火电机组烟气排放及热负荷监测平台架构技术研究与分析

北极星环保网讯:【摘要】烟气排放及热负荷监测技术，是采用专用数据采集设备及相应的网络传输装置，实现对火电机组脱硫、脱硝、除尘及供热数据的监测及采集，并对采集数据进行数据统计分析，从而使电厂烟气排放及热负荷信息数据符合国家相关环保标准，保证火电机组烟气排放及热负荷信息数据的合法、合规化。

本文主要介绍了河南华润电力首阳山有限公司烟气排放及热负荷监测平台子站系统的总体架构及技术实现方案，重点研究本平台系统组织构成、应用功能、性能指标、数据采集、传输原理及安全防护等方面的内容。

【关键词】烟气，排放，热负荷，监测，安全防护

1项目背景

随着全球雾霾污染现象的日益严重化，近几年来，我国对空气环境的保护意识愈来愈强烈。对于各厂矿企业而言，控制、减少和治理粉尘污染，已成为当今国内最为紧迫的环保任务之一。

火力燃煤发电机组，由于采用煤炭作为燃烧介质，若发电过程中粉尘治理措施不当，更容易造成严重的大气污染。因此，早在二零零四年五月开始，国家发改委便对安装脱硫设施的新建燃煤电厂采取上网电价1.5分/千瓦时的加价鼓励措施，旨在提高火力发电厂相关领导阶层对环境治理的重视程度。

之后，为进一步推动电力行业的节能环保工作，二零零七年八月，国务院办公厅下发了《节能发电调度办法（试行）》。文件要求在确保电力系统安全稳定运行和连续供电的前提下，必须以节能环保为目标，实施优化调度。

二零一四年，针对国内火电机组煤尘污染严重的不利现状，国家发改委、环境保护部再次下发相关环保标准及规范，建议各火电机组必须尽快开展烟气排放及热负荷监测平台的建设工作，严格控制所辖区域内烟气、粉尘的排放量。此次文件的陆续出台，意味着国家对烟尘排放要求更加严格，同时也标志着我国在节能环保方面的实质性工作步入了一个崭新的台阶。

有鉴于此，结合国家发改委、环境保护部等文件指示精神，河南华润电力首阳山有限公司率先开展了烟气排放及热负荷监测平台的建设工作，以便更好地保证公司两台机组烟气粉尘排放及热负荷数据的合规、合法化。通过对电厂粉尘及烟气的治理，延长电厂相关辅机设备的使用寿命，降低设备维修费用，化化厂区周边环境，保证设备安全稳定运行。

1.1当前烟气在线监测现状及存在问题

现有的烟气在线监测系统，作为国家环保部门与电厂烟气数据的信息处理平台，是实现厂站与上级烟气主站进行信息数据传输和交换的基础设施。其能否安全、可靠、高效地运行，直接关系到电厂烟气数据排放的合法、合规化。同时，烟气在线监测系统的性能好坏，也事关电厂环保电价能否顺利执行，一定程度上与公司经济效益密切相关。

二零零七年，根据有关文件精神，河南华润电力首阳山有限公司成功将厂内脱硫有关信筷数据传输至河南省调EMS烟气在线监测主站及当地环保部门。由于当时烟气监测技术认知及时间所限，脱硫烟气信息是通过电厂远动RTU及租用公网无线网方式远传的。在日后的实际运用中，诸如信息监测不完整、不规范、系统功能单一、传输方式不可靠等方面的弊端，逐渐暴露和凸显出来。具体表现如下：

烟气排放及热负荷在线监测信息不完整、不规范。当时已建成的烟气监测平台，仅采集脱硫有关信息，未能有效实现除尘、供热、脱硝信息的采集与分析。

信息接入类型不规范，数量差异大，用于评价烟气监测环保指示的数据不一。

烟气监测数据传输方式运行不稳定。烟气信息采集经过了远动系统、上级调度主站及烟气监测平台等多个环节进行处理和传输，相关硬件接口较多，信息可靠性与准确性不足。

烟气监测平台应用水平不能满足业务需要。已建成的烟气排放监测平台，其系统功能和内容缺少统一规范，烟气、电量等相关数据的分析处理功能简单且不实用，不能满足环保电价执行的实施要求。

烟气平台部署不统一，无法满足安全防护要求。已建成的监测平台在生产控制大区Ⅰ区、Ⅱ区均有部署，存在严重网络安全隐患。

因电厂远动RTU装置的特点，只能采集机组实时信息数据。实时信息数据无法保存有较长时间的状态信息，在通信通道异常情况下，无法实现缺失信息的自动补采，从而影响到厂网之间的经济纠纷。

公网无线传输方式不稳定，经常无故断线，导致环保数据不达标而被考核。

怎样解决上述系统缺陷及问题，保证电厂烟气及热负荷监测平台安全可靠运行，以及烟气及热负荷监测数据的合法合规化，无疑成为电厂专业人员的一个崭新课题。

由此，为满足国家环保部门相关要求，确保电厂烟气监测数据实用、标准、合规化，为我司执行环保电价提供数据支撑，经多方搜资调研，河南华润电力首阳山有限公司烟气排放及热负荷监测平台建设的战略思路，正式被提上工作议程。

接下来，我们将围绕该平台的技术功能特点、系统架构、项目实施方案及技术优势等方面逐一展开阐述。

2烟气监测子站系统平台技术实施方案

2.1烟气监测子站系统平台总体架构

火电机组烟气监测子站系统平台，部署在安全II区。主要包括就地采集单元、当地操作员站、通信管理机、网络交换机、调度数据网设备（路由器、交换机）、二次系统安全防护（纵向加密认证装置）及相应辅助通信设备等。如图1所示。

其中，就地采集单元与电厂脱硫（硝）DCS、CEMS、主机DCS以硬接线方式连接，负责采集并存贮机组脱硫、脱硝及供热的相关数据信息，如脱硫装置入口/出口处的烟气流量、烟气二氧化硫浓度、烟气氧气浓度等信息，并以4~20MA模拟量输出。同时，亦负责采集相关设备运行的状态信息，如旁路烟道当门板开度、出口及入口烟道当门板开度等。

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