石化行業在線監控管理系統的設計與研發

楊文玉

中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院 （山東青島 266071）

當前,石油化工行業面臨著國內外越來越嚴格的環境約束，為了實現對重點污染源的監督管理，提高污染源自動監控工作水平[1]，大型國有企業相繼啟動了污染源在線監測系統的建設工作[2]。針對目前固定污染源在線監測存在的問題[3-4]，設計開發了一套適合石化行業現狀的在線監控管理系統，借助互聯網+環保技術，可有效推進環保管理的規范化、精細化和信息化，為企業污染源管理提供有力的抓手。

1 在線監控系統功能簡介

針對廢水外排口、鍋爐煙氣、催化裂化再生煙氣、硫磺裝置尾氣等重點污染源，完成在線監控系統的功能設計[5]，主要包括7大模塊——地理信息系統（GIS）展示、基礎管理模塊、現場端綜合管理模塊、數據審核模塊、實時監控模塊、統計分析和統計報表模塊，可實現企業國控、省控、市控及其他污染源監測點的規范化、信息化管理，可實現監測點實時監控及超標預警等功能。系統功能架構具體見圖1。

1.1 GIS展示

GIS集圖形圖像信息、地理位置信息、文本信息于一體，實現了實時、直觀、動態、可視化的監測點污染源分析和監控，能總體展示集團聯網點總數及廢水、廢氣聯網點數,快捷查看企業監測點污染源信息及歷史數據變化曲線圖。

1.2 基礎管理功能模塊

基礎管理功能模塊由數據字典、監測點信息維護、應用標準維護、設備檔案4個子功能模塊組成，可實現企業監測點的規范化、信息化管理。

數據字典可實現在線監測系統各種參數的設置，監測點信息維護實現對企業污染源信息的管理，應用標準維護實現對企業監測點排放標準的統一管理，設備檔案實現對企業監測點所在設備的規范化管理。

1.3 現場端綜合管理功能模塊

現場端綜合管理功能模塊包括設備驗收、設備有效性審核、監測點停運、現場端設備狀態等4個子模塊，實現對企業監測點設備的狀態扭轉。

設備驗收實現對污染源現場端設備檔案的建立；設備有效性審核實現自動提醒準備到期及過期審核的監測項目數據，自動判斷未開展有效性審核和有效性審核過期所產生的數據;監測點停運實現監測點階段性和永久性停用規范化管理；現場端綜合管理實現綜合查詢污染源現場端設備驗收、設備有效性審核狀態，對即將到期的審核自動預警。

1.4 數據審核功能模塊

數據審核功能模塊包括數據審核情況、人工審核、數據修約情況、廢水修約、廢氣修約、憑證管理、綜合查詢共7個子模塊，實現企業廢水、廢氣監測點的數據審核及修約補遺。

數據審核情況實現綜合查詢企業監測點數據審核情況；人工審核實現自動判斷設備直出數據后臺，根據系統內置審核規則自動判斷各監測項目數據狀態，可進行批量操作；數據修約情況實現綜合查詢企業監測點數據修約情況；廢水修約和廢氣修約分別實現對廢水、廢氣無效數據及故障數據的修約補遺，可進行批量修約；憑證管理實現對不同憑證類別、監測點停用和企業停產所使用憑證的信息化管理；綜合查詢實現數據修約補遺和對廢水、廢氣小時數據與日數據的綜合查詢及統計。

1.5 實時監控功能模塊

實時監控功能模塊包括監控報警、實時數據、歷史曲線變化3個模塊，實現實時監控企業監測點傳輸數據、歷史數據可視化展示及超標報警。

監控報警實現對企業監控數據的實時報警，可進行流程審核；實時監控實現實時監控企業廢水、廢氣監測點的傳輸數據；歷史曲線變化實現綜合展示區間段內的小時數據及日數據，將監測點監測項目濃度、流量的變化曲線及超標詳情以曲線圖的形式進行可視化展示，體現廢水、廢氣監測點各監測項目的小時值/瞬時流量及排放標準。

1.6 統計分析功能模塊

統計分析功能模塊包括數據分析、數據傳輸率、數據有效率、數據傳輸有效率4個子模塊，實現綜合查詢企業監測點傳輸及達標情況。

數據分析實現區間段內數據的數據傳輸有效率、達標次數、達標排放率統計數據的計算，柱狀圖可視化展示；數據傳輸率、數據有效率、數據傳輸有效率實現區間段內的數據傳輸率、數據有效率、數據傳輸有效率統計數據的計算，柱狀圖可視化展示，實現統計數據的詳細信息列表展示,總體查看企業監測點數據傳輸有效率情況。

