火电机组烟气排放监测平台电厂端采集子系统技术规范0330.docx
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火电机组烟气排放监测平台电厂端采集子系统技术规范0330
火电机组烟气排放监测平台电厂侧采集系统
技术规范
(试行)
河南电力调度控制中心
二〇一五年三月
目录
1目标范围及总体要求4
1.1目标4
1.2范围4
1.3系统总体要求5
2规范性引用文件5
2.1引用标准与规范文件5
2.2其它相关要求6
3术语和定义6
3.1烟气排放连续监测系统7
3.2脱硫设施7
3.3除尘设施7
3.4排放超限时段7
3.5排放超限时段电量7
3.6排放超限时段小时均值电量7
3.7河南电网火电机组烟气排放监测平台8
3.8调度侧主站系统8
3.9电厂端采集子系统8
3.10综合通信管理终端8
3.11采集设备8
3.12通信设备8
4系统结构9
4.1主系统结构9
4.2子站系统结构9
4.3子站系统配置及要求10
5信息交换11
5.1火电机组供热监测数据采集测点基本信息表11
5.2火电机组脱硫监测数据采集测点基本信息表12
5.3火电机组脱硝监测数据采集测点基本信息表14
5.4火电机组除尘监测数据采集测点基本信息表14
5.5CEMS系统状态采集测点基本信息表15
6系统功能和性能要求15
6.1总体要求15
6.1.1标准性15
6.1.2可扩展性15
6.1.3可维护性16
6.1.4安全性16
6.2性能指标16
6.3系统功能需求16
6.3.1实时数据采集17
6.3.2数据处理17
6.3.3数据分析17
6.3.4历史数据管理18
6.3.5数据计算功能18
6.3.6人工录入数据上报18
6.3.7历史数据召唤18
6.3.8量测告警18
6.3.9通道状态监视19
6.3.10综合终端运行状态监视19
6.3.11转发数据监视功能19
6.3.12界面要求19
7接口及通信20
7.1综合终端与电厂DCS系统的通信接口20
7.2综合终端与主站系统的通信接口20
7.3综合终端与采集装置通信接口20
7.4通信方式与二次安全防护21
8系统配置21
8.1系统配置原则21
8.2应用软件配置21
8.3设备配置21
8.3.1综合终端21
8.3.2操作员站22
8.3.3采集装置22
8.3.4局域网交换机23
8.3.5纵向加密认证装置23
8.3.6其它设备23
8.4本体配置清单24
8.5配套配置清单26
1目标范围及总体要求
1.1目标
河南电网火电机组烟气排放监测平台是根据国家环保部、国家电网公司颁发的相关《通知》及《管理办法》而建设的,用于对河南省内各火电机组的环保电价及环保设施的在线监控、热电机组的以热定电管理、发电调度运行考核及辅助服务补偿、以及机组节能环保综合排序及节能发电调度等关键业务提供计算、编制与决策的重要依据。
电厂侧采集系统是烟气排放监测平台的配套子系统,主要完成各火电机组的供热、脱硫、脱硝、除尘参数及其相关数据的采集、处理、存储及统计分析,并向主站系统传送调控中心及环保部门所需要的监测数据。
同时,通过利用调控中心主站端和发电厂端现有的系统资源,不仅实现利旧,而且通过整合发电厂与调控中心之间的应用功能、及管理流程,理顺厂网之间的信息互动、信息上报及信息发布,以构建和谐、统一、规范的厂网信息互动平台。
1.2范围
本规范规定了河南电网火电机组烟气排放监测平台电厂端采集子系统应遵循的技术规范。
