環(huán)保設備用電云監控平臺在火力發(fā)電廠(chǎng)的應用

摘 要：雖然我國火力發(fā)電企業(yè)正處于快速發(fā)展階段，但企業(yè)生產(chǎn)中環(huán)保設備的設計、制造還處于研發(fā)階段，相應的技術(shù)、服務(wù)以及管理還不夠成熟。同時(shí)，關(guān)于火力發(fā)電廠(chǎng)環(huán)保設備的應用方面還沒(méi)有完善的法律法規進(jìn)行約束，行業(yè)規范標準也比較欠缺。鑒于此，本文主要介紹了環(huán)保用電云平臺，從用電角度出發(fā)，對環(huán)保設備未開(kāi)啟、設備電力參數越限等異常進(jìn)行預警，有效保障了環(huán)保設備正常安全運行。

關(guān)鍵詞：環(huán)保用電；火力發(fā)電廠(chǎng)；管理；云平臺；預警

1 目前我國火力發(fā)電廠(chǎng)環(huán)保設備管理的重要性

       近些年來(lái)，我國對環(huán)境保護方面的工作越來(lái)越重視，環(huán)境保護方面的法律規范越來(lái)越詳細，環(huán)境保護工作也從開(kāi)始的以末端治理為主逐漸轉變?yōu)橹匾暽a(chǎn)及消費的所有環(huán)節的管理，管理力度也越來(lái)越嚴格，通過(guò)強制性的規范要求和市場(chǎng)引導方式相結合的治理手段，改變了傳統治理中只依靠強制性的管理這一種管理方式，這種做法有效地改善了污染物排放的治理效果，取得了一定的進(jìn)步。在調查之中發(fā)現，有些火力發(fā)電企業(yè)脫硫設備運行有問(wèn)題，按照相關(guān)的處罰條例，環(huán)境保護部門(mén)進(jìn)行了相應的處罰和通報批評處理。因此，火力發(fā)電企業(yè)若要長(cháng)期、有效的發(fā)展，就須做好污染物管理工作，控制好生產(chǎn)過(guò)程中出現的污染情況，積極貫徹落實(shí)環(huán)境保護工作，從實(shí)際工作中不斷的總結經(jīng)驗教訓，制定出符合實(shí)際生產(chǎn)需要，符合可持續發(fā)展戰略的具體措施。完善環(huán)保設備管理工作中存在的問(wèn)題，依照科學(xué)的發(fā)展觀(guān)進(jìn)行進(jìn)一步的深化，促進(jìn)火力發(fā)電企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

2 火力發(fā)電廠(chǎng)環(huán)保設備的管理及應用措施

       目前，國家對環(huán)保方面的工作越來(lái)越重視，節能環(huán)保的理念也越來(lái)越被應用于與其相關(guān)的各行各業(yè)的工作中，節能環(huán)保的標準正在逐步的貫徹和落實(shí)。在火力發(fā)電廠(chǎng)企業(yè)的運行過(guò)程中，環(huán)保設備可靠性管理能夠給企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程起到一定的制約作用，規范出企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應遵守的一些規范標準 ，杜絕企業(yè)只為追求經(jīng)濟效益而帶來(lái)的其他損害，使火電廠(chǎng)企業(yè)的運行更加的安全、健康。對于火電廠(chǎng)企業(yè)環(huán)保設備可靠性管理對策可以借鑒環(huán)保用電云平臺的環(huán)保設備可靠性管理方法，填補我國火電廠(chǎng)企業(yè)中經(jīng)驗不足的情況，對火電廠(chǎng)產(chǎn)污設備和環(huán)保設備的用電情況進(jìn)行監控，通過(guò)關(guān)聯(lián)分析，確保環(huán)保設備正常運行，通過(guò)越限分析，保障環(huán)保設備安全運行，為火力發(fā)電廠(chǎng)的環(huán)保奠定良好的基礎。

3 系統結構 

        多功能電表安裝在火電廠(chǎng)生產(chǎn)設備、環(huán)保設備用電回路,測量回路的全電力參數，通過(guò)LoRa無(wú)線(xiàn)通訊與DTU或數采儀進(jìn)行通信。

       DTU和數采儀能夠就地顯示采集的數據，并且本地存儲30天數據，可實(shí)現數據斷點(diǎn)續傳，當網(wǎng)絡(luò )恢復正常時(shí)繼續上傳斷網(wǎng)期間存儲在本地未完成上傳的數據，數據以HJ212-2017污染源在線(xiàn)自動(dòng)監控（監測）系統數據傳輸標準傳輸至云端平臺。

