燃煤发电集团环保设施达标排放预控系统的设计与实现

孙瑞

摘 要：随着国家对环境保护、节能减排管控的力度不断加大，燃煤发电企业环保设施能否实现长周期达标排放，成了企业生存与发展的关键。文章通过某燃煤发电集团，如何采用互联网+的信息化手段，通过大数据采集、挖掘与建模，构建环保设施达标排放预控系统，实现对各项环保指标的监督、分析及预控，及时、主动地调整环保设备运行，杜绝超标排放事件的发生。

关键词：环保设施；达标排放；超标预控；信息系统

中图分类号：TM621 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）19-0102-02

Abstract： With the increasing control of environmental protection， energy saving and emission reduction， whether the environmental protection facilities of coal-fired power generation enterprises can meet the emission standards for a long period has become the key to the survival and development of coal-fired power generation enterprises. Through a coal-fired power generation group， this paper discusses how to use information meanssuch as "Internet Plus"， and through big data collection， mining and modeling， it intends to build a pre-control system for environmental protection facilities and meet the standards， so as to realize the supervision， analysis and pre-control of various environmental protection indicators. We should timely and actively adjust the operation of environmental protection equipment to eliminate cases of excessive emissions.

Keywords： environmental protection facilities； up-to-standard discharge； over-standard pre-control； information system

1 概述

随着国家对环境保护、节能减排管控的力度不断加大，环保设施（主要是脱硫、脱硝系统）能否实现长周期达标排放，成了企业生存与发展的关键；如何避免环保设施超标排放的发生，减少企业的经济损失和环保压力，杜绝超标排放事件发生，提升核心竞争力，成了各大燃煤发电集团都在思考的共性问题。

本文介绍了某燃煤发电集团，采用互联网+的信息化手段，基于.net平台，通过大数据采集、挖掘与建模，构建环保设施达标排放预控系统，实现对各项环保指标的监督、分析及预控，及时、主动地调整环保设备运行，保证不碰红线运行，杜绝超标排放事件的发生。

2 系统设计与实现

2.1 设计思路

环保设施在尽可能提高煤种适应性的前提下，综合考虑长期安全稳定运行及运行能耗等因素，既要经济运行，又要不碰红线。本系统利用信息化手段，将燃煤发电集团所辖各分公司、机组的相关数据采集、存储、计算和预警，集团生产部门可以及时采取应急预案，提高对排放超标的应变能力，从而避免超标排放事件发生。

2.2 数据架构

本系统构建了一个庞大的数据仓库，通过专线将集团所辖的各分公司的90余台环保设施生产数据、巡检信息和缺陷信息进行采集、清洗、分类和存储，这些多元信息为实现环保设施统一管理提供了数据基础，应用服务器通过大数据采集、挖掘与建模，对数据仓库的数据进行计算、分析及预测，实现各系统模块的应用功能。

2.3 系统功能设计

本系统设计有环保设施的实时监控、环保指标统计分析、运行管理、环保指标排放监督等四大功能模块。

（1）环保设施的实时监控。提供对各分公司环保设施的生产工艺流程、运行参数及排放指标的监视，并具备实时、历史数据趋势查询、主要参数与实际控制值对比，实现分散信息的集中管理和信息融合，让各级生产管理人员可突破时间和空间的限制，能站在集团的高度实时掌控全集团所辖环保设施的运营状况，如图1所示。

（2）环保指标统计分析。将实时采集的过程数据存入历史数据库，结合集团的生产管理要求，完成对关键指标的统计和分析，系统可自动生成实时生产数据报表，并结合环保设施的基本特性和各分公司间的差异性特点，制定科学有效的对标管理体系，实现双向对标，一方面通过不同时间段的自身对标，使脱硫、脱硝系统在各工况下都能安全、高效、经济运行，另一方面通过和同类型机组的对比，提高运行水平、改善性能、改进管理，使更多指标跻身行业先进。

（3）運行管理模块。开发了各机组的脱硫、脱硝同比环比分析模块和分公司间的对标考核模块；提供生产周报、月度运行分析及异常缺陷分析等功能。

（4）环保指标排放监督。系统根据污染物实时排放浓度控制预估值、参数和指标偏离控制范围报警，实现污染物小时浓度在控制范围内经济、达标排放；通过系统后台程序实时运算，可将某一环保设施报警情况在集团地图上闪烁声光提示，并通过超标曲线、报表调阅小时超限和瞬时超限、持续时间等详细信息及集团整体达标排放率进行实时、直观展示，如图2所示。

系统通过调用电信企信通短信包的技术方式，可在环保指标接近或超过报警值时，及时向各级生产管理人员发送预控报警短信，报警短信分为瞬时和小时均值报警，并与管理人员绑定推送短信提醒，以及时采取应急预案，提高对排放超标的应变能力，从而避免超标排放事件发生。

2.4 系统特色及创新点

本系统创新之处在于：第一，运用大数据分析方法充分挖掘环保设施物料平衡分析结果、现场运行数据和试验数据，建立环保设施污染物排放变化量的预测模型；第二，采用SO2排放浓度的变化量来代替SO2排放浓度的实测值作为模型的输出参量，以多模型协作的方式来建立关键参数与SO2排放浓度变化量之间的关系性模型；第三，充分考虑到系统特性随时间的变化，在模型中不断引入新的、能反映当前系统特性的信息，让模型具有良好的自适应能力，提高了模型的可信度和长期可靠性。

3 结束语

本系统的建设，建立了“互联网+”环保设施集中管控新模式，通过采集各分公司环保设施生产过程的运行数据、设备信息、现场检修信息和组织结构信息等多方面信息，对分散信息系统进行了有效整合和集中管理，并开发相应的应用模块，实现了燃煤发电集团环保专业化与信息化的深度融合，在技术层面实现了对环保设施的精细化管理，系统运行3年多来，集团的脱硫系统投运率100%、达标排放率100%；脱硝系统投运率99.90%、达标排放率99.87%，并全部符合国家环保排放要求，主要环保指标，均达到同行业领先水平，直接经济效益和节能减排等社会效益显著。

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