本规范用于规范河南电网火电机组烟气排放监测平台电厂端采集子系统的设计、建设和运行管理工作,适用于河南电网火电机组烟气排放监测平台电厂端采集子系统的功能要求及工程实施,包括系统结构、功能设计、性能指标、安全防护、信息采集、传输等方面的通用技术要求。
本规范所涉及的电厂其它调度自动化设备(子系统)配置,其技术要求和信息接入规范应按常规发电厂设计,遵循《并网发电厂调度自动化设备(子系统)配置规范和信息接入规范》要求。
本规范适用于接入河南电网的统调电厂火电机组烟气排放监测平台电厂端采集子系统,非统调电厂火电机组烟气排放监测平台电厂端采集子系统可参照执行。
1.3系统总体要求
火电机组烟气排放监测平台采用D5000采集模块,安装部署在调度二区,北京科东电力控制系统有限公司负责采集处理电厂端采集子系统所上传的各类环保数据(包括:
供热、脱硫、脱硝、除尘、CEMS等),同时将所采集的信息提供给D5000调度计划及安全校核软件以进行统计分析并综合利用。
如下图。
烟气排放监测平台主站的输入来源主要来自在发电厂本地建设的电厂端采集子系统,两个系统之间通过调度二区非实时交换网络进行数据通信,通讯方式为104规约。
2规范性引用文件
2.1引用标准与规范文件
下列标准中的条款通过本技术规范的引用而成为本技术规范的条款,凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用本规范,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB2887-89计算机场地技术条件
GB/T13829远程终端通用技术条件
DL/T5149-2001220-500kV变电所计算机监控系统设计技术规程
DL/T634.5101-2002远动设备及系统第5101部分:
传输规约基本远动任务配套标准
DL/T634.5104-2009远动设备及系统第5-104部分:
传输规约采用标准传输协议集的IEC60870-5-101网络访问
DL/T5003-2005电力系统调度自动化设计技术规程
DL/T1040-2007电网运行准则
电监会5号令电力二次系统安全防护规定
发改价格[2014]536号国家发展改革委环境保护部关于印发《燃煤发电机组环保电价及环保设施运行监管办法》的通知
国家电网调〔2014〕824号国家电网公司关于加强火电机组烟气排放监测功能平台建设的指导意见
调自【2010】39号并网发电厂调度自动化设备(子系统)配置规范和信息接入规范
2.2其它相关要求
(1)当标准、规范之间存在差异时,应按要求高的标准执行。
如果选用本规范书规定以外的标准时,所替换标准须相当于或优于本规范书规定的标准。
(2)安全产品必须是经国家安全测评认证中心认证、具备自主版权的国产安全技术产品,必须能与国家电网公司认证的物理隔离设备接口。
3术语和定义
下列术语和定义适用于本规范。
3.1烟气排放连续监测系统
对固定污染源排放的污染物进行连续地、实时地跟踪测定,连续测定颗粒物和/或气态污染物浓度和排放率所需要的全部设备。
一般由采样、测试、数据采集和处理等子系统组成。
3.2脱硫设施
脱除烟气中二氧化硫(SO2)的装置。
3.3除尘设施
治理烟尘污染的系统工程,由烟道、除尘器、风机以及系统辅助装置组成。
3.4排放超限时段
火电机组二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物排放浓度小时均值超过限值要求的时段,按污染物类型分别进行统计。
3.5排放超限时段电量
火电机组某一类污染物排放超过限值要求的时段内,该机组所产生的发电量。
3.6排放超限时段小时均值电量
火电机组某一类污染物排放超过限值要求的时段内,以日超限小时数乘以该机组日小时平均发电量计算所得的合计电量。