       環(huán)保用電監管云平臺部署在云端服務(wù)器，接收、分析、存儲、統計數據，通過(guò)WEB和APP的方式，為環(huán)保局和火電廠(chǎng)提供管理功能。

4 現場(chǎng)端監測系統建設 

4.1 數據采集

       在火電廠(chǎng)總進(jìn)線(xiàn)、產(chǎn)污設備和環(huán)保設備的用電回路安裝多功能電表,采集電流、電壓、功率、有功電能、功率因數等電力參數，采集的數據通過(guò)LoRa無(wú)線(xiàn)通訊與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)或者數采儀進(jìn)行通信。

       全電參量測量智能模塊ADW400主要技術(shù)指標如下：

●  有功電能精度：1級，無(wú)功電能精度：2級，電壓、電流精度：0.5級 

●  電壓規格：3×57.7/100V、3×100V、3×380V、3×220/380V 

●  電流規格：3×1.5(6)A，3×20(100)A，3×80(400)A，3×120(600)A 

●  工作溫度：-25℃~+55℃

●  相對濕度：≤95℅（無(wú)凝露）

●  支持470Mhz Lora無(wú)線(xiàn)通訊、RS485通訊 

●  支持全電力參數測量（U、I、P、Q、S、PF、F） 

●  支持正反向有功、無(wú)功電能 

●  支持標準DIN35導軌安裝 

4.2 數據傳輸

      數據傳輸設備包括無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)和數據采集傳輸儀，可接收各監測點(diǎn)位采集的數據，經(jīng)過(guò)協(xié)議轉換之后，通過(guò)4G通信模塊將數據統一上傳至云端平臺。

        無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)AF-GSM500主要技術(shù)指標如下：

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無(wú)線(xiàn)通訊，頻道和擴頻因數可設置

●  工作頻段：TD-LTE/ FDD-LTE/WCDMA/TD-SCDMA/ GSM/ EVDO/CDMA2000，包含聯(lián)通、移動(dòng)、電信4G網(wǎng)絡(luò )

●  傳輸速率：4G網(wǎng)速上行2Mbps，下行68Mbps

●  工作溫度：-40度~85度

●  濕度范圍：0~95% 無(wú)凝露結霜

●  支持LORA無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，通過(guò)將通訊數據在無(wú)線(xiàn)信號之間互轉，LORA監測支持中繼器模式，滿(mǎn)足用于增強主、從站之間的LORA信號強度

●  支持不低于100臺監測設備的數據采集

●  支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數據中心

●  支持HJ212-2017污染源在線(xiàn)自動(dòng)監控（監測）系統數據傳輸標準

●  支持一址多發(fā)，數據可同時(shí)上傳到3個(gè)以上不同的平臺

●  寬范圍直流電源輸入，工業(yè)級設計

●  數據采集器支持服務(wù)器遠程升級，版本更新時(shí)無(wú)需到現場(chǎng)升級

●  邊緣計算：對采集的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、處理和運算，分擔主站數據處理壓力，節省網(wǎng)絡(luò )帶寬

●  具備就地顯示屏，可查看實(shí)時(shí)數據，歷史數據，并且具備一定的人機交互能力，可直接修改一些參數

●  具備數據存儲功能，存儲時(shí)間1年

●  具備斷點(diǎn)續傳

●  支持遠程修改配置、遠程查看實(shí)時(shí)數據和歷史數據，歷史數據主動(dòng)補傳

        數據采集傳輸儀AF-HK100主要技術(shù)指標如下：

●  支持460Mhz~510Mhz Lora無(wú)線(xiàn)通訊，頻道和擴頻因數可設置

●  工作頻段：LTE-FDD/LTE-TDD/CDMA，包含聯(lián)通、移動(dòng)、電信4G網(wǎng)絡(luò )

●  傳輸速率：4G網(wǎng)速上行50Mbps，下行150Mbps

●  工作溫度：-20℃～+60℃

●  儲存溫度：-40℃～+80℃

●  相對濕度：≤95%RH 

●  電磁兼容：GB/T 17626.2靜電放電抗擾性試驗 3 級；GB/T 17626.4電快速瞬變脈沖群抗擾性試驗 3 級；GB/T 17626.5沖擊（浪涌）抗擾性試驗 4 級

