涉VOCs 小微印染化工企業的用電監控系統

吳建明(浙江環茂自控科技有限公司，浙江 杭州 311100)

0 引言

小微印染化工企業是中國經濟的重要組成部分，也是眾多產業鏈不可或缺的環節。小微印染化工企業的顯著特點是數量多、規模小、抗風險能力差。在環保方面，小微印染化工企業主要排放的大氣污染物是VOCs，單個企業的排放總量不大，但整體對大氣污染的貢獻亦不容忽視，部分區域已經成為大氣污染的主要來源，因此需要對這類企業的VOCs 排放進行管控。但是小微企業數量眾多，管理部門缺少行之有效的監管手段。

1 監控方式分析

小微印染化工企業排放污染物主要是VOCs，安裝VOCs在線監測是判斷企業是否正常開啟環保治理設施的最直接有效的辦法，但小微印染化工企業無組織排放較多，同時VOCs系統建設費用也比較昂貴，特別是在目前整體經濟形勢比較嚴峻的情況下，會給企業和當地政府帶來較大的經濟壓力。基于目前的現狀，安裝VOC 在線監測雖然能夠實現對企業VOC 排放的監測監控，但并不是一個最理想的選擇。

通過對生產設備、治理設施及其工藝等的仔細分析，并借鑒污染源在線監測系統的一些經驗，可以通過監控企業生產、治理設施運行狀態的方式，來判定企業是否正常運行治理設施，并從而推論出企業實際排放狀況。

企業生產、治理設施的運行狀況，與企業排放的污染因子濃度相關。國家生態環境部華東督查組對熱電廠、污水處理廠的在線數據檢查時，常通過關聯DCS 系統中的工況數據和在線監測數據，來判斷排污企業是否存在在線監測數據的造假行為。

廢氣CEMS 刷卡排污系統，也要求接入企業生產的工況數據，關聯和判斷CEMS 在線數據的準確性。

園區企業已經安裝VOC 廢氣治理設施，并通過環保部門驗收。驗收檢測的數據顯示：在企業正常開啟治理設施的情況下，其總排口的廢氣濃度符合環保排放要求。因此，只要確定企業正常運行治理設施，基本可以斷定企業VOC 達標排放。

此外，通過監控企業生產、治理設施來防止企業非正常運行治理設施，河南、江蘇、浙江等地已有成功建設經驗可以借鑒。從建設費用來看，通過監控企業生產主、治理設施所需的費用，預計為VOCs 在線監測系統建設費用的10%左右。

由此可見，通過監管小微印染化工企業生產設施和治理設施的電量，可以有效的管理企業排污，保證治理效果滿足達標排放的要求。

2 監控系統組成

涉VOCs 小微印染化工企業用電監控系統是根據工藝設計對反映固定污染源生產設施、污染物治理設施運行狀態的電氣參數(如電流、電壓、功率、電量等)進行監測的全部設備和信息系統。系統用于掌握生產設施和治理設施的運行情況、污染治理及排放情況、污染源停限產及錯峰生產情況等信息，是污染源自動監測系統的組成部分。

涉VOCs 小微印染化工企業用電監控系統主要包括兩大部分：環保監控中心管理平臺和企業端監控系統。企業端監控系統通過4G 網絡，實現與監控中心管理平臺的數據通信。

2.1 環保監控管理平臺

環保監控中心管理平臺包括服務器、PC 機、交換機、防火墻等硬件設施和數據庫、操作系統及業務軟件等，用于實現數據的接收、存儲、顯示、報表生成、報警管理、統計分析等，遠程實時掌握生產設施和治污設施運行狀況。

污染治理設施用電監管平臺能夠對生產設施、污染物治理設施的運行狀態進行關聯分析，及時發現污染治理設施未開啟、異常關閉及減速、空轉、降頻等異常情況，并通知相關人員。

污染治理設施用電監管平臺對執行停產、限產、錯峰生產等調控指令的生產設施進行監測，將調控期間違規生產情況通知相關人員，對調控指令執行的總體情況進行統計分析。

污染治理設施用電監管平臺省市分級建設，原始數據通過數采儀“一址多發”直傳省市兩級平臺，省市平臺間點位編碼、報警督辦、運行維護等工作數據通過省市數據交換保持同步，保證一數一源。中心端污染治理設施用電監管平臺應提供Web瀏覽器、手機APP 等用戶訪問功能，提供短信、APP 等告警方式，并提供排污單位用戶對報警信息進行處理的功能。現場施工單位、排污單位可按權限登陸用電監管平臺進行情況說明等信息更新維護操作。