3.7河南电网火电机组烟气排放监测平台
河南电网火电机组烟气排放监测平台简称系统,包括调度侧主站系统、传输通道、电厂端采集子系统。
3.8调度侧主站系统
调度侧主站系统简称主站,是整个系统管理中心,管理全系统的数据传输、数据处理和数据应用以及系统运行和系统安全,并管理与其它系统的数据交换。
3.9电厂端采集子系统
电厂端采集子系统简称子站,子站是河南电网火电机组烟气排放监测平台安装在电厂侧的综合通信管理终端、采集设备、通信设备等设备的集合。
3.10综合通信管理终端
综合通信管理终端简称综合终端,专用于电厂侧火电机组信息采集的终端设备,完成火电机组供热、脱硫、脱硝、除尘参数及其相关数据的采集、处理、存储并向主站传送采集的数据和信息,是子站的核心设备。
3.11采集设备
采集、处理电量、供热数据、供热参数、脱硫数据、脱硝数据、除尘数据或其它信息,并能与综合终端进行数据交换的装置。
3.12通信设备
分为现场通信设备和调度数据网通信设备。
现场通信设备指与现场采集设备、表计、综合终端等设备进行通信的设备。
调度数据网通信设备指电厂与河南电力调度控制中心安全II区调度数据网通信的路由器、交换机等通信设备。
4系统结构
4.1主系统结构
主系统由主站、子站和传输通道三部分组成。
系统总体结构见图A。
主站负责采集,处理各子站信息;子站负责采集现场DCS系统、脱硫、脱硝、除尘设施、表计等设备的数据,进行统计计算等处理并将这些信息上传到主站;传输通道:
主站和子站通信应通过调度数据网传输,应满足调度数据网建设及二次系统安全防护相关要求配置相关设备。
图A系统总体结构图
4.2子站系统结构
子站由综合终端、采集设备、通信设备等组成。
所有子站设备必须满足冗余配置、热备用要求。
子站通过采集装置完成信息的采集,采集装置直接或通过现场通信设备间接与综合终端通信,综合终端完成信息的处理、统计等,通过调度数据网与主站通信。
调度数据网(安全II区)设备包括路由器、交换机和纵向加密认证装置,调度数据网及子站结构示意图见图B。
图B调度数据网及子站结构示意图
4.3子站系统配置及要求
电厂应配置的设备包括综合终端、操作员工作站、现场通信设备、机组信息采集装置、调度数据网设备(路由器、交换机)及二次系统安全防护(纵向加密认证装置)等。
综合终端安装在电厂当地,与现场各机组DCS系统、脱硫、脱硝、除尘设施、当地监控系统、采集装置、表计等设备通信读取实时信息,对实时信息定时采样形成历史数据存储在综合终端中,并将实时数据通过调度数据网上传到主站,同时支持主站召唤其存储的历史数据。
子站系统既可以一体化设计,集中组屏,也可以按功能综合配置,分布安装。
整个电厂的实时数据仅通过综合终端与主站通信,完成数据采集、数据处理、数据通信等功能。
5信息交换
本规范主要对子站以及其与电厂监控系统、DCS系统、脱硫设施、脱硝设施、除尘设施、现场表计和主站等信息交换做具体要求。
电厂机组信息上传主要通过综合终端完成,信息直采直送,通信通道采用调度数据网,以网络模式传输。
综合终端应支持DL/T634.5101-2002、DL/T634.5104-2009、DL/T719-2000、CDT451-91、MODBUS、OPC、CAN等通信规约和协议,完成与厂站内各种信息交换及与主站的数据通信。
厂站内相关设备至少支持以上通信规约和协议的一种,完成与综合终端的信息交换。
火电机组供热、脱硫、脱硝及除尘采集信息明细应满足以下所列信息,可根据各地电厂侧建设情况及主站应用功能建设需求加以适当扩展。
当地环保部门有烟气排放监测信息采集要求的,应按照环保部门要求选择补充采集信息。
