工况监控与环境监管业务联动模式应用研究

于 森，冯 涛，汪远安

（1.内蒙古自治区环保厅环境在线监控中心，呼和浩特 010011；2.上海麦杰环境科技有限公司，上海 200233）

工况监控与环境监管业务联动模式应用研究

于 森1，冯 涛1，汪远安2

（1.内蒙古自治区环保厅环境在线监控中心，呼和浩特 010011；2.上海麦杰环境科技有限公司，上海 200233）

以内蒙古自治区电厂为例，介绍了工况监控系统与环境监管业务联动模式，阐述了工况监控系统在环境监管中的联动作用，并详细介绍了工况监控系统在超标原因、异常统计分析及智能核算中的应用。结果表明，工况监控系统在环境监管业务联动模式中可佐证在线监测数据的准确性，为环保监管提供执法线索，提高监管效能。

工况监控系统；环境监管；联动模式

1 引言

随着我国电力行业的发展，越来越多的火电机组投入运行，由火电厂燃煤导致的环境污染日趋严重。“十二五”期间，国家加大了对燃煤电厂的烟气污染物排放监管及监测要求，着力推进电力行业的节能减排工作。其中加强对烟气连续监测系统的建设和管理也是各级地方政府及企业的工作重点。

烟气排放连续监测系统早在上个世纪70年代已在欧美等发达国家及地区推广开来。80年代中期开始进入我国市场，但由于各种原因，我国的火电厂烟气排放连续监测装置还不能达到理想要求，存在技术标准、生产运行、环保管理等问题[1、2]。随着环境监管压力的增加，环保部门逐渐增加了工况监控、视频监控等自动监管系统，以提高监管能力。但由于系统管理归属不同的监管部门，或由不同的建设单位承建，导致监管系统缺乏协同联动，缺乏有效整合及信息沟通等问题，其中缺乏协同联动问题尤为突出。在污染源监管中，协同联动十分重要。本文就如何提升环境监管系统的协同联动，提升环境监管能力进行了研究。

2 工况监控与环境监管联动模式

工况监控系统是对污染的产生、治理、排放的全过程监控，是环境监管部门对污染源治理设施实施远程监控的现代化工具。环境监管业务联动模式是指在环境监管过程中，充分利用在线监测、工况监控、智能核算、检查执法和企业上报等多业务平台数据进行联动分析，提升环保监管部门综合监管能力的一种业务联动模式。

目前，我国已建成国控重点污染源自动监控系统，实现了对两万多家国家重点监控企业主要污染物排放情况的实时监测。内蒙古自治区建成了在线监控、视频监控、工况监控三位一体的监控系统，截至2015年，安装工况监控系统的电厂已达61家、170台机组，已建立了工况监控系统的监管规范，并与环境监管形成了有效联动。

3 工况监控与环境监管联动模式应用

内蒙古自治区东西跨度近4000公里，地域辽阔，火电装机容量全国第一，传统的现场检查监管模式成本高昂。内蒙古自治区作为全国工况安装的第一批试点地区，通过几年的实践，已在多方面探索了工况系统的应用，作为在线监测系统的有效补充，工况监控在线监测数据审核、现场检查等工作实现了业务联动，取得了很好的协同监管效果。

3.1 工况监控数据与在线监测数据的联动分析

在环境监管中，对超标事件进行监管是一项主要的工作。可以通过工况系统对超标原因进行远程分析，根据具体原因采取不同的防范措施，有效避免污染事故的发生。

某电厂机组采用的是石灰石湿法脱硫（见图1），图中1号曲线为机组负荷，2号曲线为出口 SO2浓度，3号曲线为循环浆液泵电流。从图1可看出，该机组在2015年5月18日2时12分至3时30分期间，出口SO2浓度异常升高（超标），除循环浆液泵电流外，其他参数均维持稳定，可以十分明显地看出是由于该厂停运了一台循环泵导致了出口SO2浓度超标。环保部门可以根据这个情况，对企业进行执法检查，并给予相应的处罚。

工况监控数据和在线监测数据的联动，既对超标数据进行了深入分析，也为处罚提供了技术依据，同时又可让企业尽量避免超标排放；此外，这种联动模式还可应用于环保电价的核定，有效提高核定的工作效率。

3.2 工况数据分析与环境监管措施的联动

通过对超标异常情况的统计分析，还可找到超标出现的规律，为环境监管提供决策依据。

图2为内蒙古自治区各电厂超标原因的出现频率。通过对工况监控系统中存储的大量数据进行分析，统计出了常见的导致出现超标问题的原因。结果发现，在所有出现超标的机组中，由于运行不当造成的三项超标原因占82.82%。

图3为内蒙古自治区各电厂机组在不同超标倍数下超标原因出现的频率。造成超标1倍以上的主要原因是 O2含量及仪表故障异常。

图3 各电厂机组不同超标倍数下超标原因的出现频率

通过工况统计分析数据反应的情况，环保部门可有针对性地对企业运行管理或在线设备维护工作提出相应的要求，实现精准监管，提高监管效率。

3.3 工况异常与现场检查的联动应用

工况监控系统不仅可以远程对治污设施进行监控，也可以通过对数据的实时动态分析来捕获设施运行的异常情况。图4中机组负荷正常变化，无明显下降趋势，出入口烟气流量在2015年11月15日18时陡降（圆圈部分），数值由1300左右下降为1100左右，且出入口烟气流量曲线高度一致，疑似模型切换。环保监察人员就可以依据这个凭证对企业进行检查执法。

