一种面向节能环保的火电机组在线监测方法与流程

本发明属于电力系统调度电网环保技术领域，具体涉及一种面向节能环保的火电机组在线监测方法。

背景技术：

随着全球雾霾现象的日益严重化，我国对大气的保护意识日趋强烈。减少各行各业的空气排放污染，已成为当务之急。在我国电力生产中，火力发电长期占据主导地位，因此加强对火电厂污染物排放的管控能够有效缓解我国大气污染问题。

针对火电机组烟气污染排放严重的现状，国家发改委、环境保护部相继下发相关标准和规范，严格限定火电机组烟气排放量。目前，相关单位正逐步建立相应平台用以监测火电机组烟气排放情况，但是监测信息不完整、不规范、系统功能简单不实用，使得火电机组烟气监测平台尚不能满足业务需求，不能有效为环保电价的执行提供依据。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出一种面向节能环保的火电机组在线监测方法，对火电机组烟气排放进行综合监测，实现火电机组烟气排放的环保考核和电价考核，以提高调度端管理水平，便于调度部门进行合理有序的节能减排发电调度，为环保电价实施、电网运行安全和清洁能源消纳提供有效的技术支撑。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种面向节能环保的火电机组在线监测方法，包括：

采集火电机组烟气排放数据；

根据采集到的烟气排放数据进行电价考核统计，以机组为单元实现污染物超标排放情况统计，进而统计厂站、区域的情况。

进一步地，所述采集火电机组烟气排放数据，具体包括以下步骤：

利用数据采集装置采集脱硫装置、脱硝装置、除尘装置入口和出口处的指标数据，包括：烟气流量、烟气含氧量、二氧化硫/氮氧化物/烟尘排放浓度、脱硫/脱硝/除尘装置是否投运；

利用数据采集装置采集烟囱入口处的指标数据，包括烟气流量、烟气含氧量、二氧化硫/氮氧化物/烟尘排放浓度。

进一步地，所述根据采集到的烟气排放数据进行电价考核统计，具体为：

统计污染物排放超标倍数；时、日、月、年的污染物的超标排放总时间；并从电能量计量系统获得实际上网电量，统计污染物超标排放对应电量、环保电价扣减费用；

所述排放超标倍数的计算公式为：

式中：m为超标倍数；c为污染物的排放浓度；s为污染物的排放浓度标准值；

所述污染物超标排放对应电量q的计算过程为：

设定单位时段为小时，如果该小时内污染物排放浓度均值超标，则累积这个小时的电量和即为该小时的污染物超标排放对应电量；其中，日的统计为小时累加，月、年的统计为日累加；

环保电价扣减费用的计算公式为：

c＝k×q

式中：c为环保电价扣减费用；k为污染物排放超标对应的单位电量所需扣减费用，q为单位时段内污染物排放超标对应的电量。

进一步地，所述以机组为单元实现污染物超标排放情况统计，具体为：

以机组为单元统计时，机组排放超标判定分为机组与锅炉、烟囱为一对一的情况和机组与锅炉、烟囱为多对多两种情况处理；

当机组与锅炉、烟囱为一对一时，根据烟囱入口处的污染物排放是否超标，直接判定与该烟囱相连的机组的污染物排放是否超标；

当机组与锅炉、烟囱为多对多时，找出与机组相对应的烟囱，只要有一个烟囱入口处的污染物排放超标，则判定该机组排放的污染物为超标。

进一步地，所述的一种面向节能环保的火电机组在线监测方法，还包括下述步骤：

根据采集到的烟气排放数据进行环保考核指标统计，以环保设施为单元实现脱硫装置、脱硝装置、除尘装置的运行指标统计，进而统计厂站、区域的情况，具体为：

所述脱硫装置、脱硝装置、除尘装置的运行指标统计包括：统计时、日、月、年的二氧化硫/氮氧化物/烟尘排放量、脱硫/脱硝/除尘总量、二氧化硫/氮氧化物/烟尘折算浓度、脱硫/脱硝/除尘合格时间、脱硫/脱硝/除尘效率；

当(机组有功功率>＝10&&机组有功功率<＝1000)&&(出口二氧化硫浓度>0&&出口二氧化硫浓度<＝二氧化硫排放浓度标准值)&&(增压风机电流>10))时，算为脱硫合格；

当(机组有功功率>＝10&&机组有功功率<＝1000)&&(出口氮氧化物浓度>0&&出口氮氧化物浓度<＝氮氧化物排放浓度标准值)时，算为脱硝合格；

当(机组有功功率>＝10&&机组有功功率<＝1000)&&(出口烟尘浓度>0&&出口烟尘浓度<＝烟尘排放浓度标准值)时，算为除尘合格。

进一步地，所述的一种面向节能环保的火电机组在线监测方法，还包括下述步骤：根据环保考核指标和电价考核指标数据生产报表，并以报表形式展示环保考核指标和电价考核指标，报表导出后发送给其他应用或环保部门，或者打印存档。