所采集的信息原则上应与环保部门所采集测点信息源端唯一。
5.1火电机组供热监测数据采集测点基本信息表
(1)实时监测数据
采集的数据和参数基本内容(系统采集的火电机组供热量测点信息确定原则是:
每台机组各个缸单独的供热焓和该蒸汽的回水焓)如下表:
序号
传送参数
单位
类型
用途
1
机组负荷
MW
实时数据
热负荷监视、实时调度、统计电量构成等
2
主汽流量
t/h
实时数据
热负荷监视及实时调度
3
工业抽汽流量
t/h
实时数据
热负荷监视及实时调度
4
工业抽汽压力
MPa
实时数据
热负荷监视及实时调度
5
工业抽汽温度
℃
实时数据
热负荷监视及实时调度
6
采暖抽汽流量
t/h
实时数据
热负荷监视及实时调度
7
采暖抽汽压力
MPa
实时数据
热负荷监视及实时调度
8
采暖抽汽温度
℃
实时数据
热负荷监视及实时调度
9
热网加热器疏水温
℃
实时数据
热负荷监视及实时调度
10
补水温度
℃
实时数据
热负荷监视及实时调度
11
补水流量
t/h
实时数据
热负荷监视及实时调度
12
排汽压力
kPa
实时数据
热负荷监视及实时调度
13
排汽温度
℃
实时数据
热负荷监视及实时调度
14
工业抽汽调节阀或旋转隔板开度
%
实时数据
热负荷监视及供热运行佐证
15
采暖抽汽旋转隔板或供热蝶阀开度
%
实时数据
热负荷监视及供热运行佐证
16
发电有功功率
MW
实时数据
积分计算包含厂用电在内的实际发电量
17
发电有功功率
MW
实时数据
非供热机组需要该数据用于核算烟气流量大小
18
发电机开关状态
并网或离线
实时数据
热负荷监视及实时调度
注:
1.以上各运行参数为单台机组数据;
2.各机组的工业抽汽、采暖抽汽如为多级,则各级抽汽均应监测温度、压力、流量;
3.不同机组由于其热力系统的差异,其实际测点要求也会有所不同。
实际采集的测点应由有资质的单位确定;
4.入炉煤低位发热量:
(kJ/kg由电厂化验所得,电厂人工录入);
5.热电比:
热电比=供热量/(供电量×3600千焦/千瓦时)×100%;
6.热效率:
热效率=(供热量+供电量×3600千焦/千瓦时)/(燃料总消耗量×燃料单位低位热值)×100%;
7.发电量:
有功积分(kWh);
8.供电量:
供电量=机组上网电量(即高压侧电量)(kWh)。
(2)非实时上报的参数和资料
类别
类型
具体要求
备注
其它设备参数
电厂固定参数
锅炉效率、厂内热网效率、机组编号及容量,最大电负荷限制、起始供热负荷限制、各段供热抽汽流量限制、汽轮机最大连续出力流量限制、自然升压区限制、中压缸排汽限制、低压缸排汽限制、机组机电效率等。
电厂运行参数
汽轮机制造厂供热工况图;汽轮机制造厂热力特性计算书;汽轮机产品说明书等。
注:
1.不同机组由于其热力系统的差异,其所需资料和参数也会有所不同。
资料、参数应由有资质的单位确定。
5.2火电机组脱硫监测数据采集测点基本信息表
(1)湿法脱硫统计信息
序号
测点名称
单位
采集源
数据类型
1
脱硫设施进/出口二氧化硫浓度
mg/m3
CEMS
模拟量
2
脱硫设施进/出口烟气含氧量
%
CEMS
模拟量
3
烟气温度
℃
CEMS
模拟量
4
净烟气流量
万m3/h
CEMS
模拟量
5
旁路挡板门启停状态
DCS
开关量
6
增压风机电流
A
DCS
模拟量
7
氧化风机电流
A
DCS
模拟量
(2)循环流化床炉内喷钙脱硫统计信息
序号
测点名称
单位
采集源
数据类型
1
自动添加脱硫剂系统输送风机电流
A
DCS
模拟量
2
二氧化硫排放浓度
mg/m3
CEMS
模拟量
3
