CN105425697A - 一种干法脱硫废气处理设施监控终端 - Google Patents

一种干法脱硫废气处理设施监控终端 Download PDF

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张文艺
陈萍
邓文
周新程
陈晶
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/048—Monitoring; Safety

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Abstract

本发明公开了一种干法脱硫废气处理设施监控终端，主要针对政府环保及相关监管部门监控中小企业干法脱硫设施是否正常开机运行这一难题，将具有电信号采集与无线传输功能的智能终端并联接入干法脱硫设施的控制系统，定时采集控制系统开关量信号和用电设备电磁感应信号，判定设备的运行工况。通过GPRS无线通讯模块，将智能终端采集并处理的脱硫设施运行工况数据，以手机短消息的形式发送至政府及相关监管部门的接收终端，从而实现对干法脱硫设施的远程监管。该终端成本低、适应性强、对接收设备要求低，使用者只要处于GPRS信号范围内，即可接收到智能终端发出的信息，不受时空限制。

Description

一种干法脱硫废气处理设施监控终端
一、技术领域
本发明属于废气处理领域，具体涉及一种干法脱硫废气处理设施监控终端。
二、背景技术
我国很多城市空气SO2、H2S污染严重。对于工业企业排放的含硫化合物，主要采用脱硫设施进行脱硫，达标后排放，以减少硫化物的排放量。其中，湿法脱硫设施是国内外使用最为广泛的脱硫处理设施，但是与之相比，干法脱硫设施具有投资少、占地面积小、运行费用低、设备简单、维修方便、烟气无需再热等优点，因而被较多中小企业所使用。干法脱硫设施主要处理工艺是：利用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除烟气中的含硫化合物。
但是，由于环保意识淡薄，尽管国家有多种环境保护法律、法规及规定约束，很多脱硫处理设施仍是在政府环保及相关部门的监督下运行。仍有很多这样的企业，其脱硫处理设施往往是白天开、晚上关，或者是检查时开、不检查时不开，政府环保及相关监管部门对其脱硫设施的监管或监督则是鞭长莫及。相比较大中型电厂、水泥厂、煤化工及冶金企业等，由于处理规模大、污染物产生量多，这些设施一般建有在线设备，政府及相关监管部门可以通过在线设施获取相关实时工艺运行数据，从而实时监控其运行工况、处理效能和达标排放情况。但这些在线监控设备大多价格昂贵、运行成本高、而且需要专门技术人员进行管理维护。如一套常规在线烟气脱硫设施则需要60-80万元，甚至更贵，一般中小企业是难以承受的。干法脱硫处理设施虽然规模不大，但其如果不正常运行，又对环境影响极大，尤其是中小企业。例如，以年产10000吨粗苯制精苯企业为例，其硫化物排放量一般约为500吨/年左右，从量上而言，虽然不大，如不处理，其对环境及人类健康影响则很大。
三、发明内容
鉴于上述政府环保及相关监管部门难以监控中小企业脱硫设施是否正常开机运行这些难题，本发明提供一种基于GPRS数据传输的智能终端，实现对脱硫设施的在线实时监管或监督。
干法脱硫工艺的处理设施现有的用电单元主要包括循环泵、给料机、水泵、引风机、预除尘器、除尘器，其控制系统(即开关柜)主要由循环泵电机传感器、给料机电机传感器、水泵电机传感器、引风机电机传感器、预除尘器电机传感器、除尘器电机传感器。通过实时采集上述这些设施的运行状态，即可有效的监管或监督干法脱硫工艺的处理设施的运行工况。
本发明的主要原理：通过开发具有电信号采集与无线传输功能的智能终端，将其并联接入干法脱硫设施的控制系统(即开关柜)，从而定时采集控制系统的开关量信号(即判断脱硫设施何时关、何时开及通电时长)，并同步利用电器设备的电磁效应理论，通过电磁感应传感器感知用电设备的电磁感应电流和电压，从而判定设备是否运转，通过智能终端内部的微型计算机(CPU)，利用给定数学模型判定设备的运行工况。再通过GPRS无线通讯模块，将智能终端采集并处理的脱硫设施运行工况数据，以手机短消息的形式发送至政府及相关监管部门的接收终端(该终端可以为普通手机、智能手机、电脑或iPad等其他智能终端，从而实现对该设施远程监管或监督)。
本发明具有以下优点：
(1)本终端成本低、技术原理简单、相关配件耗材少，所有电子元器件均可从普通电子商品市场购得；