进一步地，所述报表支持按环保设施、烟囱、机组、厂站、区域对象索引，对于脱硫装置、脱硝装置和除尘装置的运行指标支持任意时间段内时、日、月、年的历史数据查询，对于排放超标时段及对应电量支持任意时间段内时、日、周、月的历史数据查询。

进一步地，所述的一种面向节能环保的火电机组在线监测方法，还包括下述步骤：

以图形、曲线、表格、柱图、饼图形式实时监视和显示环保设施的运行情况。

进一步地，所述采集火电机组烟气排放数据后，还包括对采集到的烟气排放数据进行筛查判断，给予告警提示。

进一步地，所述对采集到的烟气排放数据进行筛查判断，给予告警提示，包括：

对模拟量的合理性检查和过滤、限值检查、数据异常或是不变化，并进行告警提示；

对状态量的投退情况进行筛查判断，并进行告警提示。

本发明的有益效果：

本发明从电网调度运行角度出发，规范采集环保装置入口和出口处的指标数据、烟囱入口处的指标数据，通过对数据的处理、计算和分析，实现火电机组烟气排放的环保考核和电价考核，以提高调度端管理水平，便于调度部门进行合理有序的节能减排发电调度，为实施环保电价政策提供有效的技术支撑，对电网安全稳定运行和新能源电力的消纳起到辅助决策的作用。

附图说明

图1为本发明一种实施例的流程示意图；

图2是机组与锅炉、烟囱一对一情况示意图；

图3是机组与锅炉、烟囱多对多情况示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

本发明从电网调度运行角度出发，规范采集环保装置入口和出口处的指标数据、烟囱入口处的指标数据，通过对数据的处理、计算和分析，实现火电机组烟气排放的环保考核和电价考核，以提高调度端管理水平，便于调度部门进行合理有序的节能减排发电调度，为实施环保电价政策提供有效的技术支撑，对电网安全稳定运行和新能源电力的消纳起到辅助决策的作用。

图1示出了本发明实施例的面向节能环保的火电机组在线监测方法的流程示意图。如图1所示，包括执行以下步骤：

s01：采集火电机组烟气排放数据；

优选地，包括以下步骤：

利用数据采集装置采集脱硫装置、脱硝装置、除尘装置入口和出口处的指标数据，包括：烟气流量、烟气含氧量、二氧化硫/氮氧化物/烟尘排放浓度、脱硫/脱硝/除尘装置是否投运；

利用数据采集装置采集烟囱入口处的指标数据，包括烟气流量、烟气含氧量、二氧化硫/氮氧化物/烟尘排放浓度。

除了前述的指标数据，在实际使用过程中，还可以采集增压风机电流、氧化风机电流、烟气旁路开启度、旁路烟道挡板门全关、除尘设施的一二次电压和电流等需要监测的数据。

优选地，所述采集火电机组烟气排放数据后，还包括对采集到的烟气排放数据进行筛查判断，给予告警提示。

所述对采集到的烟气排放数据进行筛查判断，给予告警提示，包括：

对模拟量的合理性检查和过滤、限值检查、数据异常或是不变化，并进行告警提示；

对状态量的投退情况进行筛查判断，并进行告警提示。

s02：根据采集到的烟气排放数据进行电价考核统计，以机组为单元实现污染物超标排放情况统计，进而统计厂站、区域的情况。

其中，所述根据采集到的烟气排放数据进行电价考核统计，具体为：

统计污染物排放超标倍数，在本实施例中，所述的污染物为二氧化硫、氮氧化物、烟尘，在本发明的其他实施例中，还可以采集其他污染物的相关数据，不局限于二氧化硫、氮氧化物、烟尘；统计时、日、月、年的污染物的超标排放总时间，从电能量计量系统获得实际上网电量，统计超标排放对应电量、环保电价扣减费用，

所述污染物排放超标倍数的计算公式为：

式中：m为超标倍数；c为污染物的排放浓度(在本实施例，具体为：二氧化硫、氮氧化物、烟尘的排放浓度)；s为污染物的排放浓度标准值(在本实施例，具体为：二氧化硫、氮氧化物、烟尘的排放浓度标准值)；

所述污染物超标排放对应电量q的计算过程为：

设定单位时段为小时，如果该小时内污染物排放浓度均值超标，则累积这个小时的电量和即为该小时的污染物超标排放对应电量；其中，日的统计为小时累加，月、年的统计为日累加；

