排污單位污染治理設施用電監管系統研究

趙永輝 馮繼鋒 李玉

摘要：為加強環境監管力度，實現對排污單位污染治理設施的精準監管，河南省在全省涉氣排污單位建設了污染治理設施用電監管系統。文章介紹了污染治理設施用電監管系統的架構、技術要求和功能，對現場點位布設、設備安裝、數據通信、平臺功能等關鍵技術要求進行了重點研究，以期為排污單位污染治理設施用電監管工作提供借鑒。

關鍵詞：用電監管;應急管控

中圖分類號：X928.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）11-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.104

Research on electricity supervision system of pollution treatment facilities of disposal units

Zhao Yonghui，Feng Jifeng，Li Yu

（Henan Environmental Monitoring Center，Zhengzhou Henan 450046，China）

Abstract：In order to strengthen the environmental supervision and realize the precise supervision of pollution control facilities of pollutant discharge units，Henan Province has built the power consumption supervision system of pollution control facilities in the pollutant discharging units.This paper introduces the structure，technical requirements and functions of the power consumption supervision system of pollution control facilities，and focuses on the key technical requirements of monitoring point setting，equipment installation，data communication，platform functions，which will provide reference for the power consumption supervision of pollution control facilities in the pollutant discharging units.

Key words：Power consumption supervision;Emergency management and control

排污單位環境監管是打好污染防治攻堅戰、改善生態環境質量的基礎工作。但排污單位環境監管工作面臨著諸多困難和挑戰，主要表現在：一是中小企業數量眾多，基層環境執法力量不足，全面進行人工執法的難度大;二是行業眾多，每個行業工藝錯綜復雜，環境執法人員精準發現所有問題的難度較大;三是有組織排放、排放量達到一定標準的企業已安裝自動監控設施，但安裝自動監控設施的企業數量較少，絕大多數中小企業缺少智能化監管手段，存在監管盲區;四是對企業生產設施、治污設備運行情況缺少有效監管手段;五是重污染天氣應急或錯峰生產期間，對企業執行情況缺乏有效的評估手段。

為解決上述困難和挑戰，國內各省市積極探索開展排污單位污染治理設施用電監管，通過智能化的監管手段提升環境監管能力和執法水平?！毒┙蚣郊爸苓叺貐^2019-2020年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》指出，要大力推廣電力數據的應用，提升執法能力和效率，實現科技執法、精準執法。為加強環境監管力度，提高環境執法水平，實現對排污單位污染治理設施的精準監管，保障大氣污染防治和重污染天氣應急管控工作，2019年8月份河南省開展了全省涉氣排污單位實施污染治理設施用電監管建設工作。截至2019年底，共在16 000余家排污單位建設了用電監管系統。用電監管數據在重污染天氣應急管控工作中得到深入應用，通過統計分析用電監管數據，發現排污單位生產線停產不到位、污染治理設施不正常運行等問題，為環境污染防治攻堅戰提供助力，取得了良好成效。

1 用電監管系統架構

排污單位用電監管是在排污單位生產設施和污染防治設施上安裝用電信息采集設備，對排污單位生產設施、污染防治設施的用電量、負荷、異常用電等情況進行實時動態監測，將采集的數據通過數據采集傳輸裝置上傳至生態環境部門的監管平臺。

1.1 現場端監測系統

現場端監測系統安裝在排污單位現場，包括用電參數監測設備和數據采集傳輸設備。

（1）用電參數監測設備。用電參數采集設備根據排污單位生產工藝和排污狀況，對反映生產設施、污染治理設施運行狀態的電氣參數（電流、電壓、功率、功率因數、電量、電能質量等）進行監測?，F場端用電監管設備還應能采集停上電、電流電壓回路異常等事件及上報。（2）數據采集傳輸儀。數據采集傳輸儀采集、存儲用電參數監測設備的數據，將數據傳輸至中心端監管平臺。

1.2 中心端監管平臺

中心端監管平臺部署在省、市生態環境部門，實現排污單位用電監管檔案信息的備案管理，集中接入排污單位現場端監測系統上傳的生產設施、污染治理設施用電監管數據（負荷、電量等），提供排污單位生產設施、污染治理設施用電情況的實時監控、查詢統計、匯總分析、異常告警等功能。

2 現場端監測系統技術要求

2.1 現場端設備

現場端設備包括用電參數監測設備、數據采集傳輸儀以及電流互感器等其他輔助設備。

2.1.1 用電參數監測設備

應采用一體化、小型化設計，外殼應耐腐蝕、密封性能良好。當排污單位主要用電設施產生異常、故障、越限報警等事件信息時，用電監測設備應主動向數據采集儀報送數據。

2.1.2 數據采集傳輸儀

（1）因現場環境復雜惡劣，為確?，F場工況安全及設備通訊穩定可靠，用電參數監測設備和數據采集傳輸儀之間通訊須優先采用無線自組網通信技術，以避免對現場生產環境的影響和破壞。（2）數據傳輸應符合HJ 212《污染物在線監測（監測）系統數據傳輸標準》要求。（3）數據采集傳輸儀存儲單元應具備斷電保護功能，斷電后所存儲數據不丟失，可通過磁盤、U 盤、存儲卡或專用軟件導出數據。數據采集傳輸儀應能存儲1年以上數據。

