火电机组环保监控系统开发研究及应用

刘龙

[摘  要]在长期的社会发展过程中，随着火电机组中大气污染物排放标准的不断提高，国家对火电企业环保设施运行和达标排放的监管和处罚力度越来越大，达标排放直接影响火电企业的社会形象和经济效益，环保管理成为关系企业健康生存和可持续发展的重要工作。而当前环保管理缺乏可靠有效的管理工具，主要通过现场检查或者企业汇报来了解掌握企业的环保信息，无法实现全过程和即时管理。下面，本文就针对火电机组环保监控系统开发研究及应用进行简单分析，以供参考。

[关键词]火电机组  环保监控系统  开发  应用

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0135-01

自十二五以来，企业的环保技改工程出现了迅速的发展，新的环保工艺不断应用，企业缺少经验积累，在环保设施的异常处理及经济运行方面存在不足。而“火电机组集团级环保监控系统”（以下简称“环保监控系统”）主要是为了满足以上两方面的环保要求而设计开发的。环保监控系统使用PI数据库，实现对数据的实时读取，通过数据处理系统、异常条件库、分析诊断模型，实现对环保台账的自动管理，对环保设施异常的实时报警和提前预警;通过数据库管理，实现异常的远程分析诊断，实现环保数据的智能化应用。通过近两年的应用，实现了对集团级火电机组环保的有效监管和技术指导，对企业环保工作的高效管理、达标排放、安全运行、指标优化发挥了积极的作用。

一、 火电机组环保监控系统开发设计

（一）系统整体结构

环保监控系统与节能监控系统一起布置，实现基础数据共享，软、硬件系统公用。监控平台的功能以业务需求为主线配置软硬件系统，对近百台发电机组的海量实时数据进行分类收集、分析筛选，利用异常报警、分析诊断模型和数据分析工具进行深度数据挖掘，实现对机组环保异常报警，参数预警判断，异常分析诊断及环保统计数据的自动化管理。环保监控系统数据采集基于自动化和智能化两个要求，所有生产数据通过数据处理，全部取自PI系统数据库，取消人工数据干预，实现所有的生产参数自动读取和处理[1]。

（二）数据构架系统

实时数据采用PI系统进行构建，下属单位实时数据传输到公司实时数据库，公司采用双机热备，并同步到公司镜像PI。关系型数据库仅用于存放计算完以日、月、年为周期汇总后的统计指标，以及系统配置、权限设置等结构化数据。需要填录的信息，通过基础数据填报和实时数据处理流程满足平台基础数据录入。

（三）业务构架

环保监控平台主要分为4部分：设备台账、异常报警、分析诊断和报表应用，相互关联，数据共享，实现环保全流程管理。设备台账模块提供环保基础信息管理、环保管理综合评价等综合环保管理功能;异常报警模块实现异常报警及预警，通过对设备台账及基础数据进行计算，建立条件库，实现报警和预警;分析诊断模块用于对异常的分析诊断和闭环管控，与异常报警直接关联，对报警内容进行分析，分析结果反馈到异常报警库中，校核报警功能，丰富分析诊断数据;报表应用模块实现对环保数据的自动管理、报表生成及数据的分析应用，数据来源于其他模块，又输入到其他模块[2]。

二、火电机组环保监控系统功能分析

环保监控平台主要功能是实现对分管火电企业全流程环保管理，同时提升公司的环保指标。主要实现以下功能需求：一是分级条件库+分析诊断模型，建立42项异常报警，对脱硫、脱硝和除尘环保设施进行实时监管，并对监督发现的异常实现在线分析及整改情况跟踪;二是模板+评价模型，对环保设备、环境事件等台账进行管理，实现环保台账的持续管理，对环保设备、环境风险等指标的分析，评价、评比;三是统计数据库+报表定制模板，对216个环保统计数据进行自动统计，并根据不同的要求，实现固定报表及临时报表的编制工作，实现环保统计数据集约化、选择性和自动化统计和管理。

①异常报警功能。对整个环保系统设置监控点，模拟实际运行条件，区别于国家重点企业自动监控系统的排放参数监控和电厂DCS的生产参数报警，侧重实现对环保指标异常和逻辑不符等隐患的监督，实现对污染物排放、环保风险指标等42项指标的分级实时（预）报警。②分析诊断功能。环保监控系统通过建立分析诊断模型，设置分析诊断流程，实现异常自动分析诊断。首先设置逻辑条件关联实现初步分析。通过逻辑条件、关联模型、台账信息，实现异常原因的初步分析，并对原因比较直接的异常，系统自动给出诊断结果。第二，建立系统自动分析模块。建立关联参数模型并自动生成异常对应的相关参数、对应时段的历史趋势，通过各参数的逻辑关系，详细分析异常原因。③环保数据应用功能。建立统一环保统计指标体系和计算口径。编写了火电企业环境保护监督管理指标统计标准，对国家环保指标填报体系、总量核查细则等文件进行科学解读和研究，按照不同的统计要求规定不同的环保统计口径，建立了216个统计数据和计算公式。实现环保统计数据智能化统计。④设备台账功能。按照治污流程，建立完整的环保设施信息，包括环保设施建设信息、设计参数、报警参数等有关信息的台账模板，实现对环保设施技改、升级改造、催化剂更换等不同类型的台账填报模板。建立不安全事件分级条件，按照事件性质不同，按照不同的处罚手段，进行管理。

三、火电机组环保监控系统的应用效果分析

环保监控系统自2013年开始开发，2013年10月份进入分步调试，运行以来，实现对近百台机组环保设施的实时监管，对SO2、NOx、烟尘排放浓度超标等重点异常进行重点监管，闭环管理，平均每台机组发出监督通知单上百份，完成年度环保数据的自动统计，完成了70余期环保异常周报及35期环保月报，下发隐患整改通知单8份。环保监控平台通过每周、月度报表功能，编制下发了百余期环保异常周报和25期环保监督月报，分析存在问题，并提出改进建议和措施，同时，开展定期分析诊断功能，对于存在的共性和特性的问题，通过下发隐患通知单或制定技术措施的方式，提出整改建议，大大提升了环保设施的可靠性。同时，随着环保监控系统的应用，系统的数据、信息不断积累丰富，对异常分析诊断、数据应用方面提供更全面可靠的支持数据。环保监控系统将对设备状态评估分析、环保宏观数据分析等方面提供更为有价值的作用。

四、结语

总而言之，随着社会整体对环保工作的重视，环保统计的价值将越来越大。而环保监控系统通过对火电企业环保的全过程管理，自动形成科学的环保统计数据体系，在企业的发展中发挥价值。环保监控系统具备大量、大区域、全面的环保数据，但这些大量的环保数据只是作为简单的统计和分析。随着众多企业在发展过程中所积累的数据量不断放大，数据分析软件和技术的不断深入应用，通过深度智能分析和建模，环保监控系统将不仅作为环保监督和技术服务的工具，更多的是环保规划和发展的智库，为环保绩效评价、环保远期规划，为社会提供有价值的环保方案。

参考文献

[1]孙栓柱，代家元，高进，刘成.江苏省火电机组节能减排在线监测系统的开发及应用[J]. 电力科技与环保，2014，01：50-53.

[2]李洪泉，赵晴川.火电机组节能指标在线分析系统开发与应用[J]. 山东电力技术，2014，02：68-70+80