攀钢西昌钢钒有限公司环保信息化建设探索.pdf

攀钢西昌钢钒有限公司环保信息化建设探索 张晶 攀钢集团西昌钢钒有限公司，四川 西昌 615000 摘要 攀钢集团公司 2009 年在凉山州西昌市投资建设了攀钢西昌钒钛资源综合利用项目， 成立了攀钢西昌钢钒有限 公司。项目组成之一的信息化系统建设中， 能源环保系统作为一子系统同步配套建设。介绍了能源环保子系统中环 保信息化系统设计架构、 功能、 技术路线等， 可作为环保信息化系统设计的借鉴和参考。 关键词 钢铁企业;环保信息化;架构;功能;技术路线 EXPLORATION OF THE ENVIRONMENTAL INATIZATION CONSTRUCTION OF PANGANG XICHANG VANADIUM AND TITANIUM CO． ，LTD． Zhang Jing Xichang Vanadium and Titanium Co． ，Ltd，Pangang Group Company，Xichang 615000，China AbstractIn 2009，Pangang Group Company invested in the construction of Xichang Vanadium And Titanium Resources Comprehensive Utilization Project in Xichang，Sichuan Province． As a subsystem，the energy and environment system was built during the construction of inatization system，which is a component of the project． It was given an introduction to the design frame，function，technical route，etc．of environmental inatization system in the energy and environmental subsystem，which can provide reference for the design of environmental inatization system． Keywordsiron and steel enterprise;environmental inatization;frame;function;technical route 0引言 由攀钢集团公司投资建设的攀钢钒钛资源综合 利用项目 以下简称“西昌项目” 于 2011 年 12 月建 成投产， 同时成立了攀钢集团西昌钢钒有限公司 以 下简称“西昌公司” 。依据国家信息化建设要求， 借 鉴钢铁行业前沿信息化建设成果， 项目设计建设中将 信息化建设列为重要内容， 由生产管控、 物流管理、 能 源环保管理、 商务智能、 计量管理等子系统， 以及相应 的配套系统组成。 1依据国家环保信息化建设要求设计建设环保信息 化系统 依据国家环保部对西昌项目环评报告书和批 复， 以及国家有关环境保护法律法规、 标准和导则 设计和建设。西昌公司环保信息化设计中详细调 研了西昌公司所有污染源、 防治污染的环保设施、 污染物排放监测点等信息资源， 陆续形成了需求分 析报告、 初步设计报告、 详细设计报告， 于 2011 年 进入施工设计。 2环保信息化系统功能设计模块 西昌公司按照国际标准建立了质量、 环境、 职业 健康安全、 测量“四合一” 管理体系， 已于 2012 年 4 月 通过了第三方的外部审核。环保信息化系统遵循环 境管理体系的要求设计管理流程。依据的公司环境 保护相关标准有 环境保护管理标准 、 环境合规 性评价管理标准 、 污染物排放管理标准 、 建设项 目“三同时” 管理标准 、 环境因素识别和重要环境 因素判定管理标准 、 环保设备管理标准 等。系统 基于以上要求设计功能模块 见图 1 。 1 对全公司所有污染源实时监控。对高炉 含 原料、 烧结 系统、 焦炉系统、 炼钢系统、 钒制品等重 点烟 粉 尘污染源点污染物排放实时监控， 对上述 系统排放的颗粒物、 SO2、 NOx数据实时采集、 上传。 对当地政府重点监控的烧结脱硫系统、 煤化工系统 SO2、 颗粒物等国家重点控制污染因子排放数据按政 府要求上传至州环保局污染物排放监控平台。 2 环保设备运行状况实时监控， 特别是重要环 831 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 图 1环保管理系统模块示意 保设施的开、 停机状态。结合设备系统建立的信息化 系统， 对全公司所有环保设施运行状况实时监控， 掌 控环保设施随主机运行情况。 3 对全公司范围内所有污染源装设监视器， 监 视信号接入管控中心控制系统。对超标状况实时报 警， 系统对超标状况设置预警提示， 预警值低于标准 限值 10 ， 对可能造成污染的状况实施应急反应。 