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1000MW机组CEMS环保数据联网通讯冗余的改造

作者：王红

来源：《科技风》2018年第18期

摘 要：某电厂一期安装2×1000 MW超超临界燃煤机组，其1#、2#炉共配额套8套CEMS系统，每台炉各有4套，分别为SCR进出口、FGD入口、烟囱入口CEMS以及电除尘运行数据。本文主要介绍了该厂在超净排放改造中对CEMS数据与监管平台联网中问题及处理措施，

关键词： CEMS；环保平台；联网

某电厂一期安装2×1 000 MW超超临界燃煤机组，配套安装了脱硫、脱硝系统，相应CEMS数据与监管平台联网。该系统投入初期2014年6月至2015年11月，因通讯转发程序退出、计算机硬盘故障，多次造成数据上传通讯中断。根据国家电监会南京电力监管办公室发布的《关于进一步加强江苏燃煤机组脱硫在线监控系统管理和建设的通知》（宁电监价【2008】78号文件）精神，关于建设CEMS冗余建设及数据备份工作。其中特别强调，自2009年起，脱硫监管数据全部以监管系统主站数据为准， 1 CEMS数据及通讯系统冗余改造方案 1.1 现有环保数据上传方案

① 1、2号机组共配置8套CEMS系统，每台机组各有4套，分别为SCR进口、出口、FGD入口、烟囱入口CEMS，同时负责传输电除尘运行数据。② 1、2号机组脱硫CEMS将FGD进口CEMS系统PLC、烟囱入口CEMS系统PLC数据通过串口方式与工控机通讯，工控机将数据通过GPRS上传至南京电监办及江苏环保平台；FGD进口、烟囱入口CEMS数据也以硬接线方式接入DCS系统，CEMS实时数据经机组DCS系统OPC服务器上传至南京电监办及江苏省环保平台及集团公司数据网。同时脱硫数据直接接入信号分配器后将烟囱CEMS数据通过GPRS网络送至镇江市、句容市环保局网站。③ 1、2号机组脱硝CEMS硬接线方式接入DCS，采集脱硝CEMS实时数据经机组DCS系统OPC服务器上传至南京电监办及江苏省环保平台及集团公司数据网。

1.2 CEMS数据及通讯系统冗余改造方案

环保数据传输网在机组投产运行后，目前主要问题是电源掉电、数据采集系统卡件损坏、人机界面软件死机、工控机损坏、程序停止等情况。因此解决环保数据丢失和失真的问题，CEMS系统的冗余建设已经刻不容缓。

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1.3 脱硫冗余改造设计要求（以单台锅炉为例）

锅炉CEMS小间增加2台工控机（冗余）作为监管系统操作站。将锅炉FGD进口CEMS系统PLC、烟囱入口CEMS系统PLC、炉监管平台远程终端单元PLC通过RJ45以太网接口接入交换机，实现工控机采集CEMS实时数据与监管平台以GPRS方式（方式一）通讯上传CEMS相关数据。同时通过信号分配器，将CEMS数据以GPRS通讯装置与镇江市环保局通讯上传CEMS数据。同时该脱硫CEMS数据、脱硝SCR进出口CEMS数据以硬接线接入DCS系统，DCS系统通过OPC冗余服务器转发至SIS（方式二），再传送器监管平台、厂内监控、华电集团。

1.4 脱硝、电除尘数据上传方案

要求卖方按当地环保部门、电网公司去要求，发送数据至监管平台及江苏省环保平台、集团公司。

1.5 改造后CEMS数据通讯冗余结构

CEMS数据采集及通讯冗余关键技术及工作原理，当主设备出现故障时，从设备接收数据超时，如果3次连续接收不到数据，就认为主设备出现故障，从设备切换成主设备状态进行工作，原主设备可进行检修。CEMS数采及通讯冗余系统正常运行时，2台工控机同时采集CEMS数据，现场CEMS系统的控制由主机完成，主机实时向电监办发送数据，备机不向电监办发送数据。当主机发送故障时，冗余心跳自动切换至从机，此时由主机实时向电监办等处发送数据，从机恢复到备用状态。

2 CEMS数据采集及通讯冗余系统功能 2.1 数据采集

采用PLC定时采集仪表各个通道模拟量/数字量数据，采集对象包括SO2、NOX、烟尘、烟气流速、湿度、温度、压力和氧量等数据。开关量信号为无缘干接点敞开信号，模拟量为4～20 mA。 2.2 数据处理

根据采样取得的数据，计算得到各种浓度动物的烟气气体成分分析结果以及统计数据，可提供烟气气体成分实时值、指定时间段内的平均值和指定时间段内的排放量。生产数据报表中除包含各以其的监测结果意外，还提供小时、日、月、年报等统计信息，可导出EXCEL电子表格，以便其他数据处理软件调用。 2.3 数据保存

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采集数据以标准数据库的格式存储于工控机硬盘上（数据以日期时间、烟道号来区分）；根据需要可保持1年的原始采样数据和统计数据。 2.4 数据显示和系统工作状态显示

所有采集及生成的数据均能进行数据显示、实时数据趋势图显示、历史数据显示、故障显示。

2.5 数据打印 2.6 数据备份

包括主机和备机硬盘的备份。 3 CEMS数采及通讯冗余系统建设意义

依据国家相关脱硫电价考核规定，国家发改委、国家环保总局《关于印发燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法的通知》（发改价格（200711176号文）电厂2×1000 MW超超临界燃煤机组，加入脱硫设施正常投运情况下，由于CEMS数据采集与控制、通讯部分故障造成的数据丢失；根据宁电监价【2008】78号文件精神，自2009年起，脱硫监管数据全部以监管系统主站数据为准。 4 经济分析

1）对于除尘、脱硫、脱销设施正常投入运行的机组，因CEMS系统中数据采集、控制过程和通讯程序故障造成的数据丢失，在线监管系统直接判定为除尘、脱硫、脱销未投运。根据新的电价补贴考核政策，不投运除尘、脱硫、脱销的机组，单机负荷1 000 MW时1天考核36万元，单机负荷800 MW时1天考核28万元，单机负荷500 MW时1天考核1万元。 2）当日800 MW，应扣电价：（0.1分/100）×800 000 kW×24 h=19200元，即单机当日扣减电价约2万元/百分点。

脱硫、脱销、除尘设施正常运行，而CEMS数采通讯出现分时段，（即该时段投运率为0，脱硫效率为0）。脱硫设施正常投运CEMS数据采集、通讯正常，是当前常规燃煤火电厂环保工作。 参考文献：

[1]华电江苏能源有限公司.句容发电厂2号机组烟气超低排放改造工程CEMS技术协议[R].