专利名称：燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种监控管理系统，具体讲是涉及一种燃煤机组烟气脱硫联网实时监控， 实现对火电厂脱硫系统在线数据的采集、传输、处理、计算、分析、发布、共享等全过 程的数字化管理的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统。
技术背景目前火电厂减排二氧化硫的主要途径有煤炭洗选、洁净煤燃烧技术、燃用低硫煤 和烟气脱硫。根据我国国情，烟气脱硫是火电厂控制二氧化硫排放的主要途径。随着国 家科学发展观的确立，国家对环境保护的重视和排污收费机制的建立，烟气排放连续监 测系统(CEMS系统Continuous Emissions Monitoring System)已经成为火电厂进行生产排放控制的必要环节和相关部门用于烟气污染物排放计量不可或缺的依据。由于脱硫系统国产化水平低、工程投资大、运行费用高，造成电厂不愿进行脱硫改 造、低价竞标甚至上了脱硫设施而不运行。经过调查显示，尽管全省许多燃煤电厂安装 了脱硫系统与烟气排放连续监测系统，但由于这些系统不联网，形成了一个个"信息孤 岛"，导致许多企业烟气脱硫设施不运转，还享受着脱硫优惠电价的经济政策。要充分发 挥烟气脱硫投资效能，就必须打破燃煤电厂烟气排放连续监测系统的"信息孤岛"格局， 通过建立与火电厂烟气排放连续监测系统联网的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理 系统，把企业脱硫设施运行状况和排污染情况纳入全社会监管的"视力范围"。 发明内容本发明的目的是运用自动控制与分析、现代通讯、互联网、数据库等先进技术，以 服务于烟气脱硫实时监控及信息管理业务为主要目的，通过对火电厂脱硫系统在线数据 的采集、传输、处理、计算、分析、发布、共享等全过程的数字化管理，逐步建立一个 分布于江苏省的、对火电厂脱硫设施运行实施有效、长效管理与决策提供服务的，具有 先进水平的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统。为了实现上述的目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的
燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统是一套基于Web结构、实时通讯的在线 监控系统，用以提高监管部门对火力发电厂脱硫设施与排污指标监察的水平与针对性， 强化监察快速反应能力，使管理部门实时共享监控信息资源，并为建设集监测、监控、 监管一体化的环境信息综合平台奠定基础。本发明的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，包含现场数据采集层、通讯 网络层及监控中心层，其中所述的(1) 现场数据采集层包含各种传感器，数据采集卡以及工业控制计算机；其主要安装于电厂监测点现场， 负责采集各种污染物数据和设备运行状态以及相关辅助参数数据，控制系统设备正常运 行；(2) 通讯网络层包含数采与通讯组件；负责完成对各种不同厂家系统的数据采集，然后按照通讯规 约进行封装，通过网络将各种参数传输至监控中心层；(3) 监控中心层本层是整个系统的核心部分。主要包括通讯服务器、实时数据库服务器、历史数据库服务器、分析计算服务器、WEB服务器、应用服务器、采集服务器、核心交换机、工作 站及其他各种相关设备和软件，相互之间通过数据线进行联接；所述的通讯服务器负责 对各监测点进行监测数据采集，所述的实时数据库服务器进行各种原始数据的存储，所 述的历史数据库服务器进行统计数据、计算数据以及相关数据的存储记忆，所述的应用 服务器完成各种相关的应用功能的实现，WEB服务器负责最终的数据展现。各相关部门以 及被监测的企业可以通过Internet以浏览器方式根据自己的权限获得各自的数据信息。前述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于所述的数据采集卡 也可以是PLC、单片机等数据采集与控制设备。前述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于所述的通讯网络层， 基于TCP/IP网络传输协议，通过COM组件的方式完成对各种不同厂家CEMS系统的数据 采集、打包和传输。前述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于所述的通讯网络层， 统调电厂的数据经省调ATM传输，再传送至监控中心层；非统调电厂的数据经公网VPN 直接传输至监控中心层。前述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于所述的通讯服务器、 分析计算服务器和应用服务器都采用集群方式，保证系统的高性能和高可用性。前述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于所述的监控中心层 还包含大屏幕显示设备。前述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于所述的监控中心层 还包含打印机。本发明的有益效果是本发明针对脱硫电价考核以前缺乏量化依据的难点，设计了 本系统；同时在项目实施过程中根据一般监测平台设计过程中经常的实施性、稳定性、 扩展性等主要问题，采用了技术手段进行了良好的解决。(1)、系统借鉴过程控制、锅炉、环保等专业知识，对脱硫系统的投运率、脱硫效 率、排放浓度等业务数据进行样本分析，对脱硫系统运行工况、水平进行系统辩识，为 脱硫监管提供了量化标尺。(2) 、数采及通讯组件采用基于NT Service技术的在线服务软件，提供了现场数据 采集与打包，通过网络将数据传输至主站，各CEMS厂商可以运用该软件的标准COM接口 进行快速数据接入。(3) 、可实时监控组态，对污染源监控系统的现场工艺流程及显示参数进行配置，以 形成在线监控所需要的组态画面。工艺图组态工具基于页面技术，在浏览器工作模式下 使用，完全支持可视化功能的图形组态编辑器，可以完成排污企业平面示意图和生产工 艺图的制作。图3是经过组态工具组态后的烟气脱硫实时监控图。
