火电厂环保设施远程监控系统研究与应用

邵媛

摘 要：通过设置不同需求的模块，采集区域电厂环保设施运行参数与终端污染物排放数据，进行分析处理，满足模块要求，形成火电厂环保设施远程监控系统。远程监控系统可同时对机组环保设备状态和烟气参数远程监控，提高了下属电厂环保数据的真实性和可靠性，优化了各项环保指标，有效降低了环保风险，是一个高效、可靠的监控平台。

关键词：火电厂；环保设施；远程监控；平台

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.124

0 引言

目前国家环保政策对火电企业污染物排放标准要求非常严格，一旦有超标情况发生，不仅扣除企业环保电价，对企业进行考核，严重时还可能要求企业停产停业整顿。但对于大型集团，电厂多而分散，统一管理难度较大，因此，为对下属电厂进行有效地统一管理，降低环保风险，提前预警企业环保异常，需要对区域内所有火电机组进行环保设施远程监控诊断。

1 功能设置

目前，环保设施远程监控系统可以完成从集团公司、区域公司到具体电厂甚至具体机组环保设施运行情况的实时监控，其主要包括系统图、分析诊断、趋势分析、报警管理、报表管理等模块。

1.1 系统图

系统图涵盖了28家电厂共90台机组的环保设施。每一台机组都细分为脱硫、脱硝、除尘系统三个大类共11个系统图，每一台机组有200多个参数，满足环保设施日常监督需要。从系统图上，不仅可以直观显示各个设备的运行状态和参数，还设置了与设计参数的关联，当运行参数超出设计参数范围时，即以红色报警显示出来。

以某台机组吸收塔系统为例（见图1）：设备及阀门运行时，为红色状态，停运时，为绿色状态。运行参数超出设计参数时，显示红色。下图的除雾器压差及液位1、2、3异常，显示红色，提醒电厂进行处理。

1.2 分析诊断

分析诊断系统一是通过若干相关联曲线分析原因，如分析某时段SO2浓度超标原因，可以将该时段SO2浓度、机组负荷、脱硫入口SO2浓度浆液pH、石灰石浆液流量、浆液循环泵电流等曲线放到一张图上进行分析判断，如分析NOx浓度超标原因，可以将该时段NOx浓度、机组负荷、脱硝入口NOX浓度、喷氨量等曲线放到一张图上进行分析判断。

二是利用脱硫、脱硝系统设备电流、压力之间的逻辑关系进行分析诊断。如增压风机后，沿着烟气流动方向，压力应逐渐降低，至烟囱入口处呈微负压；如吸收塔浆液循环泵按高度出口压力应逐渐增大，电流也应逐渐增大。利用该逻辑关系判断设备及表计是否正常运行。

三是通过脱硫剂及脱硝剂的消耗与处理的污染物之间的量是否符合物料平衡规则进行分析诊断，如某一时段内喷氨量与处理的氮氧化物量是否符合反应规则来判断催化剂活性和表计运行情况。

1.3 趋势分析

主要包括除雾器压差趋势分析、催化剂压差趋势分析等趋势分析，由于烟气量对系统压力影响很大，因此特别选定83-85%额定负荷段进行趋势分析，当系统负荷符合该负荷段时，捕捉除雾器和催化剂压差并随时间形成曲线，通过长时间观察曲线压差趋势来预判系统安全性，提醒电厂进行处理。如下图所示：某台机组第一季度催化剂压差较高，经过离线处理，加强吹灰等措施后，压差逐渐降低至正常水平，图2为某台机组2016年催化剂压差趋势分析（见图2）。

1.4 报警管理

共设置了5大类38个报警类型，主要包括异常实时报警、异常监控管理和异常统计分析，完全满足对所有机组终端监控及过程监督的要求，提前预警环保风险。对每个报警条件设置相应标准，如果发现超标情况，异常报警模块自动启动产生报警并以异常报警通知单的形式下发到电厂，与电厂进行实时互动，实现异常报警的闭环管理。

1.5 报表管理

按照环保管理和环保部门需要上报的要求，生成年、月、日、季度的自动统计报表。对污染物（ SO2 ， NOx ，烟尘）的排放浓度、排放量 、脱硫效率、脱硝效率、投运率、达标投运率、排放绩效、脱硫脱硝剂消耗等进行统计分析，并可以进行同比、环比的对比分析。

2 功能实现

2.1 数据采集

现场监测数据来源多样，主要有：现场设备、CEMS系统、 DCS系统、SIS系统，因此监测数据的传输方式也较为复杂。为满足数据采集需求，数据采集服务在设计上支持多类型通信信道、多类型通信协议，现场数据由烟气监测子站负责采集，安装于各企业监测点的现场，是整个监控系统最基本的部分。

2.2 数据存储

存储数据库采用体积小、操作系统无关的嵌入式小型数据库，数据库支持数据的快速检索、写入及读取等操作。数据的存储周期根据主站所要求的周期而定，本项目要求数据储存时间至少为一年。

2.3 数据传输

烟气监测子站将采集到的数據通过专用网络电缆传送至监控中心。监控中心端与电厂侧监测子站均安装有纵向加密认证装置，以保证网络传送数据的安全性。

2.4 数据监控中心

监控中心层是整个监控系统的核心部分。其主要作用为：采集各监测点的监测数据，存储各种原始数据并进行统计、计算，实现各种相关的应用功能，并进行最终的数据展现，供环保监管人员使用。

3 结语

综上所述，火电厂环保设施远程监控系统不仅可以实现实时监控环保设施运行状态，还可以提前预警环保风险，自动分析环保异常原因，还可实现异常报警的闭环管理，目前已经成功地在公司系统内运行。经过一年多的运行实践，极大地优化了区域下属电厂的各项环保指标，提高了环保设施投运率和达标率，有效降低了环保风险和处罚事件的发生。

参考文献：

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