污染源排放过程（工况）自动监控系统的设计思路

王华平 李斌

【摘要】建设污染源排放过程（工况）自动监控系统，对污染物排放企业的重要生产工况过程进行全过程的监控，通过对采集的数据进行逻辑性和合理性的分析，由此判断数据的正确与否。本文将试点选取污水处理厂、火电厂探讨设计染源排放过程（工况）自动监控系统的思路。

【关键词】污染源  工况数据  通讯传输  应用平台

一、前言

2020年5月中国环境保护产业协会批准《固定污染源烟气排放过程（工况）监控系统安装及验收技术指南》（T/CAEPI 25—2020），为污染源排放过程（工况）自动监控系统的设计和建设提供了依据和标准。

实际上环保部办公厅早在2000年末就明确要求：一、日处理能力大于2万吨的城镇污水处理厂都必须安装完成中控系统，实施监控进出污水处理厂的水量和水质主要指标、鼓风机电流、鼓风量、曝气设备的运行状况、曝气池的溶解氧浓度、污泥浓度、滤池堵塞率等数据，并能随机调阅核查期内上述运行指标数据及趋势曲线，相关数据至少保存一年以上，作为核算主要污染物减排量的重要依据。二、所有脱硫设施必须安装完成分布式控制系统，实时监控脱硫系统的运行情况。

二、设计目标

本污染源排放过程（工况）自动监控系统项目的设计目标如下：

（1）建立企业端污染源排放过程（工况）监控系统，实现企业端污染产生、污染治理、污染排放全过程数据的监测、采集传输、现场应用，有效判断污染治理过程运行是否正常，督促企业治污设施稳定正常运行。

（2）建立中心端污染源排放过程（工况）监管平台，实现中心端对企业现场污染全过程的实时监控、数据管理、工况核定（数据应用）、数据判定（数据合理性分析）、统计分析等功能，并能与原有污染源在线数据进行数据对接，实现污染治理设施运行状态分析、排放数据真实性判定。为总量核定、环境执法、环境管理提供科学的依据。

三、设计内容

本文设计范围仅含试点企业的污染物自动监控前端系统的功能设计;上级监控中心建设平台通讯及应用软件功能的设计。

设计基本思想是：通过污染源排放过程（工况）监控系统的建立，设立排污系统设施运行模型，提取出具有代表意义的运行工况参数，从而全面掌握设施运行的状态。从设施运行过程中工况参数之间动态关联的逻辑关系，来进行相关数据验证和判断，分析出设备运行的状态。例如：火电厂烟气脱硫机组的负荷和锅炉烟气出口流量、脱硫烟气入口流量、烟囱烟气出口流量之间有线性关系。污水處理处理厂的提升泵的总功率和进水量也呈一定的线性关系。如发现异常，即进行报警处理。然后进一步判断异常的产生是主观还是客观原因。不合逻辑的异常情况，在很大程度上是人为恶意的因素。据此，环保监测部门具有了判定违法、违规排放的第一手材料。

本项目设计要求为采用JAVA平台开发，以实时数据库为基础，采用B/S构架，在业务范围上，涵盖试点污染源监控企业，在部署上，采用以监控中心为核心的树状拓扑结构。现场采集设备从生产及治污控制系统中采集工况过程数据，通过有限或无线网络传输到监控中心的工况过程数据库中，数据经过分析和处理后，供区域各环保部门使用。整体软件系统结构分为三层：前端数采层、通讯传输层、应用平台层。

前端数采层主要负责工况数据的采集、存储和转发、补发、重发。由现场端监控系统从企业生产设施/治理设施采集其运行参数和电气参数，同时也可以采集企业中央控制系统（DCS系统、PLC系统、在线监测系统等）中的相关参数，并通过通讯设备存储到现场端监控系统中。

通讯传输层位于工况前端与监控中心之间，由网络通信模块组成。主要负责工况前端所有过程数据、监测数据、生产数据发送和监控中心的数据接收。现场端和监控中心之间的数据传输通过网络层实现，由光纤、交换机、路由器等网络通信模块组成，主要负责工况前端的数据发送及监控中心的数据接收。

应用平台层位于监控中心，由实时数据库和关系数据库组成，主要负责工况数据的统一存储。监控中心主要负责汇总试点企业的工况数据，并由分析统计平台对工况数据做分析及统计，最终提供一系列的功能模块，包括实时工况监控，工况数据分析，统计和环境执法、排污收费、总量核算等数据应用。

四、结语

若本设计得以实现，则试点的污水处理厂、火电厂将在现有末端监控的基础上，对每个污染治理工艺过程实施监控，采集污染治理设施的运行参数及污染物产生过程参数，建立过程与排放数据的逻辑关系，发现治污设施工艺参数异常、设施不正常运行等问题，及时进行预警，预防违法排污行为，避免重大污染事故发生。此外，建设成功的工况监控系统与末端自动监控系统互为支撑、互相验证，工况监控数据可以有效地验证污染物排放数据的真实性，确保污染物排放数据真实可靠。这样一来不仅有效遏制了企业监控数据弄虚作假行为，也促进和引导排污企业积极主动进行污染治理，有限地管理和减少污染物排放。工况监控数据可作为监控数据审核、计算、应用的重要依据，可以全面提升监控数据分析研判能力，为环境执法和排污收费等环保工作提供有力的依据，也为环境保护制定相关工作政策提供了重要的参考内容。

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作者简介：王华平（1964-），男，学士，高级工程师，研究方向：电气自动化。