4 设计监测报告管理功能。由于西昌公司环境 监测采取委托具有监测资质的外部单位承担， 监测报 告将以手工录入或扫描挂载的方式上传， 系统依据监 测报告监测结果形成相应监测报表。 5 公司所有环保报表通过系统自动生成。环保 系统通过收集相关系统或从全公司信息化数据平台 采集相关数据， 按相应程序形成各类环保报表。 6 提供环保法律法规、 标准等资料上传， 提供更 新、 挂载、 查询等功能。 7 环保系统与其他系统互联互通接口的功能。 如， 与设备系统对环保设施运行状况、 开停机状况的 信息交流; 与物流系统“三废” 资源综合利用情况的 信息交流; 与财务系统“三废” 资源利润、 厂留利润的 信息交流; 与智能商务系统生产报表的数据传送; 与 生产管控系统的信息交流; 与集团公司环保系统的报 表传送等。 3西昌公司环保信息化系统架构 基于以上功能设计需求， 西昌公司环保信息化系 统 由Ampla 施 耐 德 能 源 管 理 平 台 软 件 、 CitectHistorian 历史数据库软件 、 CitectSCADA 监控 与数据采集平台软件 、 以及关系数据库等平台形成 环保管理系统技术架构 见图 2 。 依据图 2 描述， 系统在逻辑上分为实现环保监视 功能的 CitectSCADA 服务器， 实现环保管理功能的 图 2环保管理系统技术架构 Ampla 服务器， 用于存储管理和统计数据的数据库服 务器， 用于存储历史数据的 Historian 历史数据库服 务器， 用于报表的报表服务器， 用于管理系统接口的 接口服务器， 用于 Ampla Web 发布功能的 Web 服务 器， 用于监视画面 Web 发布的 Web 服务器。 4环保信息化系统技术路线 支撑本系统的主要有 Ampla 平台、 SCADA 系统、 集中统一的环保设施污染物排放监测系统、 ERP 和 MES 系统等， 现简要介绍各系统的管理功能。 4. 1Ampla 实现的环保管理功能 Ampla 通过生产模块、 绩效模块、 质量模块、 知识 模块、 应用架构模块等完成环保管理功能。其中重点 模块和子模块功能见表 1。 表 1环保系统重点模块和子模块功能表 模块 名称 管理点 类型 子功能模块 环保基 础管理 知识 管理点 1． 排污口台账、 排污口启停履历; 2． 排污设备台账、 排污设备启停履历; 3． 治污设备台账、 治污设备启停履历; 4． 烟气排放点台账、 烟气排放点启停履历; 5． 环境法律法规上传、 更新、 查询。 环保监测 计划管理 知识 管理点 年度监测计划、 日常监测计划、 监测报告、 环 保指标跟踪。 环保委 托管理 知识 管理点 委托合同维护、 取样检测信息、 超标考核处 理。 环保常规 监测管理 知识 管理点 监测计划、 监测结果报告、 监测超标考核。 环保治 理管理 知识 管理点 排放管理、 政府环保部门超标管理、 公司内 部超标管理、 各分厂超标管理。 环保质 量管理 质量 管理点 炼铁厂、 焦化、 炼钢厂、 热轧厂、 钒制品厂、 厂 前区域、 环保质量数据。 Ampla 实现的环保报表主要有 环保技术经济指 标月 季 报、 废水排放与环保指标季报表、 废气排放 与环保指标月报表、 “三废” 资源综合利用产品项目 统计台帐、 “三废” 综合利用月报表、 监测报表、 分析 报表等。 大气环境质量监测功能界面是质量管理的标准 界面， 在图表区中有丰富的质量管理图表工具， 既可 931 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 以绘制统计质量过程控制图表， 也可以绘制质量监测 数据的频数分布图， 方便用户进行质量数据分析。 4. 2SCADA 系统管理功能 环保管理系统 SCADA 监视界面按厂区布置分为 全公司界面和各分厂界面。同时， 为便于相关人员理 解和操作， 又设计了安全生产工艺和各分厂生产工艺 流程的监视界面， 两界面相互平行， 可以互相切换。 SCADA 系统和 Ampla 环保管理界面， 两个界面 都可以同时提供 B/S 和 C/S 的模式。B/S 结构， 即 Browser/Server 浏览器 /服务器 结构; C /S 结构， 即 Client/Server 客户机 /服务器 结构。其中前者实现 实时数据的采集和监视功能， 后者实现管理功能。 SCADA 界面与 Ampla 界面与全公司信息化环保数据 采集点设置对应， 超标排放报警同时呈现， 详见环保 厂区系统总图 图 3 。 图 3环保厂区系统总图 4. 3环保设施污染物排放监测系统功能 图 4烧结区域重点监控污染源点 SCADA 系统和 Ampla 系统， 均设计了全公司重 点污染源污染物排放实时监控功能。以下是“烧结 区域重点监控污染源点” 图 4 和“西昌公环保信息 化系统重点监控污染源点” 表 2 。 