图l是本发明的系统逻辑结构图；图2是本发明的系统物理网络拓扑图；图3是经过组态工具组态后的烟气脱硫实时监控图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作具体的介绍图l是本发明的系统逻辑结构图；图2是本发明的系统物理网络拓扑图。如图所示， 本发明的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，包括现场数据采集层、通讯网络 层及监控中心层三层。现场数据采集层作为系统最基本的部分，安装于各企业监测点的现场，它包括各种 传感器、现场分析仪表、数据采集卡、通讯等设备、工业控制计算机及保证这些设备能 安全、可靠工作的必需设施。CEMS系统通过采样器材将烟气从烟道中抽出过滤，进行伴 热保温送到分析机柜，然后快速冷凝脱水，再将气体送入分析仪表。分析仪表分析出污 染物指标通过通讯或者硬接线方式将污染物指标传输至数据采集与控制系统，转换为数字信号后与现场工业控制计算机通讯。CEMS系统同时对污染物的流速、湿度以及其他相 关参数进行数据采集。辅助测点信号也通过CEMS系统的数据采集系统进入工业控制计算 机。工业控制计算机通过数据采集与控制系统对CEMS系统的各种泵、风机、阀等各种设 备进行控制，以确保烟气排放连续监测系统的正常运行。通讯网络层通过COM组件的方式完成对各种不同厂家CEMS系统的数据釆集，是基于 NTService技术的在线服务软件，提供了现场数据采集与打包，通过网络将数据传输至主 站，各CEMS厂商可以运用该软件的标准COM接口进行快速数据接入。该服务基于TCP/IP 网络传输协议，封装了通讯规约。数采与通讯组件具备以下功能1. 实时接收CEMS系统传输过来的数据；2. 具备历史数据的存储功能；3. 实现数据向监控中心的传输；4. 接收监控中心指令信号进行校时、数据补调等功能。监控中心层是整个系统的控制和管理中心。该中心由数据处理层和业务管理层构成， 数据处理层负责数据采集和数据计算，业务管理层负责业务管理流程和数据WEB发布。 该中心通过数据处理层收集所有监测点的监测数据加以处理，业务管理层将这些数据通 过WEB发布，监督脱硫系统的运行状况并对所有脱硫装置进行月度考核。各相关部门及 相关企业可通过浏览器查询各种相关数据。监控中心的设备保证本系统可以正常运行并 留有发展余地。包括通讯服务器、实时数据库服务器、历史数据库服务器、分析计算服 务器、WEB服务器、应用服务器、采集服务器、核心交换机、工作站、监控专用计算机、 通讯设备、不间断电源、打印机以及相关设备、大屏幕显示设备等。现场的采集数据通过现场通讯服务软件传送给主站的通讯服务软件；主站通讯服务 软件解析接受到的数据包，按照一定的数据格式写入实时数据库；通过实时计算软件将 实时数据进行数据分析和统计，将统计结果和事件数据写入历史数据库。业务计算软件基于计算模型进行进一步的业务计算和汇总统计处理，提供业务分析指标的在线处理；系统以此为基础结合各职能部门的管理模式，创建业务数据分析模型,通过统计分析服务提供对不同业务分析主题的数据。以上己以较佳实施例公布本发明如上，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
权利要求
1、燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，包括现场数据采集层、通讯网络层及监控中心层，所述的(1)现场数据采集层包含各种传感器、分析仪表、数据采集卡以及工业控制计算机，相互之间通过数据线进行联接；其安装于电厂监测点现场，负责采集各种污染物数据和设备运行状态以及相关辅助参数数据，控制系统设备正常运行；(2)通讯网络层包含数采与通讯组件；负责完成对各种不同厂家系统的数据采集，然后按照通讯规约进行封装，通过网络将各种参数传输至监控中心层；(3)监控中心层包括通讯服务器、实时数据库服务器、历史数据库服务器、分析计算服务器、WEB服务器、应用服务器、采集服务器、核心交换机、工作站，相互之间通过数据线进行联接；所述的通讯服务器负责对各监测点进行监测数据采集，所述的实时数据库服务器进行各种原始数据的存储，所述的历史数据库服务器进行统计数据、计算数据以及相关数据的存储记忆，所述的应用服务器完成各种相关的应用功能的实现，所述的WEB服务器负责最终的数据展现。
2、 根据权利要求1所述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于 所述的数据采集卡也可以是PLC、单片机等数据采集与控制设备。
3、 根据权利要求1所述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于 所述的通讯网络层，基于TCP/IP网络传输协议，通过COM组件的方式完成对各种不同厂 家CEMS系统的数据采集、打包和传输。
4、 根据权利要求1所述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于 所述的通讯网络层，统调电厂的数据经省调ATM传输，再传送至监控中心层；非统调电 厂的数据经公网VPN直接传输至监控中心层。
5、 根据权利要求1所述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于 所述的通讯服务器、分析计算服务器和应用服务器都采用集群方式。
6、 根据权利要求1所述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于 所述的监控中心层还包含大屏幕显示设备。
7、 根据权利要求1所述的燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，其特征在于 所述的监控中心层还包含打印机。
全文摘要
本发明涉及一种燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统，包括现场数据采集层、通讯网络层及监控中心层，其通过对火电厂脱硫系统在线数据的采集、传输、处理、计算、分析、发布、共享等全过程的数字化管理，运用统计学原理，结合过程控制、锅炉、环保等专业知识，对脱硫系统的投运率、脱硫效率、排放浓度等数据进行样本分析，构建一套基于Web结构、实时通讯的在线监控系统。本发明用于对火电厂脱硫设施运行实施有效、长效管理，能真实、准确地反映了燃煤脱硫机组脱硫系统的综合运行水平，为脱硫设施运行监管考核提供了量化标尺。
文档编号B01D53/74GK101157006SQ20071002540
公开日2008年4月9日 申请日期2007年7月27日 优先权日2007年7月27日
发明者孙栓柱, 蒯狄正, 郑海雁, 钱立军 申请人:江苏方天电力技术有限公司