烟气含氧量
%
CEMS
模拟量
4
烟气温度
℃
CEMS
模拟量
5
烟气流量
万m3/h
CEMS
模拟量
6
石灰石仓料位
M
DCS
模拟量
(3)循环流化床炉前炉内喷钙脱硫
序号
测点名称
单位
采集源
数据类型
1
自动添加脱硫剂系统输送风机电流
A
DCS
模拟量
2
二氧化硫排放浓度
mg/m3
DCS
模拟量
3
烟气含氧量
%
DCS
模拟量
4
(循环硫化床的)烟气温度
℃
DCS
模拟量
5
烟气流量
万m3/h
DCS
模拟量
6
石灰石仓料位
m
DCS
模拟量
7
石灰石给料机电流
A
DCS
模拟量
(4)循环流化床炉后炉内喷钙脱硫
序号
测点名称
单位
采集源
数据类型
1
自动添加脱硫剂系统输送风机电流
A
DCS
模拟量
2
二氧化硫排放浓度
mg/m3
DCS
模拟量
3
烟气含氧量
%
DCS
模拟量
4
(循环硫化床的)烟气温度
℃
DCS
模拟量
5
烟气流量
万m3/h
DCS
模拟量
6
石灰石仓料位
m
DCS
模拟量
7
石灰石给料机电流
A
DCS
模拟量
(3)其他脱硫工艺
序号
测点名称
单位
采集源
数据类型
1
烟气二氧化硫浓度
mg/m3
CEMS
模拟量
2
烟气含氧量
mg/m3
CEMS
模拟量
3
烟气温度
℃
CEMS
模拟量
4
烟气流量
万m3/h
CEMS
模拟量
5
反映脱硫设施运行相关参数
DCS
模拟量
6
反映脱硫剂投加相关参数
DCS
模拟量
5.3火电机组脱硝监测数据采集测点基本信息表
序号
测点名称
单位
采集源
数据类型
1
脱硝设施进/出口氮氧化物浓度
mg/m3
CEMS
模拟量
2
脱硝设施进/出口烟气含氧量
%
CEMS
模拟量
3
还原剂流量
m3/h或kg/h
DCS
模拟量
4
稀释风机电流
A
DCS
模拟量
5
氨逃逸浓度
ppm
DCS
模拟量
5.4火电机组除尘监测数据采集测点基本信息表
(1)电除尘
序号
测点名称
单位
采集源
数据类型
1
烟尘排放浓度
mg/m3
CEMS
模拟量
2
出口烟气含氧量
%
CEMS
模拟量
3
一次电压
V
DCS/PLC
模拟量
4
一次电流
A
DCS/PLC
模拟量
5
二次电压
kV
DCS/PLC
模拟量
6
二次电流
mA
DCS/PLC
模拟量
(2)袋式除尘
序号
测点名称
单位
采集源
数据类型
1
烟尘排放浓度
mg/m3
CEMS
模拟量
2
出口烟气含氧量
%
CEMS
模拟量
3
旁路挡板门启停状态
DCS/PLC
开关量
4
除尘器进出口压差
Pa
DCS/PLC
模拟量
5
消灰压力
MPa
DCS/PLC
模拟量
(3)湿法电除尘
序号
测点名称
单位
采集源
数据类型
1
烟尘排放浓度
mg/m3
CEMS
模拟量
2
出口烟气含氧量
%
CEMS
模拟量
3
一次电压
V
DCS/PLC
模拟量
4
一次电流
A
DCS/PLC
模拟量
5
二次电压
kV
DCS/PLC
模拟量
6
二次电流
mA
DCS/PLC
模拟量
5.5CEMS系统状态采集测点基本信息表
序号
测点名称
单位
采集源
数据类型
1
CEMS"零点标定"
CEMS
开关量
2
CEMS"系统故障"
CEMS
开关量
3
烟囱入口二氧化硫浓度
mg/m3
CEMS
模拟量
4
烟囱入口氮氧化物浓度
mg/m3
CEMS
模拟量
5
烟囱入口烟尘浓度
mg/m3
CEMS
模拟量
6
烟囱入口含氧量
%
CEMS
模拟量
7
烟囱入口烟气流量
万m3/h
CEMS
模拟量
6系统功能和性能要求
6.1总体要求
子站应采用开放式结构、提供冗余的、支持分布式处理环境的网络系统。