表 2西昌公环保信息化系统重点监控污染源点 单位重点监控污染源点污染因子 煤化工厂焦炉烟囱、 制酸尾气、 装煤除尘、 出焦除尘、 筛焦除尘 SO2、 NOx、 烟 粉 尘 炼铁 烧结 烟气脱硫系统、 机尾除尘、 燃料除尘、 熔剂除尘、 配料 除尘、 整粒除尘系统 SO2、 NOx、 烟 粉 尘 炼铁 石灰 回转窑尾烟气 SO2、 烟 粉 尘 炼铁 高炉 出铁场、 屋顶及炉顶、 矿槽、 热风炉除尘系统 SO2、 烟 粉 尘 炼钢炼钢转炉一、 二、 三次除尘， 提钒转炉一、 二、 三次除 尘、 LF 除尘、 铁水脱硫扒渣除尘、 冷压块除尘 烟 粉 尘 钒制品厂熔片炉除尘、 焙烧工段回转窑除尘、 中钒铁车间电炉 冶炼系统除尘、 热风炉收尘器、 1 标段翻渣除尘 SO2、 烟 粉 尘 能动中心热电厂烟囱、 总排水口气 SO2、 NOx; 水 SS、 氨氮等 注 各监测点监测指标因排放污染物因子特征有所区别。 4. 4接口方式设计 环保 管 理 系 统 接 口 服 务 器 采 用 WebServices WSDL 方式。根据信息化整体架构划分， 环保管理系 统只与电子数据交换平台有通讯联络接口。 电子数据交换平台是攀钢集团西昌钒铁有限公 司整体信息化中的一个重要环节， 负责各个系统之间 的报文转发和转发过程中的协议转换。具体的通讯 流程如下 4. 4. 1环保系统发送报文给电子数据交换平台 1 报文打包程序将数据从 Ampla 中取出， 打包 并存储在接口服务器数据库中的发送报文数据表， 设 定标志位为待发送， 等待发送。 2 报文发送程序作为 Windows 服务程序， 不断 地轮询报文发送数据表， 如果有需要发送的数据则调 用对方 WebServices 方法， 将报文发送给电子数据交 换平台， 并将发送的结果作为日志记录在报文发送日 志数据表中。 3 电子数据交换平台根据报文中包含的转发到 的目的系统的信息， 将消息转发给对应的系统， 如果 需要进行协议转换， 则进行协议转换。 4. 4. 2环保系统接收电子数据交换平台的报文 1 环保系统开放 Webservices 接口， 接口满足电 子数据交换平台定义的通用报文定义规范。 2 电子数据交换平台接收到原系统发送的数据 并根据报文中的转发信息判断得知是发送给环保系 统的报文， 调用环保系统开放的 Webservices 接口， 将 数据发送到环保系统。 3 环保系统的 Webservices 接口收到报文将报文 存储在接口服务器数据库的报文接收数据表， 并在日 志记录数据表中写入日志。 下转第 91 页 041 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 degraded agricultural soils amended with composted and thermally- dried sewage sludge ［J］． Sci Total Environ，2007，378 1 /2 75- 80． ［8］Hong J H，Park K J． Compost biofiltration of ammonia from bin composting［J］． Bioresour Technol， 2005，96 6 741- 745． ［9］Ogunwande G A，Osunade J A，Adekalu K O，et al． Nitrogen loss in chicken litter compost as affected by carbon to nitrogen ratio and turning frequency［J］． Bioresource Technology，2008，99 16 7495- 7503． ［ 10］Pagans E，Barrena R，Font X，et al． Ammonia emissions from the composting of different organic wastes dependency on process temperature［J］． Chemosphere，2006，62 9 1534- 1542． ［ 11］Huang G F，Wong J W，Wu Q T，et al．Effect of C /N on composting of pig manure with sawdust［J］． Waste Management， 2004，24 805- 813． ［ 12］Zhu N． Effect of low initial C /N ratio on aerobic composting of swine manure with rice straw［J］． Bioresource Technology，2007， 98 9- 13． ［ 13］刘凯， 郁继华， 颉建明， 等． 不同配比的牛粪与玉米秸秆对高温 堆肥的影响［J］． 甘肃农业大学学报， 2011， 46 1 82- 88． ［ 14］秦莉， 沈玉君， 李国学， 等． 