●  具備不少于6路RS485/RS232 串口，8路模擬量輸入通道（電流電壓信號可配置），8路開(kāi)關(guān)量輸入通道（有源濕接點(diǎn)（DC12V）/無(wú)源干接點(diǎn)可配置）以及4路開(kāi)關(guān)量輸出通道（無(wú)源干節點(diǎn)，觸點(diǎn)容量 DC30V/5A、AC250V/5A）

●  支持LORA無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，通過(guò)將通訊數據在無(wú)線(xiàn)信號之間互轉，LORA監測支持中繼器模式，滿(mǎn)足用于增強主、從站之間的LORA信號強度

●  支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數據中心

●  支持HJ212-2017污染源在線(xiàn)自動(dòng)監控（監測）系統數據傳輸標準

●  支持一址多發(fā)，數據可同時(shí)上傳到3個(gè)以上不同的平臺

●  數采儀支持服務(wù)器遠程升級，版本更新時(shí)無(wú)需到現場(chǎng)升級

●  數采儀具備不小于7英寸觸摸顯示屏，并且具備一定的人機交互能力，可于本地進(jìn)行監測參數管理設置，實(shí)時(shí)，歷史數據查詢(xún)，采集周期自定義等功能

●  數采儀具備至少16GB本地存儲空間并支持外置SD卡擴容

●  具備數據存儲功能，存儲時(shí)間不低于6個(gè)月，監測數據記錄存儲需滿(mǎn)足至少存儲14400條記錄，且支持歷史記錄通過(guò)U盤(pán)等形式導出

●  數據采集誤差≤1‰，系統時(shí)鐘計時(shí)誤差±0.5‰

●  具備ups后備電池，要求外部電源斷電后，可持續供電至少6小時(shí)

●  設備具備斷點(diǎn)續傳（無(wú)法聯(lián)網(wǎng)的情況下 將數據先保存起來(lái)，等網(wǎng)絡(luò )恢復后再上傳）

●  支持遠程修改配置、遠程查看實(shí)時(shí)數據和歷史數據，歷史數據主動(dòng)補傳

●  支持本地操作日志存儲管理

●  具備用戶(hù)管理功能，支持分系統管理員及一般操作人員兩種權限，可根據用戶(hù)名密碼登錄

5 平臺主要功能 

       建立產(chǎn)污設備、環(huán)保設備運行耦合聯(lián)動(dòng)關(guān)系，及時(shí)發(fā)現環(huán)保設備非正常運行。同時(shí)通過(guò)排口的數據采集，有效監控火電廠(chǎng)污染物排放是否超標。主要包括：一方面，實(shí)時(shí)監控環(huán)保設備運行情況；另一方面，動(dòng)態(tài)監控排口的污染物排放情況。

       提供信息化管理手段，為企業(yè)提供環(huán)保設備異常、設備故障告警功能，避免企業(yè)因環(huán)保設備停運造成的超標排放，有效降低設備停機及生產(chǎn)事故風(fēng)險。

      為企業(yè)提供業(yè)務(wù)應用、數據挖掘分析及增值服務(wù)，統計設備用電情況，提升企業(yè)的能源使用效率。

6 展望

       火力發(fā)電廠(chǎng)是我國基礎設施建設中的重要內容，該工程項目建設與社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展以及人們生活有著(zhù)非常緊密聯(lián)系?；鹆Πl(fā)電廠(chǎng)運行中會(huì )生產(chǎn)出大量的污染物質(zhì)，如果這些物質(zhì)直接的排放到環(huán)境中，對自然生態(tài)環(huán)境會(huì )造成嚴重污染。環(huán)保用電云平臺有效降低了火力發(fā)電廠(chǎng)污染物質(zhì)排放程度，保證環(huán)保設備的可靠性，較大程度的降低了火力發(fā)電廠(chǎng)運行中污染物質(zhì)排放總量，提升了火力發(fā)電廠(chǎng)運行的環(huán)保特性。

參考文獻

[1]張庭邦.火力發(fā)電廠(chǎng)環(huán)保設備的管理及應用[J].絲路視野，2017，（25）：167. 

[2]楊清，周進(jìn).用電數據用于污染源企業(yè)工況監控技術(shù)的研究[J].污染防治技術(shù)，2019，32（3）：44-48. 

[3]時(shí)志強.關(guān)于工況用電監測系統在環(huán)境管理中的應用研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng )新, 2020(10):189-190.