基于多数据源的火电厂烟气在线远程监控系统设计

３．１数据采集与存储 数据采集以ＳＣＡＤＡ平台提供的实时／历史数据
库（如ｉＨｉｓｔｏｒｉａｎ）为存储平台。 （１）数据规范 规定烟气参数（如ＳＯ。，ＮＯ＝，，
ＣＯ。，烟尘等的流速、压力和浓度）和脱硫装置参数（如 电机、阀、泵、电气开关、挡板等设备的电流、电压和状 态）的内容及格式。
（２）数据接口和通信程序 电厂端根据不同的数 据源（ＣＥＭＳ，脱硫ＤＣＳ／ＰＬＣ，电厂ＳＩＳ／ＭＩＳ）设计不 同的数据接口，获取的数据通过通信程序传输到监控 中心，监控中心通信程序功能与ＯＰＣ服务器相同， ＳＣＡＤＡ实时／历史数据库从ＯＰＣ服务器获取数据。
万方数据
硪翟 苫温渗凝嚣鬣＿■露 ＿尊Ⅵ虞氆懋攥溪■隧
进行传输、存储、分析和处理，作为火电厂烟气排放污 染物减排的依据。但是，ＣＥＭＳ方式只能采集烟气数 据，而不能记录脱硫装置运行数据。通过脱硫ＤＣＳ／ ＰＬＣ采样原烟气、净烟气参数以及设备状态获取烟气 数据（部分电厂将ＣＥＭＳ数据输入脱硫ＤＣＳ中），则更 为全面。此外，也可从电厂ＳＩＳ／ＭＩＳ中获取烟气数据 （来自ＣＥＭＳ）。
ｔａｎｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ｆｌｕｅ ｇａｓ，ａｎｄ ｆｏｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ．
发电技术论坛
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ；ｆｌｕｅ ｇａｓ；ｒｅｍｏｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｍｕｌｔｉ—ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｄａｔａ；ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ｆｌｕｅ ｇａｓ
（２）有线网络互联 如果电厂与监控中心之间存 在有线专用网络，则只需将监控中心接入专用网络并 采用防火墙进行隔离。
（３）监控中心局域网 监控中心局域网为１ ０００ Ｍｂｉｔ／ｓ网络，其包括与无线、有线专用网络以及Ｉｎｔｅｒ－ Ｎｅｔ互联的路由器和防火墙、２台冗余的实时数据采集 服务器（用于安装监控组态软件、实时／历史数据库和 应用数据库（二者互相备份））、配置ＧＩＳ服务器（４５为
ｈ筑》疑豁髓‰鼢鬻 鬻馏孵壤懑噶
形、气象等参数，计算烟气在大气中的浓度分布，结合
统管理的需求开发应用系统，其主要包括烟气参数曲 线分析、脱硫系统工艺流程图、脱硫参数统计分析、烟 气参数及脱硫系统报警管理、脱硫数据统计报表管理、 基于地图界面的电厂脱硫数据查询浏览、烟气扩散分 析、脱硫数据专题图显示、电厂（脱硫系统）三维模型显 示。系统按浏览器／ｒＪｌ曼务器（Ｂ／Ｓ）或客户机／服务器 （Ｃ／Ｓ）混合模式设计。
ＧＩＳ软件平台）、域名服务器（提供域名解分析服务）、
防病毒服务器（实现局域网病毒监控）、Ｗｅｂ应用服务
器（通过ＩｎｔｅｒＮｅｔ向终端用户发布烟气在线监控服务
的各项功能）、ＧＩＳ和ＳＣＡＤＡ工作站终端（用于系统
管理维护）。
（４）与ＩｎｔｅｒＮｅｔ网络连接 监控中心局域网与
ＩｎｔｅｒＮｅｔ之间采用专用线连接，并采用防火墙进行隔
上述３种获取烟气数据方式中，除ＣＥＭＳ数据由 环保部门联网外，另外２种方式均未与环保监控网联 网。在实际运行中，单一ＣＥＭＳ方式由于生产管理和 技术规范不完善、ＣＥＭＳ设备制造厂服务质量不到位 等原因，使ＣＥＭＳ难以正常运行，影响了机组的正常 运行和减排决策。因此，建立１套从电厂ＣＥＭＳ、脱硫
ＤＣＳ／ＰＬＣ和ＳＩＳ／ＭＩＳ等多数据源同时采集数据的烟 气在线远程监控系统，可提高数据采集的全面性、准确 性和可靠性。
１ 系统结构
火电厂烟气在线远程监控系统以火电厂ＣＥＭＳ、 脱硫ＤＣＳ／ＰＬＣ、ＳＩＳ／ＭＩＳ等多数据源的烟气数据为基 础，通过联网方式将数据采集到监控中心，在远程数据 采集与监控（ＳＣＡＤＡ）软件、地理信息系统（ＧＩＳ）软件、 ＡｒｅＭｏｄｅ烟气扩散模拟软件、数据库软件等平台上实 现数据共享，其框架结构见图１。
离。
３软件系统设计
烟气在线远程监控系统软件实现数据采集与存 储、ＳＣＡＤＡ软件应用、环保和脱硫分析等功能，其软
扭发电技术论坛一
力 发 电
●
件系统设计基于远程数据采集与监控软件平台（如 ＧＥ Ｐｒｏｆｉｅｙ）、地理信息系统平台（如ＥＳＲＩ ＡｒｅＧｉｓ）、 ＡｒｅＭｏｄｅ烟气扩散模拟软件。
一
万方数据 、爹漭漱融黪＿叠露 零堪建瀵罐强磺浮‘■＿蕴