不同 C /N 比对堆肥腐熟度和含氮气 体排放变化的影响［J］． 农业环境科学学报， 2009， 28 12 2668- 2673． ［ 15］鲍士旦． 土壤农化分析［M］． 3 版． 北京 中国农业出版社， 2000． ［ 16］Sellami F，Hachicha S，Chtourou M，et al． Maturity assessment of composted olive mill wastes using UV spectra and humification parameters［J］． Bioresour Technol，2008，99 6900- 6907． ［ 17］席北斗，李英军，刘鸿亮，等． 温度对生活垃圾堆肥效率的影 响［J］． 环境污染治理技术与设备，2006，6 7 34- 36． ［ 18］DB 11 /T 2722005 生活垃圾堆肥厂运行管理规范［S］． ［ 19］Eklind Y， Kirchmann H．Composting and storage of organic household waste with different litter amendments，Ⅱ nitrogen turnover and losses［J］． Bioresource Technology，2000，74 125- 133． ［ 20］Mathur S． Composting processes［M］/ /Martin A M． Bioconversion of waste materials to industrial products．New YorkElsevier， 1991，147- 186． ［ 21］Mas M，Blasi A．uation of composting as a strategy for managing organic wastes from a municipal market in Nicaragua ［J］． Bioresource Technology，2008，99 5120- 5124． ［ 22］李春萍，李国学，李玉春，等． 北京市南宫隧道仓不同区间垃 圾堆肥腐熟度的模糊评价［J］． 农业工程学报，2007，23 2 201- 206． ［ 23］Garcia C． Study on water extract of sewage sludge composts［J］． Soil Sci Plant Nutr，1991，37 3 399- 408． ［24］史殿龙，张志华，李国学，等． 堆高对生活垃圾中 15 mm 筛下 物堆肥腐熟的影响［J］． 农业工程学报，2010，26 1 324- 329． ［ 25］Cunha-QuedaA， RibeiroH， RamosA， etal．Studyof biochemical and microbiological parameters during composting of pine and eucalyptus bark ［J］．Bioresource Technology，2007， 98 3213- 3220． 2012 － 07 － 20 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 140 页 4 报文解析程序将存储在接口服务器数据库的 报文接收数据表中的报文读出并解析， 写入到 Ampla 中， 同时更新该报文的状态位为已经解析， 同时写入 日志。 根据以上描述， 环保管理系统的接口服务器是异 步、 接收和解析模块分离的接口服务器。 4. 5操作界面 环保管理系统的客户端和服务器均在 Windows 操作系统下运行， 具有 Windows 传统风格的操作界 面， 方便用户进行人机交互。 5确保环保信息化系统稳定运行 西昌公司环保信息化系统是目前攀钢公司环保 系统信息化设计建设的首次尝试。其设计建设依据 国家现行环保法律法规， 集中攀钢环保专业管理人员 三十多年环保管理经验， 结合信息化系统设计特征， 经过众多设计管理人员结合建立的一套管理系统。 不断跟踪、 优化系统功能是确保该系统完善的重 要保障。为此， 西昌公司将与承担此项目设计建设的 攀钢工程公司、 施耐德公司协同一致， 及时跟踪系统 上线功能测试， 不断完善和优化系统功能， 提升环保 管理方式和水平， 为企业环保管理， 以及国家环保事 业做出应有贡献。 参考文献 ［1］HJ 4602009 环境信息网络建设规范［S］． ［2］刘大钧， 魏有权， 杨丽琴． 我国钢铁生产企业氮氧化物减排形势 研究［J］． 环境工程， 2012， 30 5 118- 126． 作者通信处张晶615000四川凉山州西昌市航天大道一段攀钢 大学生公寓 E- mail827441815 qq． com 2012 － 09 － 04 收稿 19 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期