提高机组环保传输设备通信信号强度的研究

赵翠兰

（淮浙煤电有限责任公司凤台发电分公司，安徽 淮南 232000）

0 引 言

国家为鼓励电厂锅炉废气达标排放，对达标排放时段内的上网电量返还一定的补贴，涉及环保电价补贴项目为：SO2补贴1.5分/kW·h，NOx补贴1分/kW·h，烟尘补贴0.2分/kW·h[1]。当污染物浓度超标1倍以内或免责时，没收环保电价补贴。当污染物浓度超过1倍以上时，处2倍以上5倍以下罚款。发电机组上网电量达到超低排放浓度限值的（三项污染物均达到）时段，超低排放补贴1分/kW·h。具体执行细则如下：超排电量≥99%机组上网电量，该季度超排电量补贴按上网电量的100%执行；80%机组上网电量≤超排电量＜99%机组上网电量，该季度超排电量补贴按其上网电量乘以符合超低限值的时间比率扣减10%的比例计算；超排电量＜80%机组上网电量，该季度不享受超排电价补贴政策[2]。

国家目前规定烟气污染物环保达标排放浓度限值如表1所示。

表1 环保电价排放限值

某电厂执行更严格的烟气污染物超低排放浓度限值如表2所示。

表2 超低排放电价限值

1 系统概况

环保数据越严格对环保设施的要求就越高。某电厂660 MW超临界机组2015年10月投产，烟气排放满足超低排放标准。脱硫系统采用石灰石-石膏湿法技术工艺，主要作用是去除烟气中的SO2、SO，控制烟囱入口SO2浓度不大于35 mg/Nm3。除尘系统采用电袋复合除尘器，除尘稳定，性能优异，能有效控制含尘量。脱硝系统采用SCR烟气脱硝技术，在催化剂作用下，利用氨气作为还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水，达到脱除烟气中的NOx的目的。CEMS系统由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统及数据采集处理与通信子系统组成。总排口烟气分析仪采用安徽蓝盾光电子股份有限公司的YDZX-02抽取式烟气排放连续监测系统。传输设备采用安徽华脉科技发展有限公司的HM-802-Ⅱ智能数据采集处理器，实时采集各项参数，生成各浓度值对应的干基、湿基及折算浓度[3]，并生成符合环保主管部门要求的数据表格报告，通过无线方式分别传输至企业污染源监控中心（中心站）和环保主管部门。

2 智能数据采集处理器简介

HM-802-Ⅱ智能数据采集处理器由5个部分硬件组成，嵌入式主板（HM-100E）、数据采集单元（HM-101）、通信及接口和供电单元（HM-SJCJ101-T）、显示单元（HM-102S）及操作单元（HM-103K）。通信单元提供GPRS移动数据通信业务，是通用分组无线服务技术的简称，属于第二代移动通信中的数据传输技术，即2G信号。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。理论带宽可达171.2 kb/s，实际应用带宽大约在10～70 kb/s，在此信道上提供连接。GPRS在移动用户和数据网络之间提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用[4]。GPRS技术提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。HM-802-Ⅱ智能数据采集处理器通过GPRS模块提供的标准RS232串口与HM-100E嵌入式模块连接实现通信，应用程序在HM-100E嵌入式模块中运行。标准RS232接口还供终端设备与之相连，实现环境监控信息系统的传输联网。

3 智能数据采集处理器运行中存在的问题

安徽华脉科技发展有限公司生产的HM-802-Ⅱ智能数据采集处理器，利用GPRS2G网络实现环保监测数据的无线传输。但HM-802-Ⅱ智能数据采集处理器经常出现持续的连接IP或显示无网络等异常状态，严重影响环保数据的传输效率。有损洁净电厂环保电厂的社会形象。同时，机组部分电量不能享受超低排放电价，造成巨大经济损失。

4 智能数据采集处理器频繁掉线原因分析

HM-802-Ⅱ智能数据采集处理器GPRS信号强度最大值显示为31，低于10时一般会出现通信异常。检查现场信号，发现某厂3号机组总排口CEMS小室区域GPRS信号较弱，造成环保数据上传设备频频掉线。由于机组总排口CEMS小室建在0 m层，周围烟囱、烟道及锅炉房等高建筑设施较多，手机信号较差，因此决定对机组无线信号优化放大，提高信号强度。

5 提高信号强度措施

（1）HM-802-Ⅱ智能数据采集处理器尽量选择移动信号较好的地点安装，以保证GPRS通信正常。安装前可以用具有GPRS功能的手机进行信号好坏的测试。

（2）HM-802-Ⅱ智能数据采集处理器安装场所要求：无爆炸性、导电性、导磁性及腐蚀性尘埃。

（3）HM-802-Ⅱ智能数据采集处理器的接地最好不要与电力设备的接地装置或防雷接地装置合用，并尽可能相距远些。

（4）HM-802-Ⅱ智能数据采集处理器远离强功率无线电发射台、雷达发射台及高频大电流设备。

（5）在25 m高的烟囱入口烟道上加装喜康GSM900信号增强设备，调整确定天线朝向，将高处的信号加强后引入小室。

（6）喜康GSM900连接到户外的GPRS信号线。为了达到更好的防雷击效果，用户也可以考虑在信号线的输入端增加专门的避雷装置。

6 改造效果及结论

通过本次改造，到目前为止，某厂3号机组环保数据传输设备通信良好，信号强度一直保持在31左右，没有再发生掉线情况，减少了数采仪通信故障缺陷率，节省了人力物力。

充分保证了环保数据有效传输率，大大减少因通信异常造成环保数据丢失的情况，为环保工作和享受超低排放电价加价政策做出贡献。

根据省物价局通告，某厂3号机2016年1季度被认定的超低排放时间为1 567 h，占机组发电小时的96.93%。按照国家发改委执行超低排放电价文件精神，3号机超低电量扣减10%，按86.93%的电量享受超低排放电价加价政策。结合某厂1季度3号机上网电量为7.23228×108kW·h，计算得到未被认定的电量造成的损失电价为：

3号机损失电价=7.23228×108kW·h×（1-86.93%）×0.01 元 /kW·h=950 912元

为了直观地分析，造成无效数据时间的原因如表3所示。

表3 造成无效数据时间的原因表

其中，通信异常造成第二项平台小时数据丢失和第五项CEMS异常或附属设备异常造成无小时均值。由此可以计算出因通信异常造成的超低排放补贴电价损失为：

3号机通信异常损失电价=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为3号机组环保数据传输异常造成超低排放电价损失的经济汇总表。

表4 经济汇总表

7 结 论

本次改造使得环保数据无线传输设备得以长周期稳定运行，大大提高了电厂环保数据传输有效率。该项改造投资成本小，效果明显，且改造后实现安全经济效益双高，适合推广。