子站应具备信息采集、数据处理、系统监视、数据通信等基本功能。
子站应支持冗余热备用、1套工作,另1套热备用。
子站必须满足如下总体技术要求。
6.1.1标准性
应用国际通用标准通信规约,保证信息交换的标准化。
信息采集满足IEC60870系列、MODBUS等标准,支持DL/T634.5101-2002、DL/T634.5104-2009、DL/T719-2000、CDT451-91、CAN等通信规约和协议,适应异构系统间数据交换,可实现与多个主站、电厂内其它设备的数据通信。
6.1.2可扩展性
具有软、硬件扩充能力,包括增加硬件、软件功能和容量可扩充(机组数量、数据库容量等)。
6.1.3可维护性
具备可维护性,包括硬件、软件、运行参数三个方面,主要表现在:
(1)符合国际标准、工业标准的通用产品,便于维护;
(2)完整的技术资料(包括自身和第三方软件完整的用户使用和维护手册);
(3)简便、易用的维护诊断工具,可迅速、准确确定异常和故障发生的位置及原因;
(4)界面化维护工具,方便编辑电厂模型信息。
6.1.4安全性
系统安全必须满足《电力二次系统安全防护规定》的要求。
6.2性能指标
不低于以下指标:
(1)遥测量刷新时间:
从量测变化到综合终端上传≤3s,重要数据采样周期为1秒;
(2)遥信变位刷新时间:
从遥信变位到综合终端上传≤1s;
(3)历史数据采集频率≤5分钟,重要数据采样周期为1秒;
(4)历史数据存储时间≥半年。
(5)数据采集周期推荐为≤20秒,重要数据采样周期为1秒,(周期可设定)。
6.3系统功能需求
子站系统功能主要包括:
实时数据采集、数据处理、数据分析、历史数据管理、历史数据召唤、数据计算功能、人工录入数据上报、量测告警、通道和综合终端运行状态监视、转发数据监视、界面要求等。
应用功能结构图如下图所示。
6.3.1实时数据采集
包括但不限于以下功能:
(1)子站故障切换期间不丢失通信数据;
(2)向主站发送各种运行数据信息、计算数据、人工录入数据等。
6.3.2数据处理
包括但不限于以下功能:
(3)对量测值进行有效性检查,具有数据过滤、零漂处理、限值检查、死区设定、多源数据处理、相关性检验、均值及标准差检验等功能;
(4)对状态量进行有效性检查和误遥信处理,正确判断和上传事故遥信变位和正常操作遥信变位。
6.3.3数据分析
包括但不限于以下功能:
(5)应能实时监测机组供热、脱硫、脱硝和除尘设施的运行参数,并能通过人机界面形象直观地显示;
(6)应能统计火电机组污染物排放浓度小时均值及超限值时段;
(7)应能统计、计算、分析各电厂、机组供热、脱硫、脱硝和除尘设施的投运情况,并形成统计
6.3.4历史数据管理
包括但不限于以下功能:
(8)将现场采集的实时数据进行定时存储、统计、累计、积分等综合处理,并可进行检索和使用;
(9)历史数据内容至少保存半年;
(10)能够按照河南电力调度控制中心要求生成相关报表并上传至主站。
6.3.5数据计算功能
包括但不限于以下功能:
(11)系统支持各种常规运算、派生计算和自动计算能力,并具有与系统相匹配的高速运算速度;
(12)可以根据用户指定的方法进行统计计算。
6.3.6人工录入数据上报
包括但不限于以下功能:
(13)提供友好的交互界面,
- 配套讲稿:
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- 火电 机组 烟气 排放 监测 平台 电厂 采集 子系统 技术规范 0330
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