求

截至2019年底，河南省中心端監(jiān)管平臺共接入16 000余家用電監(jiān)管排污單位。預(yù)計未來接入的排污單位約3～4萬家，每小時預(yù)計接入用電監(jiān)管數(shù)據(jù)上百萬條，對中心端監(jiān)管平臺的數(shù)據(jù)通信、存儲、查詢、統(tǒng)計的性能、功能等技術(shù)要求極高，因此需要采用高并發(fā)采集處理技術(shù)和分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)滿足性能功能要求。

3.2 業(yè)務(wù)功能要求

中心端監(jiān)管平臺建設(shè)要為環(huán)境監(jiān)管服務(wù)和支撐，實現(xiàn)的主要業(yè)務(wù)功能包括用電信息實時監(jiān)控、污染治理設(shè)施運行狀況預(yù)警、大氣污染管控用電監(jiān)管、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析等。

3.2.1 排污單位用電信息監(jiān)控

實現(xiàn)排污單位生產(chǎn)設(shè)施、污染治理設(shè)施用電情況的實時監(jiān)控，圖形化展示監(jiān)管實時數(shù)據(jù)和實時變化曲線，集中展示排污單位用電檔案信息。

3.2.2 污染治理設(shè)施運行狀況預(yù)警

可通過對用電監(jiān)管數(shù)據(jù)的連續(xù)學(xué)習(xí)、分析，智能化判斷排污單位生產(chǎn)設(shè)施、污染治理設(shè)施正常的負(fù)荷啟停閾值，為用電監(jiān)管運行狀況預(yù)警提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2.3 用電情況統(tǒng)計

對各排污單位運行用電監(jiān)管設(shè)備數(shù)量、離線用電監(jiān)管設(shè)備數(shù)量、數(shù)據(jù)采集率等進(jìn)行統(tǒng)計;按城市、行業(yè)等對用電量、用電負(fù)荷進(jìn)行匯總統(tǒng)計，展示各城市、行業(yè)用電量、用電負(fù)荷的變化趨勢;對排污單位用電量進(jìn)行統(tǒng)計匯總，提供各排污單位每日用電量報表。

3.2.4 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析

通過分析用電監(jiān)管數(shù)據(jù)和檔案來發(fā)現(xiàn)點位布設(shè)不全面、數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、檔案信息不完整等建設(shè)質(zhì)量和數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，有助于各地建設(shè)質(zhì)量的整改提高。

3.2.5 大氣污染管控用電監(jiān)管

在重污染天氣應(yīng)急管控期間，通過用電監(jiān)管數(shù)據(jù)，對排污單位應(yīng)急管控措施落實情況進(jìn)行分析評估，對于生產(chǎn)線停限產(chǎn)不到位、污染治理設(shè)施不正常運行等應(yīng)急管控措施不落實的問題進(jìn)行通報，為應(yīng)急管控工作提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2.6 用電監(jiān)管信息備案

排污單位在安裝用電監(jiān)管設(shè)備時，通過用電監(jiān)管信息備案模塊對排污單位用電監(jiān)管信息進(jìn)行備案登記。包括企業(yè)基本信息、數(shù)據(jù)采集傳輸儀信息、生產(chǎn)設(shè)施信息、治污設(shè)施信息內(nèi)容。

3.2.7 聯(lián)網(wǎng)審核

承建單位完成排污單位用電監(jiān)管設(shè)備安裝和試運行后，通過平臺提交排污單位的項目建設(shè)方案、試運行報告、項目驗收記錄進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)審核申請。生態(tài)環(huán)境部門在核查排污單位用電監(jiān)管點位布設(shè)、設(shè)備安裝情況和用電監(jiān)管數(shù)據(jù)質(zhì)量情況后，通過或置回聯(lián)網(wǎng)審核申請。審核置回時需填寫審核置回的原因，以方便承建單位有針對性地整改問題。

4 結(jié)論

排污單位用電監(jiān)管是創(chuàng)新環(huán)境監(jiān)管方式的重要舉措，是環(huán)境監(jiān)管能力建設(shè)的進(jìn)一步深化和提升。排污單位用電監(jiān)管通過“可視化、數(shù)字化、精細(xì)化”的智能監(jiān)管模式，加強(qiáng)了對排污單位的遠(yuǎn)程智能化監(jiān)管，提升了環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管效率，能有效解決執(zhí)法監(jiān)管力量不足、自動監(jiān)控安裝范圍不夠、污染治理設(shè)施監(jiān)管不到位的問題，實現(xiàn)排污單位監(jiān)管從人防到技防、從結(jié)果監(jiān)控到“過程+結(jié)果”監(jiān)控、從隨機(jī)執(zhí)法到精準(zhǔn)執(zhí)法的轉(zhuǎn)變，對于提升環(huán)境監(jiān)管的信息化、智能化水平，保障重污染天氣應(yīng)急管控，改善空氣環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。

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收稿日期：2020-08-17

作者簡介：趙永輝（1974-），男，漢族，學(xué)士，高級工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控、環(huán)境信息化。