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山东工业企业环保工况用电的可行性研究

发布日期:2020-03-25 13:30 来源:未知 点击:

  系统采用AcrelCloud-3000环保监管云平台,平台依托于电力传感、物联网(2G/4G/NB-IOT/LORA等)、大数据和智能云计算等技术,将企业总用电、生产设备用电和污染治理设备用电纳入云平台,通过关联分析、停电分析、停产限产分析、越线分析等计算方法,及时发现环保治污设备未、停电、空转、减速、降频和异常关闭等异常工作状况。

  本技术要求了山东工业企业环保设电监管系统的组成、实施、验收和日常运行管理等,以及判定污染源生产与污染治理设施运行状态的方法。

  本技术要求内容引用了下列文件中的条款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本适用于本技术要求。

  工况用电监测系统(简称PEMS),是根据工艺设计对反映固定污染源生产设施、污染物治理设施运行状态的电气参数(如:电流、电压、功率、电量等)进行监测的全部设备和信息系统。PEMS用于掌握生产设施和治理设施的运行情况、污染治理及排放情况、污染源停限产及错峰生产情况等信息,是污染源自动监测系统的组成部分。PEMS的建设应满足国家标准规范和计量认证要求。

  通信双方对数据传送控制的一种约定。约定中包括对数据格式,同步方式,传送速度,传送步骤,检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一,通信双方必须共同遵守,它也叫做链控制规程。

  根据工艺设计,对反映生产设施、污染物治理设施总体运行状态的电气参数(电流、电压、功率、功率因数、电量、电能质量等)进行监测的子系统。

  采集、存储用电参数监测子系统的数据,并按照HJ 212 《污染物在线监测(监测)系统数据传输标准》和本技术要求,将数据传输至中心端监测平台。

  与用电参数监测子系统进行通讯,实现信息采集、安装调试、设备、数据存储、数据分析判断、信息备案、资料下载、事件报警等功能。可综合采用云计算、移动互联网等技术实现。

  中心端工况用电监测系统用于接收现场端监测系统传输的信息,实现现场数据的汇总、报警管理、统计分析等,远程实时掌握生产设施和治污设施运行状况。

  中心端工况用电监测系统能够对生产设施、污染物治理设施的运行状态进行关联分析,及时发现污染治理设施未、异常关闭及减速、空转、降频等异常情况,并通知相关人员。

  中心端工况用电监测系统对执行停产、限产、错峰生产等调控指令的生产设施进行监测,将调控期间违规生产情况通知相关人员,对调控指令执行的总体情况进行统计分析。

  中心端工况用电监测系统省市分级建设,原始数据通过数据采集传输仪 “一址多发”直传省市两级工况用电监测系统,省市平台间点位编码、报警督办、运行等工作数据通过省市数据交换保持同步,一数一源。

  市级中心端工况用电监测系统应提供web浏览器、手机APP、微信等用户访问功能,提供短信、微信、APP等告警方式,并提供排污单位用户对报警信息进行处理的功能。现场施工单位、排污单位可按权限登陆市级工况用电监测系统进行情况说明等信息更新操作。

  1、事件包括:停上电事件、电流回异常事件、电压回异常事件、电压电流不平衡事件、电流不平衡事件、电压越限事件、电流越限事件、功率越限事件、正向有功需量越限事件、版本变更事件、温度越限事件。

  监测设备要求对采集数据进行分类存储,如曲线数据、日冻结数据、历史月数据等。曲线冻结数据密度由中心端平台设置,最小冻结时间间隔默认5min,每个监测点的曲线个日零点(次日零点)冻结电能数据,月冻结数据不少于12个月末零点(每月1日零点)冻结电能数据。

  5.2.1用电参数监测设备应采用一体化、小型化设计,除总表、母线槽分、铜牌出线平方毫米以上电缆出线分外,其它分数据需采用1:1直传方式仪表(一次侧数据直采直传)。铜牌出线平方毫米以上电缆出线分可采用互感式仪表。设备应在醒目处标识产品铭牌,铭牌标识应符合GB/T13306的要求。