在积累大量工况检查的经验后，内蒙古自治区工况平台进行了功能性升级，实现了对14种工况状态的自动化识别，见图 5。

图4 数据陡降异常图

图5 异常情况示意图

工况状态判定共分为三大类：第一类为机组和脱硫设施运行异常，这一类为异常包括机组停运、启炉未起机、脱硫停运；第二类为工况监控数据表征异常，包括数据缺失、恒定值、满屏跳、数据超范围、超标；第三类为工况监控数据逻辑关系异常，包括停机后数据异常、设限值、模型切换、关联度异常、逻辑异常、重播等。系统为各异常报警类型建立判定模型，实现各异常的有效识别和自动报警。

识别的异常，在通过环保监控人员审核后，通过文件的形式，递交给其他业务部门作为凭证，实现联动应用。应用见表1。

通过工况异常与现场检查联动应用，监管工作取得了明显的成效。

图6为内蒙古自治区各电厂机组工况异常数据年度变化趋势图。统计区间为半年，异常数据包括工况监控的所有企业机组的重要异常和一般异常，重要异常分6 类，一般异常分7类。

根据趋势图可看出，2014年初到 2015年底，工况监控机组增加了20台，而工况异常却减少了334起，联动监管的效果明显。

表1 内蒙古自治区各电厂工况异常业务联动应用表

图6 异常数据年度变化趋势

3.4 工况与智能核算的联动应用

智能核算是内蒙古自治区环保厅在2014年实施的环保部示范研究项目《在线监测与主要污染物减排和排污收费平台标准化研究项目》的主要内容，主要通过定量分析的方式，对在线监测数据的准确性与有效性进行验证。在工况监控系统对异常情况进行定性分析后，智能核算仪对异常时间段的排放数据进行定量计算，从而判定工况异常存在后对排放数据的影响，也为监察部门现场执法提供了依据。

图7、表2是某电厂的一个关联度异常曲线图，出口烟气流量不随负荷变化，说明烟气流量测量不准确，而同时这个曲线还存在着陡升陡降的异常现象存在着人工干预的问题。经过智能核算仪对其排放量进行核算，把在线监测的排放量数据与智能核算的排放量数据进行比对，发现全天有正常、偏高、偏低三种情况存在，最终全天的合计量基本相符，初步可以判定这个异常不是人为因素，而是烟气流量测量仪表测量不准确的问题。

图7 智能核算系统与工况比对图（EIA 值为智能核算值）

经监察人员现场与企业核对，确认并非人为干预，陡升陡降的异常变化是环保人员与监测人员对测量仪器进行校准。环保部门最后要求企业更换烟气流量计，企业更换烟气流量计后，此异常情况消失，排放数据的准确性得到了保障。图8为更换烟气流量计以后的工况曲线。

4 结语

内蒙古自治区环保厅建设的工况监控系统结合了环保现场检查执法经验、脱硫系统运行原理及先进的数学算法，实现了对环保治污设施运行状态的自动判定，大大提升了污染源自动监控的监管水平，提高了监管效率。在线监测数据作为排污收费、超标处罚、环保电价的基础数据，其准确性直接影响了环境管理工作的效率。因此，工况监控系统作为全过程监控手段，在环境监管业务中，通过与在线监测业务平台及现场执法平台的联动应用，可以佐证在线监测数据的准确性，为环保监管提供基础数据，提高监管效能。

图8 更换仪表后的工况曲线图

[1] 王志轩.我国火电厂烟气排放连续监测系统装设及应用的若干问题[J].中国电力，2002（11）：77-81.

[2] 潘荔，王卓昆，王志轩.我国火电厂烟气排放连续监测装置现状及对策建议[J].环境科学研究，2005（4）： 42-45.

Study on Operation Linkage Model Application for Supervision and Control of Working Condition and Environmental Supervision

YU Sen1, FENG Tao1, WANG Yuan-an2(1.Environmental Online Monitoring Center of Environmental Protection Adm inistration of Inner Mongolia Autonomous Region, Hohhot 010011; 2.Shanghai Magus Environmental Science & Technology Co., Ltd, Shanghai 200233, China)

By taking the power p lant of Inner Mongolia Autonomous Region as an examp le, the paper introduces the operation linkage model for supervision and control system of the working condition and environmental supervision, expatiates the linkage role of the supervision and control system of the working condition in the environmental supervision, presents in detail the app lication of reason for exceeding standard, statistic analysis of abnormal situation and intelligent calculation in the supervision and control system of the working condition. The results show that the supervision and control system of the working condition could corroborate the accuracy of online monitoring data in the operation linkage model of environmental supervision, and provides the clues of the law enforcement and improvement of the supervision efficiency for environmental supervision.

supervision and control system of the working condition; environmental supervision; linkage model

X84

A

1006-5377（2017）05-0027-04