石化行业在线监控管理系统的设计与研发

杨文玉

中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院 （山东青岛 266071）

当前,石油化工行业面临着国内外越来越严格的环境约束，为了实现对重点污染源的监督管理，提高污染源自动监控工作水平[1]，大型国有企业相继启动了污染源在线监测系统的建设工作[2]。针对目前固定污染源在线监测存在的问题[3-4]，设计开发了一套适合石化行业现状的在线监控管理系统，借助互联网+环保技术，可有效推进环保管理的规范化、精细化和信息化，为企业污染源管理提供有力的抓手。

1 在线监控系统功能简介

针对废水外排口、锅炉烟气、催化裂化再生烟气、硫磺装置尾气等重点污染源，完成在线监控系统的功能设计[5]，主要包括7大模块——地理信息系统（GIS）展示、基础管理模块、现场端综合管理模块、数据审核模块、实时监控模块、统计分析和统计报表模块，可实现企业国控、省控、市控及其他污染源监测点的规范化、信息化管理，可实现监测点实时监控及超标预警等功能。系统功能架构具体见图1。

1.1 GIS展示

GIS集图形图像信息、地理位置信息、文本信息于一体，实现了实时、直观、动态、可视化的监测点污染源分析和监控，能总体展示集团联网点总数及废水、废气联网点数,快捷查看企业监测点污染源信息及历史数据变化曲线图。

1.2 基础管理功能模块

基础管理功能模块由数据字典、监测点信息维护、应用标准维护、设备档案4个子功能模块组成，可实现企业监测点的规范化、信息化管理。

数据字典可实现在线监测系统各种参数的设置，监测点信息维护实现对企业污染源信息的管理，应用标准维护实现对企业监测点排放标准的统一管理，设备档案实现对企业监测点所在设备的规范化管理。

1.3 现场端综合管理功能模块

现场端综合管理功能模块包括设备验收、设备有效性审核、监测点停运、现场端设备状态等4个子模块，实现对企业监测点设备的状态扭转。

设备验收实现对污染源现场端设备档案的建立；设备有效性审核实现自动提醒准备到期及过期审核的监测项目数据，自动判断未开展有效性审核和有效性审核过期所产生的数据;监测点停运实现监测点阶段性和永久性停用规范化管理；现场端综合管理实现综合查询污染源现场端设备验收、设备有效性审核状态，对即将到期的审核自动预警。

1.4 数据审核功能模块

数据审核功能模块包括数据审核情况、人工审核、数据修约情况、废水修约、废气修约、凭证管理、综合查询共7个子模块，实现企业废水、废气监测点的数据审核及修约补遗。

数据审核情况实现综合查询企业监测点数据审核情况；人工审核实现自动判断设备直出数据后台，根据系统内置审核规则自动判断各监测项目数据状态，可进行批量操作；数据修约情况实现综合查询企业监测点数据修约情况；废水修约和废气修约分别实现对废水、废气无效数据及故障数据的修约补遗，可进行批量修约；凭证管理实现对不同凭证类别、监测点停用和企业停产所使用凭证的信息化管理；综合查询实现数据修约补遗和对废水、废气小时数据与日数据的综合查询及统计。

1.5 实时监控功能模块

实时监控功能模块包括监控报警、实时数据、历史曲线变化3个模块，实现实时监控企业监测点传输数据、历史数据可视化展示及超标报警。

监控报警实现对企业监控数据的实时报警，可进行流程审核；实时监控实现实时监控企业废水、废气监测点的传输数据；历史曲线变化实现综合展示区间段内的小时数据及日数据，将监测点监测项目浓度、流量的变化曲线及超标详情以曲线图的形式进行可视化展示，体现废水、废气监测点各监测项目的小时值/瞬时流量及排放标准。

1.6 统计分析功能模块

统计分析功能模块包括数据分析、数据传输率、数据有效率、数据传输有效率4个子模块，实现综合查询企业监测点传输及达标情况。

数据分析实现区间段内数据的数据传输有效率、达标次数、达标排放率统计数据的计算，柱状图可视化展示；数据传输率、数据有效率、数据传输有效率实现区间段内的数据传输率、数据有效率、数据传输有效率统计数据的计算，柱状图可视化展示，实现统计数据的详细信息列表展示,总体查看企业监测点数据传输有效率情况。