当污染物为二氧化硫时，如果该小时内二氧化硫排放浓度均值超标，则累积这个小时的电量和即为该小时的二氧化硫超标排放对应电量；

同理可得：当污染物为氮氧化物、烟尘时，氮氧化物、烟尘超标排放对应电量；

环保电价扣减费用的计算公式为：

c＝k×q

c为环保电价扣减费用；k为污染物排放超标对应的单位电量所需扣减费用，q为时段内污染物排放超标对应的电量。

所述k为根据当地环保部门对污染物排放指定的相应扣减明细定，例如对于江西，根据当地提供的值如下：k＝0.002元/kw·h(污染物因子类型为烟尘)，0.015元/kw·h(污染物因子类型为二氧化硫)，0.01元/kw·h(污染物因子类型为氮氧化物)。

所述以机组为单元实现污染物超标排放情况统计，具体为：

以机组为单元统计时，机组排放超标判定分为机组与锅炉、烟囱为一对一的情况和机组与锅炉、烟囱为多对多两种情况处理；

当机组与锅炉、烟囱为一对一时，根据烟囱入口处的污染物(在本实施例中为二氧化硫、氮氧化物、烟尘)排放是否超标，直接判定与该烟囱相连的机组的污染物排放是否超标；

参见图2，对于机组1而言，如果烟囱1入口处的污染物(在本实施例中为二氧化硫、氮氧化物、烟尘)排放超标，则可判定机组1的污染物排放是否超标，其他机组判定情况类似；

当机组与锅炉、烟囱为多对多时，找出与机组相对应的烟囱，只要有一个烟囱入口处的污染物(在本实施例中为二氧化硫、氮氧化物、烟尘)排放超标，则判定该机组排放的污染物为超标；

参见图3，对于机组1而言，烟囱1和烟囱2只要有一个入口处的污染物(在本实施例中为二氧化硫、氮氧化物、烟尘)排放超标，则机组1排放的污染物即判定为超标，其他机组判定情况类似。

优选地，所述的一种面向节能环保的火电机组在线监测方法，还包括下述步骤：

s03：根据采集到的烟气排放数据进行环保考核指标统计，以环保设施为单元实现脱硫装置、脱硝装置、除尘装置的运行指标统计，进而统计厂站、区域的情况，具体为：

所述脱硫装置、脱硝装置、除尘装置的运行指标统计包括：统计时、日、月、年的二氧化硫/氮氧化物/烟尘排放量、脱硫/脱硝/除尘总量、二氧化硫/氮氧化物/烟尘折算浓度、脱硫/脱硝/除尘合格时间、脱硫/脱硝/除尘效率；

当(机组有功功率>＝10&&机组有功功率<＝1000)&&(出口二氧化硫浓度>0&&出

口二氧化硫浓度<＝二氧化硫排放浓度标准值)&&(增压风机电流>10))时，算为脱

硫合格；

当(机组有功功率>＝10&&机组有功功率<＝1000)&&(出口氮氧化物浓度>0&&出

口氮氧化物浓度<＝氮氧化物排放浓度标准值)时，算为脱硝合格；

当(机组有功功率>＝10&&机组有功功率<＝1000)&&(出口烟尘浓度>0&&出口烟尘浓度<＝烟尘排放浓度标准值)时，算为除尘合格。

上述二氧化硫排放浓度标准值、氮氧化物排放浓度标准值、烟尘排放浓度标准值的取值根据各个地区的机组建设情况来确定。

优选地，所述的一种面向节能环保的火电机组在线监测方法，还包括下述步骤：

s04：根据环保考核指标和电价考核指标数据生产报表，并以报表形式展示环保考核指标和电价考核指标，报表导出后发送给其他应用或环保部门，或者打印存档。

所述报表支持按环保设施、烟囱、机组、厂站、区域对象索引，对于脱硫装置、脱硝装置和除尘装置的运行指标支持任意时间段内时、日、月、年的历史数据查询，对于排放超标时段及对应电量支持任意时间段内时、日、周、月的历史数据查询。所示报表的生产过程和报表的功能均通过现有技术来实现，此处不赘述。

优选地，所述的一种面向节能环保的火电机组在线监测方法，还包括下述步骤：

s05：以图形、曲线、表格、柱图、饼图形式实时监视和显示环保设施的运行情况，具体实现过程为现有技术。

本发明公开了一种面向节能环保的火电机组在线监测方法，以智能电网调度控制系统平台为基础(即在智能电网调度控制系统平台上运行本发明的面向节能环保的火电机组在线监测方法)，从电网调度运行角度出发，通过数据采集、数据处理、数据分析与统计、统计查询和数据展示多个模块，对火电机组烟气排放进行综合监测，实现火电机组烟气排放的环保考核和电价考核，以提高调度端管理水平，便于调度部门进行合理有序的节能减排发电调度，为环保电价实施、电网运行安全和清洁能源消纳提供有效的技术支撑。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。