2.2 企業端監控系統

企業端監控系統主要由各類生產和環保治理設施運行狀態監測監控設備(如智能電表、流量計、溫度傳感器、壓力傳感器等)、數據采集箱、工況控制器等設備組成，完成企業生產和治理設施關鍵數據的采集和上傳。

各個行業生產設施有所不同，需根據具體情況分析，可參考一些地方標準。紡織印染工業生產設施主要有：印花機、定型機、涂層機、鍋爐等。

根據企業生產工藝，確定VOCs 廢氣的主要產廢環節和關鍵用電設備，盡量選擇用電與VOCs 排放必然相關的節點作為監控對象，再查找確定電源位置。一般可選生產線電源總線，企業生產線基本會有總電源開關，可以在總線進線處安裝電量監控設備，監測生產線的電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、有功電能、無功電能、視在電能、相位角、頻率等參數產廢環節關鍵用電設備。也可選會產生VOCs 廢氣的環節。對于不能通過生產線/關鍵設備是否用電來判斷的，可以結合企業不同工藝生產的實際用電情況，在平臺設置用電參數區間來判斷生產環節是否有VOCs 產生。用電監控系統現場端勘查選點的是以企業《排污許可證》、環評資料或應急減排措施清單為依據。

有機廢氣收集治理設施類主要有：靜電設施、低溫等離子、UV 光解凈化法、引風機、噴淋吸收裝置等。靜電處理設備安裝一般選取靜電設備總線處安裝智能電表，監測設備電流強度/用電量，也可加裝靜電設備進出口溫度。低溫等離子可在設備總線處安裝用電監控終端，可加裝風壓參數。UV 光解凈化法可在設備總線處安裝電監控終端。引風機是VOC 廢氣收集和排放的動力來源，是VOC 治理設施運行效率的關鍵節點之一，可以通過監測風機電流或功率，來評估、判斷風機的開啟強度是否與生產情況、治理設備運行情況等相匹配。

循環水泵是噴淋吸收裝置的關鍵技術指標，同時也可加裝吸收液濃度。

數據采集傳輸設備主要是采集、存儲用電參數監測設備的數據，并按照 HJ212《污染物在線監測(監測)系統數據傳輸標準》和本技術指南規定，將數據傳輸至中心端污染治理設施用電監管平臺。為確保現場工況安全及設備通訊穩定可靠，現場端設備集電力監控、LORA 技術、GPRS 或4G 數據傳輸等技術于一體，結構緊湊、安裝方便、性能可靠。特別是由于支持在非斷電情況下的現場安裝，因此具備安全、快速、對企業生產不造成任何影響的特點，傳輸距離不小于300m，滿足現場環境復雜惡劣，并滿足防潮、防霉、防鹽霧等要求。

現場端設備施工方便，維護簡單。系統采用的電量監測設備采用成熟可靠的監測技術，自然損壞的概率小，且無易耗件，因此可以不要求周期性的現場維護。為保障系統正常運行，只需安排人員至少每天檢查一次平臺報警情況，在發現掉線、無監測數據、恒值、極大值等異常情況時，通知技術人員上門檢查和更換故障設備即可。

3 系統建設實現效果

涉VOCs 小微印染化工企業用電監控系統可減少人員投入，提高工作效率，平臺能夠通過多種手段分析和判斷產污治污設備運行工況，通過對采集的用電數據進行關聯分析、超限分析、停電分析等智能化分析，及時發現環保污染治理設備未開啟、異常關閉及低負荷運行等異常情況。環保監察人員通過電腦端平臺、手機端實時掌握所轄區域內企業生產比例及治理設施運行狀況。

系統可加強企業透明化管理，對排污企業的生產比例以及治理設施運情況全透明化監控。

系統可實現遠程移動執法，通過移動手機系統端，監察人員可以遠程接收系統平臺的企業報警指令，查詢企業環境違規違法信息，實現移動辦公執法。

系統由下到上，企業現場端將數據統一上傳至環境監察部門中心平臺，由下到上實現了監察部門對企業生產治理過程的全面覆蓋。

系統由點到面，實現由“點末端監控”向“全過程監控”的轉變。對企業生產及治理設施行為全周期的自動監控。

一廠一案，針對不同企業設計單獨方案，結合企業環評及預警限產措施進行數據分析，根據企業關鍵節點數據判定生產比例以及治理設施運行情況，實現分層次、分類別的監察管控，既能做到大范圍監控管理，又能做到具體問題具體分析。

4 結語

綜上所述，通過對小微印染化工企業生產、治理設施的監控和預警，可以促進行業治氣技術水平、管理水平、排放水平整體提升，嚴厲打擊配備低效廢氣治理設施、不正常使用廢氣治理設施等環境違法行為，可以督促提醒企業加強廢氣治理設施運維，提高正常使用率，從而保證治理效果滿足達標排放的要求。