Ｚｈｏｎｇｄｉａｎｔｏｕ Ｙｕａｎｄａ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ Ｌｔｄ。Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００６０，ＰＲＣ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｍｕｌｔｉ—ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｄａｔａ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏ—
在平台层的基础上，根据环保监测和电厂脱硫系
捆 力 繁发 电 ．３９
ｉ·卷 ●
二 Ｏ
●＿一
。
线网络传输到监控中心存入ＳＣＡＤＡ软件的实时／历 史数据库，再经汇总处理后存入应用数据库，用于高一 级分析。ＳＣＡＤＡ软件平台实现对监测数据的存储、 分析、共享和发布等功能，以及对脱硫系统的远程组态 监控；ＧＩＳ平台实现电厂位置及周边地形、三维模型等 空间数据的存储管理，以及地图浏览、专题图、空间分 析等功能；ＡｒｅＭｏｄｅ烟气扩散模拟平台根据烟气、地
ｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｕｎｉｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｆｌｕｅ ｇａｓ，ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
ｔｈｅ ｆｌ ｕｅ ｇａｓ ｄａｔａ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｍｏｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｉｌｕ—
ＤＥＤＩＧＮ ＯＦ ｏＮ—ＬＩＮＥ ＲＥＭｏＴＥ ＭｏＮＩＴｏＲＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＦＬＵＥ ＧＡＳ ＩＮ ＴＨＥＲＭＡＬ ＰｏＷＥＲ ＰＬＡＮＴＳ ＢＡＳＥＤ ｏＮ ＭＵＬＴＩ—ＳｏＵＲＣＥ ｏＦ ＤＡＴＡ
ＸＩＥ Ｃｈｕａｎ，ＴＡＮＧ Ｘｉａｏｊｉａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ，ＺＨＯＵ Ｗｅｉ
团’ｌ 二级公司，电Ｊ）
表现层
环保部门用户（国家，省 市，地县，督察中心）
系统层
曲线
工艺
统计
报警
撤表
地图
扩散
专题
电厂
环
分析
流程 分析 管理
管理
浏览
分析
图
３Ｄ
模型
保
监
测
和通Biblioteka 平台层脱信
硫
网
业
络
ＳＣＡＤＡ
软件平台
ＧＩＳ软件平台
ＡｒｅＭｏｄｅ烟气 扩散模拟平台
务
管 理
需 求
里望里錾Ｍ司
脱硫ＤＣＳ 电Ｊ＋ＳＩＳ
３．３环保和脱硫分析 在ＳＣＡＤＡ和ＧＩＳ平台以及ＡｒｅＭｏｄｅ软件的基
础上，构建易用、可靠、便于扩展维护的分析应用子系 统。在软件架构上，采用面向对象的设计方法，按数据 层、业务逻辑层、界面层划分软件结构和组织代码；在 应用模式上，采用Ｂ／Ｓ和Ｃ／Ｓ混合模式，Ｃ／Ｓ模式在 监控中心运行，Ｂ／Ｓ模式向ＩｎｔｅｒＮｅｔ发布；在功能实现 上，结合环保和脱硫管理的需求，采用ＳＣＡＤＡ和ＧＩＳ 平台进行功能模块的设计。
数据层
柝燃抽诉用数习
旷Ｉ历、史Ｌ—数据＿．库／ｌ 、厂、Ｉ～…—…， …， 。Ｉ７
图１ 火电厂烟气在线远程监控系统框架结构 发
电
技
将烟气在线远程监控系统划分为数据层、平台层、
术
论 系统层、表现层。系统从电厂ＣＥＭＳ、脱硫ＤＣＳ／ＰＬＣ、
ＧＩＳ的空间分析功能，显示烟气扩散情况及对环境的 影响。
坛 ＳＩＳ／ＭＩＳ等系统采集实时监测数据，并通过有线或无
Ｉ
Ｉ
ＶＰＴＮ专线
陆 。…，”０枇‘醚ｑ 鱼
网实时数据采集服务器酉甲…觚铺 ｌ—Ｌ一 实时数据采集服务器｜ｊ舅 ｌ■
Ｉ孙獬瞄
以太网＿１一
Ｉ
】，
ＩＩ
ｌ琶…蚪勰一龋貉雾嘉 Ｊ…站…站Ａ站
图２烟气在线远程监控系统网络结构
（１）无线网络互联 采用ＣＤＭＡ／ＧＰＲＳ无线网 络方式实现电厂与监控中心互联，电厂端安装ＣＤＭＡ 无线数据传输终端，数据通过ＣＤＭＡ／ＧＰＲＳ网络传 输至电信信息中心，电信信息中心与烟气监控中心之 间以专用线连接，并采用防火墙进行隔离。ＣＤＭＡ网 络采用ＴＣＰ／ＩＰ协议通信，永久在线，传输速度为８０～ １２０ ｋｂｉｔ／ｓ，满足烟气在线远程监控系统连续数据采集 传输的要求。
万方数据
２系统硬件设计
系统硬件设计是为数据采集和应用提供网络硬件 环境。烟气在线远程监控系统网络结构见图２。