1.7 统计报表功能模块

统计报表功能模块包括监测点报表、企业报表、集团公司报表共3个模块，实现自动汇总计算企业监控数据并生成报表。

监测点报表包括监测点日报表、监测点月报表、监测点年报表，自动汇总计算企业监测点小时数据及日数据，计算监测点平均值、最大值及最小值，生成相关报表；企业报表包括企业日报表、企业月报表，实现自动汇总企业废水、废气联网监测点监控数据，计算企业监测点排放达标率等信息，生成相关报表；集团公司报表包括集团公司废水年报、集团公司废气年报，汇总各企业废水、废气监测点监控数据，计算监测点排放量、同比及环比等信息，自动对企业进行排名，生成集团公司废水年报及废气年报。

2 在线监测系统的实现

2.1 在线监测技术

根据HJ212—2017《污染物在线自动监控（监测）系统数据传输标准》，设计了在线监测数据传输技术方案，如图2所示。

图2 在线监测数据传输技术方案

企业传输链路：数采仪对在线监测仪器进行数据采集后，可通过无线直传和将数据传输进入数采服务器两种方式进行数据传输，最终进入企业实时数据库。

总部传输链路：数采仪对在线监测仪器进行数据采集并加密，然后将加密的数据直接通过无线发送至总部端，由总部进行数据接收并传输进入接收服务器，最终进入总部的实时数据库，以满足国家环保部对在线监测数据的直传要求。

2.2 系统的实现及应用

在环保专业技术人员和开发人员的共同努力下，具备上述功能的石化行业在线监控系统已开发完毕，并实现了对集团公司所有重点污染源的全面监控，取得了很好的应用效果。

3 系统的特点

（1）通过自动控制和网络通信技术实现远程监控物联网功能。对监测数据的自动传输情况、监测点污染物排放情况进行实时监控，实现数据提取、监测设备开关机、参数设定等重要功能的远程操作，大大增强了污染源监控和管理的主动性和时效性。

（2）融入GIS技术。利用GIS强大的地理信息分析功能建立污染源在线监测系统综合展示功能,可及时准确地掌握各个企业排放口的运行情况，污染物排放的浓度变化趋势，并可基于地理信息实现监测点信息查询、污染源分析及超标报警等功能。

（3）系统自动进行数据分析，实现数字化环境管理。系统自动对在线监测数据及污染物排放量进行汇总、统计与分析，形成统计日报、月报、年报，实现监测、统计的有机结合，为集团利用在线监测数据进行污染物排放量核定奠定了基础。

（4）实现在线实时数据超标报警、原因分析、整改确认的闭环管理。在监测数据超标后及时向企业相关管理人员推送超标报警信息，以便企业及时对超标原因进行分析并采取相应控制措施进行整改、复测。企业可以通过系统的自动统计分析、曲线图可视化展示等功能，总体掌握企业污染物浓度数据变化趋势、监测点超标情况及整改情况，支撑企业完成环保超标闭环管理。

（5）实现污染物浓度数据综合展示，为环保决策提供支撑。系统可自动计算企业监测点查询时间段内的污染浓度平均值并可视化展示，自动生成监测点浓度平均值、最大值、最小值等指标报表，支持自动计算装置达标率及企业达标率并进行排名，综合分析各企业达标情况及达标率排名。

4 结语

将自动控制、网络通信、计算机以及GIS等信息技术引入环境监测领域，建立以污染源管理为中心的在线控制系统，是环境监测管理发展的必然趋势。全面实施污染源自动监控，切实发挥其在环保管理、节能减排和污染防治中的作用，对加强重点污染源的排放监控、污染物总量控制，改善环境空气质量具有重要意义，同时也可为各级领导的环境决策提供数据支撑。

[1]许志强.试析推进污染源自动监控提高环保工作水平[J].黑龙江科技信息,2017(15):36.

[2]王淑梅,张芳,栾辉,等.中国石油污染源在线监测系统简介[J].油气田环境保护,2013,23(4):52-54.

[3]胡先春.固定污染源在线监测比对现状及存在的问题[J].低碳世界,2017(4):26-27.

[4]常颖,刘文敬,王振国,等.烟气在线监测系统现状及思考[J].计测技术,2016,36(3):1-4,27.

[5]陈勇,吴琳,曾昭健,等.烟气脱硫过程在线监控系统设计与应用[J].计算技术与自动化,2017,36(1):40-45.