  5.2.3数据采集传输仪远程通讯方式需支持无线G和网口(以太网/光纤)等通信方式,为了提高通信可靠性、实现数据实时传输,数据采集传输仪需同时配置两种以上通信通道,其中4G信号服务商至少包含(移动、联通、电信)任两种组合。在4G信号差的地区可通过网口的通讯方式,实现数据的远程传输。

  5.2.4数据采集传输仪外壳防护应符合GB4208的要求,达到IP55防护以上等级,外壳应耐腐蚀、密封性能良好、表面无裂纹、变形、、毛刺等现象,表面涂层均匀、无腐蚀、生锈、脱落及磨损现象。产品组装坚固、零部件无松动。按键、开关等控制灵活可靠。

  5.2.5因现场复杂恶劣,为确保现场工况安全及设备通讯稳定可靠,现场端设备应具有3C认证,并满足防潮、防霉、防盐雾等要求。现场端设备须优先采用无线自组网通信技术,现场传输距离不小于300m;须支持编码纠错及自动跳频技术,数据传输误码率应不大于10-5,通信稳定。

  5.2.6现场端设备应配备后备电源(电池、电容、UPS等),外部电源停止供电后,后备电源可以持续供电。用电参数监测设备后备电源应能持续供电10秒以上,停电事件能准确及时;数据采集传输仪后备电源应能持续供电3天以上,现场端设备数据采集完整性。外部电源正常供电时,可以对后备电源充电。

  5.2.7电流互感器的额定二次电流应与被监测生产、治污设备的参比电流相匹配,且满足最大电流不小于参比电流4倍的要求。电压互感器应符合GB 1207,电流互感器应符合GB 1208。

  5.2.8现场端设备须满足国家法律法规和GB/T 2423、GB/T 17215.211、GB/T 17215.321和DL/T5137.6电能计量等有关技术标准要求,取得国家电力行业权威检测机构的认证报告,取得国家电力行业权威检测机构的电磁兼容报告,其中电压、电流、功率等测量数据基本误差在±2%以内。采用设备须具备国内自主知识产权,不得采用仿制或侵权的设备。

  5.2.9数据采集传输仪存储单元应具备断电功能,断电后所存储数据不丢失。可通过U 盘方式自动导出历史数据。

  5.2.10不影响企业正常生产,监测终端需满足带电安装;监测终端的安装方式不会给企业供电线造成破损或故障;监测终端拆除后,不影响企业供电线工况用电监测点位布设原则

  (1)全面性:工况用电监测点位应全面覆盖排污许可证中列出的主要生产设施及治污设施。未申领排污许可证的污染源,可参考影响评价报告中相关内容进行布点。

  (2)精简性:在准确反映污染源停限产、错峰生产、治污实施运行情况的前提下,布设的点位数量力求精简。

  生产设电监测点位:安装在排污单位的生产线总回及主要生产设备回上,反映排污单位停限产、错峰生产执行情况。常见生产设施工况用电监测必选点位参考附录A。

  治污设电监测点位:安装在排污单位治污工艺总回及主要治污设备回上,反映污染治理设施运行情况。常见污染治理设施工况用电监测必选点位参考附录B。

  PEMS安装之前,应先到排污单位现场调查,依据监测点位布设原则和布设要求,结合排污单位实际情况,开展基础信息采集和监测点位布设,编制工况用电监测方案。方案中应包含排污单位基本信息和需布设工况用电监测点位的生产设施与治污设施的基本信息,以及用电监测点位分布示意图。

  排污单位基础信息包含单位名称、社会统一信用代码、地址、法人代表、行业类型、联系人、联系电话、注册资金、年产值、年产量、年废气排放量、年耗电量、经营范围、排口数量、生产工艺、治理工艺、主要产品、主要设备、数采仪MN编号、总用电监测点位信息等。具体内容参加附录C表1。

