提高機(jī)組環(huán)保傳輸設(shè)備通信信號強度的研究

趙翠蘭

（淮浙煤電有限責(zé)任公司鳳臺發(fā)電分公司，安徽 淮南 232000）

0 引 言

國家為鼓勵電廠鍋爐廢氣達(dá)標(biāo)排放，對達(dá)標(biāo)排放時段內(nèi)的上網(wǎng)電量返還一定的補貼，涉及環(huán)保電價補貼項目為：SO2補貼1.5分/kW·h，NOx補貼1分/kW·h，煙塵補貼0.2分/kW·h[1]。當(dāng)污染物濃度超標(biāo)1倍以內(nèi)或免責(zé)時，沒收環(huán)保電價補貼。當(dāng)污染物濃度超過1倍以上時，處2倍以上5倍以下罰款。發(fā)電機(jī)組上網(wǎng)電量達(dá)到超低排放濃度限值的（三項污染物均達(dá)到）時段，超低排放補貼1分/kW·h。具體執(zhí)行細(xì)則如下：超排電量≥99%機(jī)組上網(wǎng)電量，該季度超排電量補貼按上網(wǎng)電量的100%執(zhí)行；80%機(jī)組上網(wǎng)電量≤超排電量＜99%機(jī)組上網(wǎng)電量，該季度超排電量補貼按其上網(wǎng)電量乘以符合超低限值的時間比率扣減10%的比例計算；超排電量＜80%機(jī)組上網(wǎng)電量，該季度不享受超排電價補貼政策[2]。

國家目前規(guī)定煙氣污染物環(huán)保達(dá)標(biāo)排放濃度限值如表1所示。

表1 環(huán)保電價排放限值

某電廠執(zhí)行更嚴(yán)格的煙氣污染物超低排放濃度限值如表2所示。

表2 超低排放電價限值

1 系統(tǒng)概況

環(huán)保數(shù)據(jù)越嚴(yán)格對環(huán)保設(shè)施的要求就越高。某電廠660 MW超臨界機(jī)組2015年10月投產(chǎn)，煙氣排放滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)。脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法技術(shù)工藝，主要作用是去除煙氣中的SO2、SO，控制煙囪入口SO2濃度不大于35 mg/Nm3。除塵系統(tǒng)采用電袋復(fù)合除塵器，除塵穩(wěn)定，性能優(yōu)異，能有效控制含塵量。脫硝系統(tǒng)采用SCR煙氣脫硝技術(shù)，在催化劑作用下，利用氨氣作為還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為無害的氮氣和水，達(dá)到脫除煙氣中的NOx的目的。CEMS系統(tǒng)由氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集處理與通信子系統(tǒng)組成。總排口煙氣分析儀采用安徽藍(lán)盾光電子股份有限公司的YDZX-02抽取式煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。傳輸設(shè)備采用安徽華脈科技發(fā)展有限公司的HM-802-Ⅱ智能數(shù)據(jù)采集處理器，實時采集各項參數(shù)，生成各濃度值對應(yīng)的干基、濕基及折算濃度[3]，并生成符合環(huán)保主管部門要求的數(shù)據(jù)表格報告，通過無線方式分別傳輸至企業(yè)污染源監(jiān)控中心（中心站）和環(huán)保主管部門。

2 智能數(shù)據(jù)采集處理器簡介

HM-802-Ⅱ智能數(shù)據(jù)采集處理器由5個部分硬件組成，嵌入式主板（HM-100E）、數(shù)據(jù)采集單元（HM-101）、通信及接口和供電單元（HM-SJCJ101-T）、顯示單元（HM-102S）及操作單元（HM-103K）。通信單元提供GPRS移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，是通用分組無線服務(wù)技術(shù)的簡稱，屬于第二代移動通信中的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，即2G信號。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。理論帶寬可達(dá)171.2 kb/s，實際應(yīng)用帶寬大約在10～70 kb/s，在此信道上提供連接。GPRS在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供TCP/IP連接，可以用于INTERNET連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用[4]。GPRS技術(shù)提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。HM-802-Ⅱ智能數(shù)據(jù)采集處理器通過GPRS模塊提供的標(biāo)準(zhǔn)RS232串口與HM-100E嵌入式模塊連接實現(xiàn)通信，應(yīng)用程序在HM-100E嵌入式模塊中運行。標(biāo)準(zhǔn)RS232接口還供終端設(shè)備與之相連，實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控信息系統(tǒng)的傳輸聯(lián)網(wǎng)。

