引 言

環(huán)境保護(hù)中的工況監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)污染源治理設(shè)施工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，它把污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)的末端監(jiān)控方式提高到了全過(guò)程監(jiān)控方式，是污染源物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的必要補(bǔ)充。工況系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，匯集了環(huán)保行業(yè)、污染源治理行業(yè)、計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)和信息集成等眾多專家理論， 結(jié)合海量的工況數(shù)據(jù)累積，形成了一套具有科學(xué)性和權(quán)威性的分析判斷規(guī)則。通過(guò)幾年來(lái)的實(shí)際應(yīng)用，這套規(guī)則的準(zhǔn)確性得到了不斷地驗(yàn)證，并在內(nèi)蒙古污染源監(jiān)管過(guò)程中得到了進(jìn)一步完善。本文以石灰石- 石膏濕法脫硫工藝過(guò)程為例，根據(jù)工藝原理，針對(duì)工藝過(guò)程各類參數(shù)范圍及相關(guān)關(guān)系，探討了幾種工況監(jiān)控檢查方法，用于檢查脫硫裝置非正常運(yùn)行、工況數(shù)據(jù)不符合邏輯等工況異?，F(xiàn)象。

1 內(nèi)蒙古工況監(jiān)控

內(nèi)蒙古自治區(qū)污染源在線監(jiān)控起步較晚，在汲取全國(guó)先進(jìn)省份監(jiān)管經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，于 2009 年實(shí)現(xiàn)了對(duì)排污企業(yè)“三位一體”的監(jiān)管模式，這也標(biāo)志著在全國(guó)率先開(kāi)展了工況監(jiān)控。工況監(jiān)控系統(tǒng)致力于對(duì)污染源的全過(guò)程監(jiān)控，對(duì)加強(qiáng)環(huán)境管理與環(huán)境執(zhí)法，提高污染治理水平，監(jiān)督消減污染物排放具有積極作用，同時(shí)由于過(guò)程參數(shù)的引入，工況監(jiān)控系統(tǒng)在提高污染源在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的使用率上也發(fā)揮著重要作用，成為完成“十二五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃任務(wù)的重要手段之一。經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，內(nèi)蒙古逐步建立了完整的工況監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用體系，通過(guò)對(duì)電廠機(jī)組和脫硫設(shè)施過(guò)程數(shù)據(jù)的分析和對(duì)脫硫設(shè)施運(yùn)行的分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)真實(shí)性、可靠性的判斷，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了工況監(jiān)控與環(huán)?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查的有效結(jié)合。在長(zhǎng)期對(duì)污染源工況監(jiān)控的過(guò)程中，逐步總結(jié)出針對(duì)石灰石- 石膏濕法脫硫工藝的幾種工況檢查方法，利用該檢查方法可以有效判斷監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是否準(zhǔn)確和電廠脫硫設(shè)施是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 工況監(jiān)控檢查方法

2.1 工藝圖檢查法

工況監(jiān)控中的工藝流程圖是電廠全周期生產(chǎn)過(guò)程最直觀的展示，利用以下幾點(diǎn)規(guī)則通過(guò)對(duì)工藝流程圖的檢查，能及時(shí)了解各工藝子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，及主要環(huán)保管理參數(shù)是否合理。

(1) 吸收塔漿液 pH值正常范圍應(yīng)該在 5.0～5.8之間；

(2) 氧化風(fēng)機(jī)一般有 3臺(tái)，滿負(fù)荷時(shí)二開(kāi)一備；

(3) 循環(huán)漿液泵一般一臺(tái)備用，其余全開(kāi) ；

(4) 脫硫效率的極限值不應(yīng)超過(guò) 98.7% ；

(5) 根據(jù)入口二氧化硫濃度和脫硫效率可以判斷出口二氧化硫濃度是否超標(biāo)。

2.2 趨勢(shì)檢查法

該方法主要是根據(jù)各相關(guān)參數(shù)的趨勢(shì)變化是否一致，主要檢查 FGD 出口煙氣流量是否正常。比如負(fù)荷、FGD 入口煙氣流量、增壓風(fēng)機(jī)電流、燃煤量、機(jī)組總送風(fēng)量，這些參數(shù)的變化趨勢(shì)應(yīng)該與出口煙氣流量的變化參數(shù)保持一致。圖 1 中機(jī)組負(fù)荷是一條變化的動(dòng)態(tài)曲線，而出口煙氣流量變化幅度非常小，基本與機(jī)組負(fù)荷的變化沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)。圖 2 中幾條曲線分別代表機(jī)組負(fù)荷、機(jī)組總送風(fēng)量、FGD入口煙氣流量、FGD 出口煙氣流量，可以看到機(jī)組總送風(fēng)量和FGD 入口煙氣流量都隨著負(fù)荷的調(diào)整而變化，而出口煙氣流量卻是基本保持一條直線。以上兩種情況都可以判定出口煙氣流量數(shù)據(jù)異常。

2.3 風(fēng)量比較法

風(fēng)量比較法主要是通過(guò)檢查機(jī)組總送風(fēng)量、FGD入口煙氣流量、FGD 出口煙氣流量的大小關(guān)系，理論上這三個(gè)值應(yīng)該相差不大，F(xiàn)GD 出口煙氣流量是略大一些。通過(guò)對(duì)這三個(gè)參數(shù)的變化趨勢(shì)比較，可以判定流量數(shù)據(jù)是否異常。圖 3 中三條曲線分別代表機(jī)組總送風(fēng)量、FGD 入口煙氣流量、FGD 出口煙氣流量，將這三條曲線 20 天的數(shù)據(jù)對(duì)分析，可以明顯看出，F(xiàn)GD入口煙氣流量隨機(jī)組總送風(fēng)量成正相關(guān)變化趨勢(shì)， 但 FGD 出口煙氣流量不隨機(jī)組總送風(fēng)量變化而變化 ；另外， 機(jī)組總送風(fēng)量的值總是大于FGD 入口和出口煙氣流量，這也不符合規(guī)律，從而可以判斷出FGD 出口煙氣流量異常。