  主要生产与治污设施基本信息包含生产单元名称、生产单元序号、设备名称、设备序号、设备功率、备用关系、污染类、排放形式、备注信息等。具体内容参加附录C表2、表3。

  监测方案确认后,应在 中心端平台进行信息备案。信息备案成功后,备案系统将自动生成统一规范的工况用电监测点位编码,通过远程在线下载供现场安装调试使用。

  在安装施工过程中,应按照已备案后自行下载的《排污单位工况用电监测信息备案表》(表1、表2、表3)进行安装调试,安装调试应避免对安全生产和造成影响,安装调试人员必须有相关的操作资质,电工应持进网作业许可证,安全工程师和安全监督员应具有电力专业工程师以上专业技术任职资格,满足电力施工相关要求,保障安装工艺,对原有的用电线不造成影响。

  安装:采集设备可安装在用户既有设备供电开关集成机柜(如防爆柜)内的,采集设备应准确安装在对应开关,无强电源引出,满足机柜密闭要求。采集设备无法安装在用户既有柜体内的,现场应增加不低于用户现场防护等级的箱体,引出部分应通过PG防水接头由金属软管。

  工况用电监测设备安装在室内的,工频运行的应直接安装在开关出线,变频运行的应安装在变频器进线侧。

  现场应能为数据采集传输仪提供可靠的不间断电力负荷,安装在户外的应配备完善规范的接地装置和避雷措施或在避雷范围内,安装不能位于通讯盲区,确保上下行数据传输稳定,同时应具备防盗和防止人为的设施。

  现场端设备适应的能力应符合GB/T 17214.1的要求,抗振动性能应符合GB/T6587.4的要求,抗电磁干扰能力应符合GB/T 17626的有关要求。

  监测设备所在站房应具备防雷系统,并符合GB50057的要求。电源线和信号线均应设置防雷装置。

  “安全第一,预防为主”的方针,认真贯彻执行有关安全施工的各项法规、标准、规程和文件的要求,从技术上、组织上、管理上采取有力措施,加强安全监督,解决和清除各种不安全因素,防止事故发生。

  现场施工单位应按照《承装电力设施许可证管理办法》,取得国家电力监管委员会或其派驻机构颁发的“承装(修、试)电力设施许可证”,所持许可证等级应与排污单位电力设施电压等级相匹配,不得超越许可证等级安装施工。

  现场施工单位应规范操作,文明施工,加强安全管理,服从污染源单位内部安全,杜绝不良行为,预防安全意外事故的发生,提高施工队伍的综合素质,确保现场施工顺利进行。

  落实安全生产责任制,建立安全保障体系,明确现场施工中的各级领导、职能部门、工程技术人员和施工工人在管理和施工过程中的安全责任。现场负责人应具有3年以上从事电力设施安装管理的工作经历。

  现场施工单位应按排污单位现场实际情况,配足配齐专职安全管理人员,配备1名以上安全工程师,具备专业知识、身体健康。

  进入施工现场的所有人员必须戴安全帽,着装应符合有关。加强劳品的发放、管理和监督使用,对于特殊防护用品和公用防护用品、安全带、安全网等,必须设专人负责管理。现场必须竖立、标示安全操作规程、安全警示牌。

  现场施工单位严格按照需方的技术要求和安全施工要求开展工作,制定应急方案,现场一旦出现问题或异常情况,第一时间并及时妥善处置。

  现场端应用软件的主要功能应包括:辅助安装调试、设备、信息备案与下载、数据存储、事件报警,以及查询现场用电监测数据,实时判断排污单位生产和治理设施实时运行情况等。

  对监测点位安装的用电参数监测仪器进行配置调试,实现通讯连接、数据传输等功能。可对配置参数、限值参数、通信参数等等进行设置。

  对污染源基本信息、联系人信息、污染源地理、生产与治污工艺、生产设施与污染治理设施监测点位,产污治污设施生产工艺上的启停联动关系、越限阈值等信息进行填报备案。并可从省厅备案网站下载情况通报、任务督办、点位编码等资料。

  可配置报警的事件包括:停/上电、电压回异常、清零指定数据、电流回异常、电压越限、电流越限、电压不平衡度越限、电流不平衡度越限、谐波电压畸变率越限、参数变更、校时、状态量变位、谐波电流有效值越限、非电气量越限等。