图２中，硬件系统为电厂无线网络、电厂有线网 络、监控中心局域网络、ＩｎｔｅｒＮｅｔ网络。为了保证监控 系统不受干扰，烟气在线远程监控系统与监控中心之 间通信不采用ＩｎｔｅｒＮｅｔ网络。
一Ｕ
监控中心局域嘲
３．２监控组态软件 在实时／历史数据库的基础上，根据脱硫工艺采用
ＳＣＡＤＡ组态软件（如ｉＦｉｘ）对监控系统进行组态，实 现工艺流程的监控、实时／历史曲线的生成和查询、报 表生成和打印、报警生成与记录等功能。ｃ／ｓ模式的 组态软件在监控中心局域网内运行。Ｂ／Ｓ模式的组态 软件（如ｐｒｏｆｉｃｙ ｐｏｒｔａｌ）嵌入脱硫管理和环保监察分析 软件中。
（２）实时监控 以工艺流程图、表格、状态图的形 式实时显示烟气数据（出入口浓度、速率、流量，温度、 湿度、压力、脱硫率等）的当前值，以及设备（风机、挡 板、泵等）状态的当前值。
基于多数据源的 火电厂烟气在线远程监控系统设计
谢 川，唐小健，张 辉，周 伟
中电投远迭环保工程有限公司，重庆４０００６０
［摘
要］ 开发了同时采集火电厂烟气污染物排放连续监测系统（ＣＥＭＳ）、脱硫ＤＣＳ／ＰＬＣ、火电
厂厂级监控信息系统（ＳＩＳ）／管理信息系统（ＭＩＳ）等多个系统烟气数据源的火电厂烟气
在线远程监控系统。多数据源火电厂烟气在线远程监控系统可同时对机组脱硫系统设
ｆｏｒ ｆｌ ｕｅ ｇｓ ｉｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ ｓａｉｄ ｒｅｍｏｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ
ｍｕｌｔｉ——ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｄａｔａ ｃａｎ ｓｙｍｕｔａｎｕｏｕｓｌｙ ｒｅｍｏｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒ ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉ‘－
火电厂烟气排放是主要的大气污染源，为此通常 是在火电厂烟气通道或者烟囱处安装烟气污染物排放
连续监测系统（ＣＥＭＳ），记录烟气排放污染物浓度及 《。１．８鞫一
污染物总量，并通过与环保监控网联网对采集的数据 热力发电．一
＝＝；＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝； 作者简介：谢川（１９７１一）。１９９８年毕业于重庆后勤工程学院计算机应用专业，现为中电投远达环保工程有限公司工程师。 Ｅ—ｍａｉｌ．．ｘｘｃｒ＠ｙｅａｈ．ｎｅｔ
（１）曲线分析 以曲线的形式，反映烟气的出入口
发电技术论坛一趣～御—誊 浓度、压力、脱硫率以及脱硫装置（风机、挡板、泵等）的 电流、电压、开度、起停等参数的当前和历史变化情况，
万方数据
以此作为监控或环保监察的依据。可通过组态软件的 页面嵌入得到数据曲线，也可通过读取实时／历史数据 库的方式得到数据曲线。
备状态和烟气参数远程监控，提高了烟气数据监控的真实性和可靠性，为烟气污柒物排
放管理和环保监察提供了更加高效、可靠的监控平台。
［关键词］ 火电厂；烟气；远程监控；多数据源；烟气污染物排放
［中图分类号］ Ｘ８５
［文献标识码］ Ａ
［文章编号］ １００２——３３６４（２０１０）１２——００７９—－０５
ＩＤＯｌ编号］ １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—３３６４．２０１０．１２．０７９
ｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ（ＣＥＭＳ），ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ（ＤＣＳ），ｐｌａｎｔ—ｌｅｖｅｌ ｓｕｐｅｖｉｓｏｒｙ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓ—
ｔｅｒｎ（ＳＩＳ）。ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ（ＭＩＳ）ｅｔｅ．ａ ｎｅｗ ｏｎ—ｌｉｎｅ ｒｅｍｏｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
（３）数据存储 为了便于使用ＳＣＡＤＡ的组态软 件，考虑普通关系型数据库在多点数据连续采集记录 及高效压缩和检索等方面达不到系统要求，将监测数 据存入ＳＣＡＤＡ实时／历史数据库中，作为高级分析应 用。该监测数据的粒度要求比较粗，一般为日、月、季 度、年以上的数据。为提高数据的访问效率以及存储 其它功能数据和空间数据，在对实时／历史数据中的数 据进行抽取（求和、平均值，最大、最小值）后，转存至关 系型数据库中。