CN102980610A

CN102980610A - Cems系统智能故障检测装置

Info

Publication number: CN102980610A
Application number: CN2012104665857A
Authority: CN
Inventors: 高志兴
Original assignee: Smart Environment Technology (beijing) Co Ltd
Current assignee: Smart Environment Technology (beijing) Co Ltd
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-11-16
Also published as: CN102980610B

Abstract

本发明公开了一种CEMS系统智能故障检测装置，包括：参数采集单元：通过运行参数采集传感器组采集CEMS系统中每个部件的物理特性数据和系统数据；数据故障分析单元：根据所述参数采集单元采集到的物理特性数据和系统数据，分析出CEMS系统中的故障部件及该故障部件的故障信息；故障报警单元：所述故障报警单元与外接设备连接或与网络连接；用于接收所述数据故障分析单元发出的所述故障部件的故障信息，并发出故障报警信号。本发明可广泛应用于火力电厂、垃圾焚烧电厂、化工厂、造纸等行业。通过使用本发明，可以大大提高CEMS系统的运行稳定性、并减少系统运行所需的人力、物力、从而降低CEMS系统的运营成本和费用。

Description

CEMS系统智能故障检测装置

技术领域

本发明涉及烟气监测技术领域，特别涉及一种CEMS系统智能故障检测装置。

背景技术

CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的缩写,是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置,被称为“烟气自动监控系统”，亦称“烟气排放连续监测系统”或“烟气在线监测系统”。CEMS分别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和数据采集处理与通讯子系统组成。气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物SO₂、NO_x等的浓度和排放总量;颗粒物监测子系统主要用来监测烟尘的浓度和排放总量;烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量、烟气湿度等，用于排放总量的积算和相关浓度的折算;数据采集处理与通讯子系统由数据采集器和计算机系统构成,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,生成日、月、年的累积排放量,完成丢失数据的补偿并将报表实时传输到主管部门。

CEMS系统的组成比较复杂，其包括气路、电气、软件等部分。并且由于工厂现场工况往往非常恶劣，使得系统各个部分极易出现故障。这就对CEMS系统日常维护提出了非常高的要求。在平时需要专业维护人员定期做大量的维护工作。并且即使做到了定期维护，系统故障也往往不能及时发现、及时解决，造成数据测量不准确。如果一旦零部件出现故障需要进行更换，时间周期至少也要数天以上的时间。

因此，CEMS系统的维护对维护人员要求高、维护工作量大、故障发现不及时、维修周期时间长等问题，成为目前各个厂家CEMS系统维护的主要矛盾。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种CEMS系统智能故障检测装置，可以大大提高CEMS系统的运行稳定性、并减少系统运行所需的人力、物力、从而降低CEMS系统的运营成本和费用。

（二）技术方案

本发明提供一种CEMS系统智能故障检测装置，包括：

参数采集单元：通过运行参数采集传感器组采集CEMS系统中每个部件的物理特性数据和系统数据；

数据故障分析单元：根据所述参数采集单元采集到的物理特性数据和系统数据，分析出CEMS系统中的故障部件及该故障部件的故障信息；

故障报警单元：所述故障报警单元与外接设备连接或与网络连接；用于接收所述数据故障分析单元发出的所述故障部件的故障信息，并发出故障报警信号。

其中，所述运行参数采集传感器组包括：浮子流量计传感器、蠕动泵管监测传感器、采样探头滤芯传感器和温度传感器组。

其中，所述温度传感器组包括：探头温度传感器、伴热管线温度传感器、分析仪温度传感器、控制系统温度传感器、冷凝汽温度传感器和机柜温度传感器。

其中，所述故障信息包括：故障现象、故障原因、故障类型和故障等级。

（三）有益效果

本发明适用于各种针对燃煤燃气锅炉废气排放连续监测的直接抽取法烟气在线连续监测系统（简称CEMS）。可广泛应用于火力电厂、垃圾焚烧电厂、化工厂、造纸等行业。通过使用本发明，可以大大提高CEMS系统的运行稳定性、并减少系统运行所需的人力、物力、从而降低CEMS系统的运营成本和费用。

附图说明

图1为本发明CEMS系统智能故障检测装置结构框图；

图2为本发明参数采集单元的浮子流量计传感器结构示意图；

图3为本发明参数采集单元的蠕动泵管监测传感器结构示意图；

图4为本发明参数采集单元的采样探头滤芯传感器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供一种CEMS系统智能故障检测装置，包括：

参数采集单元1：通过运行参数采集传感器组11采集CEMS系统中每个部件的物理特性数据和系统数据；

所述运行参数采集传感器组11包括：

浮子流量计传感器111：该传感器有光源发射端22和光线接收端23，分别置于监测流量计的两侧，当浮子21处于规定流量范围时，便会遮挡住光线而影响到接收端接收光线。通过监测流量计中浮子21位置，可确定当前流量是否符合规定，从而可以排查气路是否漏气，采样泵工作是否正常等情况。

蠕动泵管监测传感器112：光源发射端31和光线接收端32，分别置于蠕动泵管的两侧，在检测的烟气中含有部分水分，通过冷凝汽冷却后，水会通过蠕动泵排除。水在管路中会呈现规律的一段一段的形态流过，即在管路中总是一段空气、一段水的形式变化，通过水与空气对光的折射率不同的原理，可以检查蠕动泵是否工作，再结合其它因素，就可以判断出蠕动泵工作是否正常。