  利用监测生产设施和治理设施的用电参数变化情况以及数据统计分析模型等方法判定设施的运行状态和CEMS监测数据的准确性。

  设备开机应自动运行,当停电或设备重新启动后,无需要人工操作,自动恢复运行状态并记录出现故障时的时间和恢复运行时的时间。

  现场端应配备后备电源,当外部电源停止供电后,后备电源可以持续供电,停电事件能准确及时;外部电源正常供电时,可以对后备电源充电。

  可按有关标准的对异据进行标识。可提供多种报告和数据汇总表,如:CEMS 排口监测数据与PEMS工况监测数据一致性比对等。

  可对现场监测设备进行管理,更改配置参数、调整采集频率、设置产污、治污设施与现场监测设备的关联关系等。

  可接测点的数据,可对监测点缺失的数据进行补采,并对异据进行校验、数据的准确性。

  现场端采集设备数据上传至中心端系统后,中心端应对数据进行预处理,包括数据稽核,异据剔除等。

  可对各地区已安装监测设备的排污单位数量进行统计,对排污单位用电情况进行汇总,可以按地区、行业进行统计、对比,可导出数据报表。

  根据数据关联关系判断生产设备、治理设备的启停状态,并根据设备的主备关系、运行周期综合得出治理设备异常关停的结论。

  对于停限产、削峰等用途的监测点,应使用设备运行功率、用电时段、监测点群组停运比率,综合分析判断治污设施运行、停产、限产、削峰等指令执行情况。

  应具有治理设施运行异常、停限产执行异常、削峰绩效的统计功能,可以查询发生异常的污染源名单,并能通过图表的直观表达异常发生情况。

  根据系统设置条件,将报警信息推送给执法人员或排污单位,对严重违法问题进行现场检查和在线异常报备与审批

  当系统报警的异常问题与实际情况存在偏差时,执法人员或排污单位可在系统异常发生原因、上传现场照片、对异常情况进行说明。

  排污单位应在可能发生异常问题情况时提前进行报备,生态部门通过系统看到报备信息后可以进行审核,录入审核意见,做出审核通过或者审核驳回操作。

  操作人员需经用户认证后,才能进入界面。可对系统用户账号进行管理,合理分配使用权限。系统应通过安全等级。

  现场端工况用电监测设备优先采用无线通讯方式组网,支持多种间隔时间采集传输数据,通常情况下时间间隔设置为15分钟。中心端系统可对采集间隔进行远程设置。

  当污染源主要用电设备产生异常、故障、越限报警等事件信息时,工况用电监测设备应在5秒之内主动向数据采集仪报送数据。

  数据采集传输仪应支持无线蜂窝网络通讯或有线以太网等通讯方式,实时监测数据应在5秒内报送到中心端系统。

  数据采集传输仪存储单元应具备断电功能,断电后所存储数据不丢失,可通过磁盘、U 盘、存储卡或专用软件导出数据。

  数据采集传输仪存储容量不低于8G字节,能存储1年以上实时数据。日统计数据(最大值、最小值、平均值)可保存最近1年的数据;月统计数据(最大值、最小值、平均值)可保存最近1年的数据。监测终端应能保存最近100条事件记录日志。现场端监测系统应采用数据压缩、加密存储、存取权限控制等方式保障数据安全。

  数据传输应符合HJ 212《污染物在线监测(监测)系统数据传输标准》要求。通讯命令示例和拆分包及应答机制示例见附录E。

  在设施编码后通过附加码表示电气参数,采用符号“-”(减号,ASC码为45)进行分隔;电气参数编码由数字或者字母组成,具体编码参见附录D中《电气参数编码表》。

  在设施编码后通过附加码表示电气参数,采用符号“-”(减号,ASC码为45)进行分隔;电气参数编码由数字或者字母组成,具体编码参见附录D中《电气参数编码表》。

  在总线监测点位后通过附加码表示电气参数,采用符号“-”(减号,ASC码为45)进行分隔;电气参数编码由数字或者字母组成,具体编码参见附录D中《电气参数编码表》。

  现场施工单位将《排污单位基本信息表》、《主要生产设施基本信息表》、《主要废气污染治理设施基本信息表》(参见附录C表1、表2、表3)在省厅网站备案后,省厅备案系统自动生成规范统一的点位编码,供现场施工单位下载使用。