2.1.3 電流互感器

電流互感器的額定二次電流應與被監測生產、治污設備的參比電流相匹配，滿足最大電流不小于參比電流4倍的要求。

2.2 用電監管點位布設

用電監管點位選取是否準確、布設是否全面直接關系到用電監管成效。用電監管點位布設應全面準確，覆蓋排污單位總用電、主要產污設施和污染治理設施。

2.3 設備安裝

（1）安裝之前要依據監測點位布設原則和布設要求，認真勘察排污單位現場，詳細調查排污單位信息，合理布設監測點位，編制用電監管方案。（2）盡可能免停電安裝調試，避免對安全生產和環境造成影響，安裝調試人員必須有相關的操作資質，滿足電力施工相關要求。（3）用電監測設備應盡可能安裝在配電柜、動力柜中，以減少排污單位建設成本。（4）現場應能為數據采集傳輸儀提供可靠的不間斷電力負荷，確保上下行數據傳輸穩定，同時應具備防盜和防止人為破壞的設施。（5）應嚴格按照電氣安裝操作規程，排線合理固定。

2.4 數據準確性核實

用電監測設備安裝后應對用電監管數據準確性進行比對測試，可通過以下方法核實用電監管數據的準確性：（1）調取電力部門的用電量數據，與用電監測設備監測的排污單位總用電量進行比對。（2）查看排污單位配電柜中用電監管點位的電流表、功率表、多功能表等儀表的顯示數據，與用電監管平臺數據進行比對，瞬時功率誤差不得超過5%。（3）使用鉗形電流表測量用電監管點位的電流，與用電監管平臺上的電流數據并進行比對。（4）現場核實用電監管點位額定功率，上傳到用電監管平臺的功率數據不能超過該額定功率數值。（5）必要時調整排污單位生產設施或治理設施功率負荷，觀察用電監管平臺功率數據變化，核實功率數據傳輸時延、變化是否一致。

3 中心端監管平臺技術要求

3.1 數據通信與存儲要求

截至2019年底，河南省中心端監管平臺共接入16 000余家用電監管排污單位。預計未來接入的排污單位約3～4萬家，每小時預計接入用電監管數據上百萬條，對中心端監管平臺的數據通信、存儲、查詢、統計的性能、功能等技術要求極高，因此需要采用高并發采集處理技術和分布式數據庫技術滿足性能功能要求。

3.2 業務功能要求

中心端監管平臺建設要為環境監管服務和支撐，實現的主要業務功能包括用電信息實時監控、污染治理設施運行狀況預警、大氣污染管控用電監管、數據質量分析等。

3.2.1 排污單位用電信息監控

實現排污單位生產設施、污染治理設施用電情況的實時監控，圖形化展示監管實時數據和實時變化曲線，集中展示排污單位用電檔案信息。

3.2.2 污染治理設施運行狀況預警

可通過對用電監管數據的連續學習、分析，智能化判斷排污單位生產設施、污染治理設施正常的負荷啟停閾值，為用電監管運行狀況預警提供數據支撐。

3.2.3 用電情況統計

對各排污單位運行用電監管設備數量、離線用電監管設備數量、數據采集率等進行統計;按城市、行業等對用電量、用電負荷進行匯總統計，展示各城市、行業用電量、用電負荷的變化趨勢;對排污單位用電量進行統計匯總，提供各排污單位每日用電量報表。

3.2.4 數據質量分析

通過分析用電監管數據和檔案來發現點位布設不全面、數據質量不高、檔案信息不完整等建設質量和數據質量問題，有助于各地建設質量的整改提高。

3.2.5 大氣污染管控用電監管

在重污染天氣應急管控期間，通過用電監管數據，對排污單位應急管控措施落實情況進行分析評估，對于生產線停限產不到位、污染治理設施不正常運行等應急管控措施不落實的問題進行通報，為應急管控工作提供數據支撐。

3.2.6 用電監管信息備案

排污單位在安裝用電監管設備時，通過用電監管信息備案模塊對排污單位用電監管信息進行備案登記。包括企業基本信息、數據采集傳輸儀信息、生產設施信息、治污設施信息內容。

3.2.7 聯網審核

承建單位完成排污單位用電監管設備安裝和試運行后，通過平臺提交排污單位的項目建設方案、試運行報告、項目驗收記錄進行聯網審核申請。生態環境部門在核查排污單位用電監管點位布設、設備安裝情況和用電監管數據質量情況后，通過或置回聯網審核申請。審核置回時需填寫審核置回的原因，以方便承建單位有針對性地整改問題。

4 結論

排污單位用電監管是創新環境監管方式的重要舉措，是環境監管能力建設的進一步深化和提升。排污單位用電監管通過“可視化、數字化、精細化”的智能監管模式，加強了對排污單位的遠程智能化監管，提升了環境執法監管效率，能有效解決執法監管力量不足、自動監控安裝范圍不夠、污染治理設施監管不到位的問題，實現排污單位監管從人防到技防、從結果監控到“過程+結果”監控、從隨機執法到精準執法的轉變，對于提升環境監管的信息化、智能化水平，保障重污染天氣應急管控，改善空氣環境質量具有重要意義。

參考文獻

[1]生態環境部.京津冀及周邊地區2019-2020年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案[Z].環大氣〔2019〕88號.

[2]河南省生態環境廳.關于開展2019年涉氣排污單位污染治理設施用電監管的通知[Z]..豫環明電〔2019〕139號.

[3]河南省污染防治攻堅戰領導小組.關于印發河南省2020年大氣、水、土壤污染防治實施方案的通知[Z].豫環攻堅辦〔2020〕7號.

[4]楊展里.水污染物排放權交易技術方法研究[D].南京：河海大學，2001.

收稿日期：2020-08-17

作者簡介：趙永輝（1974-），男，漢族，學士，高級工程師，研究方向為環境監測監控、環境信息化。