3 智能數(shù)據(jù)采集處理器運行中存在的問題

安徽華脈科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的HM-802-Ⅱ智能數(shù)據(jù)采集處理器，利用GPRS2G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)的無線傳輸。但HM-802-Ⅱ智能數(shù)據(jù)采集處理器經(jīng)常出現(xiàn)持續(xù)的連接IP或顯示無網(wǎng)絡(luò)等異常狀態(tài)，嚴(yán)重影響環(huán)保數(shù)據(jù)的傳輸效率。有損潔凈電廠環(huán)保電廠的社會形象。同時，機(jī)組部分電量不能享受超低排放電價，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。

4 智能數(shù)據(jù)采集處理器頻繁掉線原因分析

HM-802-Ⅱ智能數(shù)據(jù)采集處理器GPRS信號強度最大值顯示為31，低于10時一般會出現(xiàn)通信異常。檢查現(xiàn)場信號，發(fā)現(xiàn)某廠3號機(jī)組總排口CEMS小室區(qū)域GPRS信號較弱，造成環(huán)保數(shù)據(jù)上傳設(shè)備頻頻掉線。由于機(jī)組總排口CEMS小室建在0 m層，周圍煙囪、煙道及鍋爐房等高建筑設(shè)施較多，手機(jī)信號較差，因此決定對機(jī)組無線信號優(yōu)化放大，提高信號強度。

5 提高信號強度措施

（1）HM-802-Ⅱ智能數(shù)據(jù)采集處理器盡量選擇移動信號較好的地點安裝，以保證GPRS通信正常。安裝前可以用具有GPRS功能的手機(jī)進(jìn)行信號好壞的測試。

（2）HM-802-Ⅱ智能數(shù)據(jù)采集處理器安裝場所要求：無爆炸性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性及腐蝕性塵埃。

（3）HM-802-Ⅱ智能數(shù)據(jù)采集處理器的接地最好不要與電力設(shè)備的接地裝置或防雷接地裝置合用，并盡可能相距遠(yuǎn)些。

（4）HM-802-Ⅱ智能數(shù)據(jù)采集處理器遠(yuǎn)離強功率無線電發(fā)射臺、雷達(dá)發(fā)射臺及高頻大電流設(shè)備。

（5）在25 m高的煙囪入口煙道上加裝喜康GSM900信號增強設(shè)備，調(diào)整確定天線朝向，將高處的信號加強后引入小室。

（6）喜康GSM900連接到戶外的GPRS信號線。為了達(dá)到更好的防雷擊效果，用戶也可以考慮在信號線的輸入端增加專門的避雷裝置。

6 改造效果及結(jié)論

通過本次改造，到目前為止，某廠3號機(jī)組環(huán)保數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備通信良好，信號強度一直保持在31左右，沒有再發(fā)生掉線情況，減少了數(shù)采儀通信故障缺陷率，節(jié)省了人力物力。

充分保證了環(huán)保數(shù)據(jù)有效傳輸率，大大減少因通信異常造成環(huán)保數(shù)據(jù)丟失的情況，為環(huán)保工作和享受超低排放電價加價政策做出貢獻(xiàn)。

根據(jù)省物價局通告，某廠3號機(jī)2016年1季度被認(rèn)定的超低排放時間為1 567 h，占機(jī)組發(fā)電小時的96.93%。按照國家發(fā)改委執(zhí)行超低排放電價文件精神，3號機(jī)超低電量扣減10%，按86.93%的電量享受超低排放電價加價政策。結(jié)合某廠1季度3號機(jī)上網(wǎng)電量為7.23228×108kW·h，計算得到未被認(rèn)定的電量造成的損失電價為：

3號機(jī)損失電價=7.23228×108kW·h×（1-86.93%）×0.01 元 /kW·h=950 912元

為了直觀地分析，造成無效數(shù)據(jù)時間的原因如表3所示。

表3 造成無效數(shù)據(jù)時間的原因表

其中，通信異常造成第二項平臺小時數(shù)據(jù)丟失和第五項CEMS異常或附屬設(shè)備異常造成無小時均值。由此可以計算出因通信異常造成的超低排放補貼電價損失為：

3號機(jī)通信異常損失電價=7.23228×108kW·h×（1-86.93%）×0.01元 /kW·h×（1.55+0.99）/(0.19+1.55+0.12+0.25+0.99)=779 134元

表4為3號機(jī)組環(huán)保數(shù)據(jù)傳輸異常造成超低排放電價損失的經(jīng)濟(jì)匯總表。

表4 經(jīng)濟(jì)匯總表

7 結(jié) 論

本次改造使得環(huán)保數(shù)據(jù)無線傳輸設(shè)備得以長周期穩(wěn)定運行，大大提高了電廠環(huán)保數(shù)據(jù)傳輸有效率。該項改造投資成本小，效果明顯，且改造后實現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)效益雙高，適合推廣。