  运用PEMS 采集的污染源生产和治污状态数据,采用经验模型评估和人工审核相结合的方法,对污染源运行状态和异常情况进行预警。相关电气计算公式见附录F。

  生产设施的实际功率在正常生产五日平均值20%上下范围内,治污设施的实际功率低于额定功率的10%或正常治污五日平均值20%以下。

  (1)功率判别法:(停产设备总有功功率当前值停产限值)并且(持续时间大于门限时间)时,停产异常发生事件;

  (2)电量判别法:(停产设备总有功电量当前值停产限值)并且(持续时间大于门限时间)时,停产异常发生事件。

  选取限产设施前五日正常生产平均负荷(电量)作为基线负荷(电量),污染源所有限产设备的负荷(电量)在基线负荷(电量)的限产百分比之内,则判定达标,否则判断为不达标。

  电量判别法:(总有功电量当前值基线负荷*限产系数)并且(持续时间大于门限时间)时,停限产异常发生事件。

  选取错峰生产设施前五日错峰时间段内正常生产平均负荷(电量)作为基线负荷(电量),根据本技术要求7.2、7.3章节停产/限产标准判断是否按错峰生产。

  运用PEMS 监测和判别结果,通过现场检查和人工分析审核等方式,对污染源运行状态和异常情况进行最终判断。

  PEMS施工完毕应由排污单位组织验收。验收过程包括提出申请、现场检查、现场测试、确认验收等环节。验收合格后向施工单位提供验收报告。

  排污单位对PEMS进行现场检查,主要检查设备性能、现场安装规范性、设备运行稳定性、系统功能全面性、系统安全性等。具体要求如下:

  (1)现场采用的设备须满足本技术要求5.1、5.2、6.1~6.4章节要求,具备权威部门有效期内的检测合格证书,现场设备应无版权及专利纠纷;

  (2)现场设备安装完毕,调试运行正常,经现场检查、现场测试系统运行正常,技术指标达到本技术要求相关章节要求;

  (4)数据采集、传输及通信协议符合HJ212的要求,并提供试运行数据采集和传输自检报告,报告应对数据传输标准的各项内容作出响应。

  排污单位应配备相应的人力、物力资源(常用工具、通讯设备、交通工具等),安排专人负责监测设备日常巡检与。巡检内容包括各种设备的运行状况,查看设备是否正常运行,并做好记录。日常主要针对以下几方面:

  现场端监测系统由排污单位委托第三方服务机构施工建设的,第三方服务机构应设立7×24小时客服电话,做到及时响应需求,重大事件2小时到现场处理。

  保障中心端系统长期、稳定、可靠运行及业务应用的顺利开展,快速响应用户在系统操作中遇到的各种业务和功能问题。做好以下工作:

  (4)定期检查服务器CPU、内存、磁盘以及采集通信信道等系统运行;对数据库、实时库、消息队列及系统运行的各类程序进行健康检查。

  1水泥工业类水泥窑、冷却机、煤磨、烘干磨、生料磨、包装机、水泥磨、磨机、烘干机、破碎机、包装机等。

  5化肥工业类脱碳气提塔废气排气筒、硫回收尾气排气筒、酸性气脱除设施排气筒、造粒塔排气筒、造粒塔排气筒等。

  6炼焦化学工业类粉碎机、推焦装煤车、煤气鼓风机、贫油泵、富油泵、大母液泵、煤气鼓风机、干熄炉、锅炉等。

  9钢铁工业类破碎机、烧结机、破碎机、冷却机、高炉、焙烧炉、热风炉、转炉(二次烟气)、电炉、石灰窑、白云石窑、转炉(一次烟气)、精炼炉、热处理炉、热轧精轧机拉矫机、精整机、抛丸机、修磨机、焊接机、轧制机、酸洗机、涂镀层机、脱脂机、涂层机等。

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