燃煤發電集團環保設施達標排放預控系統的設計與實現

孫瑞

摘 要：隨著國家對環境保護、節能減排管控的力度不斷加大，燃煤發電企業環保設施能否實現長周期達標排放，成了企業生存與發展的關鍵。文章通過某燃煤發電集團，如何采用互聯網+的信息化手段，通過大數據采集、挖掘與建模，構建環保設施達標排放預控系統，實現對各項環保指標的監督、分析及預控，及時、主動地調整環保設備運行，杜絕超標排放事件的發生。

關鍵詞：環保設施；達標排放；超標預控；信息系統

中圖分類號：TM621 文獻標志碼：A 文章編號：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

隨著國家對環境保護、節能減排管控的力度不斷加大，環保設施（主要是脫硫、脫硝系統）能否實現長周期達標排放，成了企業生存與發展的關鍵；如何避免環保設施超標排放的發生，減少企業的經濟損失和環保壓力，杜絕超標排放事件發生，提升核心競爭力，成了各大燃煤發電集團都在思考的共性問題。

本文介紹了某燃煤發電集團，采用互聯網+的信息化手段，基于.net平臺，通過大數據采集、挖掘與建模，構建環保設施達標排放預控系統，實現對各項環保指標的監督、分析及預控，及時、主動地調整環保設備運行，保證不碰紅線運行，杜絕超標排放事件的發生。

2 系統設計與實現

2.1 設計思路

環保設施在盡可能提高煤種適應性的前提下，綜合考慮長期安全穩定運行及運行能耗等因素，既要經濟運行，又要不碰紅線。本系統利用信息化手段，將燃煤發電集團所轄各分公司、機組的相關數據采集、存儲、計算和預警，集團生產部門可以及時采取應急預案，提高對排放超標的應變能力，從而避免超標排放事件發生。

2.2 數據架構

本系統構建了一個龐大的數據倉庫，通過專線將集團所轄的各分公司的90余臺環保設施生產數據、巡檢信息和缺陷信息進行采集、清洗、分類和存儲，這些多元信息為實現環保設施統一管理提供了數據基礎，應用服務器通過大數據采集、挖掘與建模，對數據倉庫的數據進行計算、分析及預測，實現各系統模塊的應用功能。

2.3 系統功能設計

本系統設計有環保設施的實時監控、環保指標統計分析、運行管理、環保指標排放監督等四大功能模塊。

（1）環保設施的實時監控。提供對各分公司環保設施的生產工藝流程、運行參數及排放指標的監視，并具備實時、歷史數據趨勢查詢、主要參數與實際控制值對比，實現分散信息的集中管理和信息融合，讓各級生產管理人員可突破時間和空間的限制，能站在集團的高度實時掌控全集團所轄環保設施的運營狀況，如圖1所示。

（2）環保指標統計分析。將實時采集的過程數據存入歷史數據庫，結合集團的生產管理要求，完成對關鍵指標的統計和分析，系統可自動生成實時生產數據報表，并結合環保設施的基本特性和各分公司間的差異性特點，制定科學有效的對標管理體系，實現雙向對標，一方面通過不同時間段的自身對標，使脫硫、脫硝系統在各工況下都能安全、高效、經濟運行，另一方面通過和同類型機組的對比，提高運行水平、改善性能、改進管理，使更多指標躋身行業先進。

（3）運行管理模塊。開發了各機組的脫硫、脫硝同比環比分析模塊和分公司間的對標考核模塊；提供生產周報、月度運行分析及異常缺陷分析等功能。

（4）環保指標排放監督。系統根據污染物實時排放濃度控制預估值、參數和指標偏離控制范圍報警，實現污染物小時濃度在控制范圍內經濟、達標排放；通過系統后臺程序實時運算，可將某一環保設施報警情況在集團地圖上閃爍聲光提示，并通過超標曲線、報表調閱小時超限和瞬時超限、持續時間等詳細信息及集團整體達標排放率進行實時、直觀展示，如圖2所示。

系統通過調用電信企信通短信包的技術方式，可在環保指標接近或超過報警值時，及時向各級生產管理人員發送預控報警短信，報警短信分為瞬時和小時均值報警，并與管理人員綁定推送短信提醒，以及時采取應急預案，提高對排放超標的應變能力，從而避免超標排放事件發生。

2.4 系統特色及創新點

本系統創新之處在于：第一，運用大數據分析方法充分挖掘環保設施物料平衡分析結果、現場運行數據和試驗數據，建立環保設施污染物排放變化量的預測模型；第二，采用SO2排放濃度的變化量來代替SO2排放濃度的實測值作為模型的輸出參量，以多模型協作的方式來建立關鍵參數與SO2排放濃度變化量之間的關系性模型；第三，充分考慮到系統特性隨時間的變化，在模型中不斷引入新的、能反映當前系統特性的信息，讓模型具有良好的自適應能力，提高了模型的可信度和長期可靠性。

3 結束語

本系統的建設，建立了“互聯網+”環保設施集中管控新模式，通過采集各分公司環保設施生產過程的運行數據、設備信息、現場檢修信息和組織結構信息等多方面信息，對分散信息系統進行了有效整合和集中管理，并開發相應的應用模塊，實現了燃煤發電集團環保專業化與信息化的深度融合，在技術層面實現了對環保設施的精細化管理，系統運行3年多來，集團的脫硫系統投運率100%、達標排放率100%；脫硝系統投運率99.90%、達標排放率99.87%，并全部符合國家環保排放要求，主要環保指標，均達到同行業領先水平，直接經濟效益和節能減排等社會效益顯著。

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