采样探头滤芯传感器113：光源发射端41和光线接收端42，设置于探头滤芯的同一侧，采样探头主要作用是直接插入烟道内采集、过滤并加热烟气，是整个气路的源头。探头内置有陶瓷粉末滤芯43，用来过滤烟气中的杂质。一旦滤芯43上杂质过多，就会造成气路堵塞，从而影响测量准确性，甚至损坏设备。因此需要定期清理。探头滤芯43正常情况下为纯白色，具有较强的反光效果。一旦杂质过多，其颜色便会变灰变暗，反光效果也会变得很差。滤芯传感器利用滤芯反光率的变化，可判断出滤芯是否需要清理。

温度传感器组114：在CEMS系统智能故障检测装置中，在各个关键点都放置了工业级铂电阻温度传感器，通过监测各个部件的温度，来作为判断当前系统工作是否正常的一个重要依据。所述温度传感器组包括：探头温度传感器、伴热管线温度传感器、分析仪温度传感器、控制系统温度传感器、冷凝汽温度传感器和机柜温度传感器。

由于CEMS系统从测量原理划分有不同种类，因此某些设备工作原理不同，因此需要针对不同类型的设备，也要使用不同类型的传感器，这就需要根据具体情况进行单独设计。在此就不再叙述。

数据故障分析单元2：根据所述参数采集单元采集到的物理特性数据和系统数据，分析出CEMS系统中的故障部件及该故障部件的故障信息，所述故障信息包括：故障现象、故障原因、故障类型和故障等级。

也就是说通过采集各个部分的传感器数据的各种测量数据，综合各种现场经验和各种数值分析算法，可以分析出CEMS系统中的故障部件及该故障部件的故障信息，并将故障信息发送到故障报警单元。

下表中各种参数异常的故障原因和处理办法

表中所有的数据内容均为我们经过长时间积累而总结出的经验，其已经基本涵盖了CEMS系统目前所知的所有问题。我们将其存入数据库中。表中“故障现象”可以通过系统的各种传感器以及分析仪采集得到，并通知给CEMS系统，系统通过查询数据库中故障现象，便可得知各类可能的各种原因以及解决办法。

系统会自动保存每次出现的故障类型、故障发生时间等内容。并采用偏最小二乘法（关于多个因变量和自变量的线性回归方法），得到一个关于故障类型、故障次数和时间的数学模型，从而预测出该故障未来可能发生的时间。系统在出厂时，已经包含一个预设数据模型，该模型是我们经过多年现场经验总结而得到的，随着系统运行时间的增加，该预测数学模型将会进自动调整，从而更加符合本地特殊化的情况，预测时间也将更加准确。

通过以上各种参数异常的故障原因和处理办法，结合各个传感器获得的参数，便可得到一个较为准确的故障原因，并分析出解决办法。某些故障可通过对各个传感器历史数据进行统计分析，从而预判出可能出现的时间，减少故障发生的概率，提高的设备维护效率，减少维护的难度和复杂度。

故障报警单元3：所述故障报警单元与外接设备连接；用于接收所述数据故障分析单元发出的所述故障部件的故障信息，并发出故障报警信号。所述外接设备如：打印机、手机信号基站、GPRS发送端等等。故障报警单元还可以与网络连接。

故障报警单元主要负责接收故障信息，通过不同途径将信息通报给使用方。按照故障等级主要有以下几种信息通知途径：

1）紧急故障信息

当系统检测到出现紧急故障后，会力争在第一时间通知维修人员到达现场进行紧急维护，主要通知方式有：

·手机短信通知设备维修人员

·系统机柜报警指示灯闪烁，并发出蜂鸣报警

·通过GPRS将信息发到全国范围内的故障信息服务网络，并给使用方发送通知。

·在维修人员到达现场后，系统会打印出当前故障信息以帮助维修人员在最短时间内进行紧急处理。

同时，系统会根据具体情况自动停止主要设备的工作，以防止设备损坏。

2）一般性故障信息

一般性故障出现后，会将故障信息主动通知给维修人员，提示维修人员在一定时间内尽快进行维护维修。主要通过：

·手机短信通知设备维修人员。

·系统机柜报警指示灯闪烁。

·通过GPRS将信息发到全国范围内的故障信息服务网络，并在72小时内通知使用维护方。

·打印故障信息数据，并保存。

3）日常维护性信息

系统定期（1小时~1天，时间可设置）检查各个系统部件和测量数据，并将各项检查结果保存，并自动打印出来。以供维修人员实时了解CEMS工作状态。

4）预防性维护信息

可以综合分析各个设备传感器参数和测量数据的历史记录，推算出消耗性设备的寿命期限，并通过以下两种方式通知使用方。

·打印维护信息数据，给出提示。

·通过GPRS将信息发到全国范围内的故障信息服务网络，并提前通知使用方。

通过预防性维护，我们可以在设备出现故障之前去除隐患，从而实现CEMS系统长时间稳定运行。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种CEMS系统智能故障检测装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述运行参数采集传感器组包括：浮子流量计传感器、蠕动泵管监测传感器、采样探头滤芯传感器和温度传感器组。

3.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述温度传感器组包括：探头温度传感器、伴热管线温度传感器、分析仪温度传感器、控制系统温度传感器、冷凝汽温度传感器和机柜温度传感器。

4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述故障信息包括：故障现象、故障原因、故障类型和故障等级。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的检测装置，其特征在于，所述外接设备包括：打印机、手机信号基站、GPRS发送端。