1.7 統計報表功能模塊

統計報表功能模塊包括監測點報表、企業報表、集團公司報表共3個模塊，實現自動匯總計算企業監控數據并生成報表。

監測點報表包括監測點日報表、監測點月報表、監測點年報表，自動匯總計算企業監測點小時數據及日數據，計算監測點平均值、最大值及最小值，生成相關報表；企業報表包括企業日報表、企業月報表，實現自動匯總企業廢水、廢氣聯網監測點監控數據，計算企業監測點排放達標率等信息，生成相關報表；集團公司報表包括集團公司廢水年報、集團公司廢氣年報，匯總各企業廢水、廢氣監測點監控數據，計算監測點排放量、同比及環比等信息，自動對企業進行排名，生成集團公司廢水年報及廢氣年報。

2 在線監測系統的實現

2.1 在線監測技術

根據HJ212—2017《污染物在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準》，設計了在線監測數據傳輸技術方案，如圖2所示。

圖2 在線監測數據傳輸技術方案

企業傳輸鏈路：數采儀對在線監測儀器進行數據采集后，可通過無線直傳和將數據傳輸進入數采服務器兩種方式進行數據傳輸，最終進入企業實時數據庫。

總部傳輸鏈路：數采儀對在線監測儀器進行數據采集并加密，然后將加密的數據直接通過無線發送至總部端，由總部進行數據接收并傳輸進入接收服務器，最終進入總部的實時數據庫，以滿足國家環保部對在線監測數據的直傳要求。

2.2 系統的實現及應用

在環保專業技術人員和開發人員的共同努力下，具備上述功能的石化行業在線監控系統已開發完畢，并實現了對集團公司所有重點污染源的全面監控，取得了很好的應用效果。

3 系統的特點

（1）通過自動控制和網絡通信技術實現遠程監控物聯網功能。對監測數據的自動傳輸情況、監測點污染物排放情況進行實時監控，實現數據提取、監測設備開關機、參數設定等重要功能的遠程操作，大大增強了污染源監控和管理的主動性和時效性。

（2）融入GIS技術。利用GIS強大的地理信息分析功能建立污染源在線監測系統綜合展示功能,可及時準確地掌握各個企業排放口的運行情況，污染物排放的濃度變化趨勢，并可基于地理信息實現監測點信息查詢、污染源分析及超標報警等功能。

（3）系統自動進行數據分析，實現數字化環境管理。系統自動對在線監測數據及污染物排放量進行匯總、統計與分析，形成統計日報、月報、年報，實現監測、統計的有機結合，為集團利用在線監測數據進行污染物排放量核定奠定了基礎。

（4）實現在線實時數據超標報警、原因分析、整改確認的閉環管理。在監測數據超標后及時向企業相關管理人員推送超標報警信息，以便企業及時對超標原因進行分析并采取相應控制措施進行整改、復測。企業可以通過系統的自動統計分析、曲線圖可視化展示等功能，總體掌握企業污染物濃度數據變化趨勢、監測點超標情況及整改情況，支撐企業完成環保超標閉環管理。

（5）實現污染物濃度數據綜合展示，為環保決策提供支撐。系統可自動計算企業監測點查詢時間段內的污染濃度平均值并可視化展示，自動生成監測點濃度平均值、最大值、最小值等指標報表，支持自動計算裝置達標率及企業達標率并進行排名，綜合分析各企業達標情況及達標率排名。

4 結語

將自動控制、網絡通信、計算機以及GIS等信息技術引入環境監測領域，建立以污染源管理為中心的在線控制系統，是環境監測管理發展的必然趨勢。全面實施污染源自動監控，切實發揮其在環保管理、節能減排和污染防治中的作用，對加強重點污染源的排放監控、污染物總量控制，改善環境空氣質量具有重要意義，同時也可為各級領導的環境決策提供數據支撐。

[1]許志強.試析推進污染源自動監控提高環保工作水平[J].黑龍江科技信息,2017(15):36.

[2]王淑梅,張芳,欒輝,等.中國石油污染源在線監測系統簡介[J].油氣田環境保護,2013,23(4):52-54.

[3]胡先春.固定污染源在線監測比對現狀及存在的問題[J].低碳世界,2017(4):26-27.

[4]常穎,劉文敬,王振國,等.煙氣在線監測系統現狀及思考[J].計測技術,2016,36(3):1-4,27.

[5]陳勇,吳琳,曾昭健,等.煙氣脫硫過程在線監控系統設計與應用[J].計算技術與自動化,2017,36(1):40-45.