2.4 pH 關(guān)聯(lián)檢查法 

該方法分為兩種，一種是 pH 值正相關(guān)聯(lián)檢查法，另一 種是 pH 值反相關(guān)聯(lián)檢查法，都是用來(lái)檢查脫硫效率參數(shù)是 否正常。pH 值正相關(guān)聯(lián)檢查法主要是對(duì) pH 值與脫硫效率進(jìn) 行相關(guān)性分析，理論上當(dāng) pH 值在正常范圍 5 ～ 6 之間時(shí)，脫 硫效率的變化趨勢(shì)應(yīng)該與 pH 值變化成正相關(guān)趨勢(shì)。pH 值反 相關(guān)聯(lián)檢查法主要是對(duì) pH 值、循環(huán)漿液泵電流、FGD入口煙 氣流量、脫硫效率進(jìn)行相關(guān)性分析，當(dāng)循環(huán)漿液泵電流及 pH 平穩(wěn)時(shí)，入口煙氣流量與脫硫效率變化應(yīng)該成反相關(guān)聯(lián)趨勢(shì)。 圖 4 中有 2 條曲線代表兩臺(tái)循環(huán)漿液泵的電流，還有 3 條曲線 分別代表脫硫效率、入口二氧化硫濃度、入口煙氣流量。當(dāng)兩 臺(tái)循環(huán)漿液泵電流穩(wěn)定時(shí)，pH 值也基本平穩(wěn)，此時(shí)入口煙氣流量和入口二氧化硫濃度有一定的波動(dòng)，但脫硫效率的變化趨勢(shì)卻與其無(wú)太大關(guān)聯(lián)性，不符合邏輯。

2.5 脫硫設(shè)施停運(yùn)檢查法

該方法主要是選取脫硫停運(yùn)時(shí)段（旁路打開(kāi)，增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)），通過(guò)對(duì) FGD入口和出口煙氣流量和二氧化硫濃度的分析，來(lái)判斷測(cè)點(diǎn)位置是否正確，或確認(rèn)測(cè)點(diǎn)位置正確時(shí)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否真實(shí)。理論上當(dāng)脫硫停運(yùn)時(shí)，如果 FGD入口二氧化硫濃度無(wú)變化，則測(cè)點(diǎn)位置在原煙氣擋板之前，否則在之后； 如果 FGD出口二氧化硫濃度升高，則判定測(cè)點(diǎn)位置在混合煙道上，裝置正確，否則屬于裝置不正確，或是屬于人工干預(yù)測(cè)點(diǎn)。另外，當(dāng)脫硫停運(yùn)時(shí)，入口煙氣流量趨勢(shì)沒(méi)有太大變化， 則測(cè)點(diǎn)位置在原煙氣擋板之前，否則在之后；出口煙氣流量趨勢(shì)沒(méi)有太大變化，則測(cè)點(diǎn)位置在混合煙道上，裝置正確。圖 5 中旁路擋板打開(kāi)后，入口二氧化硫濃度大幅降低，可判定入口測(cè)點(diǎn)位置在原煙氣擋板之后。圖 6中該機(jī)組FGD出口二氧化硫濃度測(cè)點(diǎn)是在混合煙道位置，但在脫硫停運(yùn)期間，旁路擋板打開(kāi)，出口二氧化硫濃度卻并沒(méi)有升高，這與實(shí)際狀態(tài)不符。

結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)以上介紹的各種方法，基本可以利用工況監(jiān)控實(shí)現(xiàn) 對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的監(jiān)管與判斷，從而有效判斷電廠脫硫設(shè)施是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可以進(jìn)一步判斷出在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是否真實(shí)準(zhǔn)確。 

為了繼續(xù)提高污染源自動(dòng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確性、持續(xù)推動(dòng)污 染源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用，作為環(huán)保部的示范項(xiàng)目，內(nèi)蒙古《在線 監(jiān)測(cè)與主要污染物減排和排污收費(fèi)管理平臺(tái)應(yīng)用開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化 研究項(xiàng)目》于 2015 年初已順利通過(guò)環(huán)保部的驗(yàn)收。該項(xiàng)目采 用數(shù)學(xué)模型，將上述工況監(jiān)控檢查方法全部實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自 動(dòng)判別，并進(jìn)行了拓展，目前可以實(shí)現(xiàn)對(duì) 3 大類、14 小項(xiàng)異 常情況的判定，包括設(shè)備層面的異常，數(shù)據(jù)表征層面的異常， 深層數(shù)據(jù)之間邏輯關(guān)系的異常。

 未來(lái)通過(guò)該項(xiàng)目的應(yīng)用，基本可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)蒙古環(huán)保部門 對(duì)電廠的精細(xì)化管理要求，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控電廠運(yùn)行情況、污 染物治理情況、污染物排放情況，并可以提出設(shè)施優(yōu)化運(yùn)行 的建議，在提高了對(duì)電廠環(huán)境監(jiān)管效率的同時(shí)，進(jìn)一步提高 內(nèi)蒙古環(huán)保宏觀決策的針對(duì)性和科學(xué)性，深入挖掘內(nèi)蒙古的 污染減排潛力。