(2)本终端仅监控干法脱硫设施运行工况，不采集相关环保污染物指标数据。因此，没有污染物监测传感器的投入，因而本机投入成本低、自动运行，且无运行成本、无需专人管理维护等。
(3)本终端与现有设备并联接入，不破坏、不影响、不干扰既有干法脱硫设施控制系统的正常运行，实现与既有设备控制系统的100％兼容和无缝对接。
(4)本终端环境适应性强、信号传输可靠、数据传输费用低等优点。由于利用GPRS公共数据传输平台，因而对数据传输没有硬件设施要求，即凡是有手机信号的地方均可安装、使用。
(5)本终端对接收设备要求低，任何手机电脑及其他GPRS终端均可接收，基本不需投入专门费用购置接收终端，方便众多相关监管人员同时使用。由于利用GPRS公共数据传输平台，使用者只要处于GPRS信号范围内，均可接收到智能终端发出的信息，不受时空限制。
四、附图说明
附图1为本发明的示意图。
1.现有用电单元接入端口；2.基于电磁效应的用电工况感知单元；3.终端控制单元；4.输出单元；5.GPRS发射天线单元；6.循环泵继电器(开关)；7.给料机继电器(开关)；8.水泵继电器(开关)；9.引风机继电器(开关)；10.预除尘器继电器(开关)；11除尘器继电器(开关)；12.循环泵电机传感器；13.给料机电机传感器；14.水泵电机传感器；15.引风机电机传感器；16.预除尘器电机传感器；17.除尘器电机传感器；18.微型计算机(CPU)；19.电源；20.存储器；21.时钟芯片；22开关量信号输入单元；23.模拟量信号输入单元；24.GPRS信号发送单元；25.电路板线路单元(上述1-24单元及相关电子元器件均用电子器件焊接的方式固定于电路板线路单元，并用专用防水油漆涂料作防水、防湿和防尘处理)；26.标准化外接线；27.终端外壳(为普通钢制并作防锈处理或不锈钢及塑料制造)；28.输出接线端；29.输入接线端；30.天线接线端；31.CRT显示器与接线端。
五、具体实施方式
如图1所示，本发明由用电单元接入端口1、基于电磁效应的用电设备工况感知单元2、终端控制单元3、输出单元4、GPRS发射天线单元5共5个单元组成。
1.用电单元接入端口1，将其并联接入现有干法脱硫设备控制系统(如开关柜)，根据开关单元数量，确定开关量输入总数，即：循环泵继电器(开关)6、给料机继电器(开关)7、水泵继电器(开关)8、引风机继电器(开关)9、预除尘器继电器(开关)10、除尘器继电器(开关)11；其控制系统(即开关柜)主要由循环泵电机传感器12、给料机电机传感器13、水泵电机传感器14、引风机电机传感器15、预除尘器电机传感器16、除尘器电机传感器17组成。通过实时采集这些设施的运行状态，即可掌握这些设施或设备开或关的状态。此开关量数据直接接入终端控制单元的开关量信号接入端。
2.基于电磁效应的用电工况感知单元，由电磁互感线圈和信号放大器构成。当用电设备正常运行时，依据电磁学原理，其电机设备周边必将有一定强度的电磁场，特制的采集线圈上将产生一定大小的交流电流、电压信号，并通过信号放大器放大后，输入CPU18，从而感知、判定设备是否正常运转。用电工况感知单元由循环泵电机传感器12、给料机电机传感器13、水泵电机传感器14、引风机电机传感器15、预除尘器电机传感器16、除尘器电机传感器17组成。将模拟量信号与用电单元接入端口对应设备信号开关量信号按给定的运算法则进行逻辑运算，即可精确判定设备运行工况。若设备用电开关开了，无一定强度电流、电压感应信号，表明该设备运行异常。
3.外部感应信号通过终端单元内部的模块量输入单元转化为数字量信号，输入终端控制单元。终端控制单元，是本智能终端的“心脏”或“大脑”，它由CPU18、电源19、存储器20、时钟芯片21及开关量信号输入单元22、控制量信号输入单元23、GPRS信号发送单元24、电路单元25、标准化外接线26、终端外壳27等组成，负责采集、运算、存储、发送设备工况信息，即循环泵继电器(开关)6、给料机继电器(开关)7、水泵继电器(开关)8、引风机继电器(开关)9、预除尘器继电器(开关)10和除尘器继电器(开关)11的运行情况。
4.输出单元4由输入接线端28、输出接线端29、天线接线端30和CRT显示器与接线端31。其中，输出、输入接线端单元由输入、输出2个模块组成。输入模块负责从编程计算机下载无线终端的CPU计算机程序，并通过CRT显示终端于应用现场实时调节监控相关变量或参数。CRT显示终端可永久安装或临时测试后安装，测试完毕后可取下。输出接线端29由GPRS发射天线组成，该天线为市购普通GPRS天线，其基座内含有磁铁，可直接吸附于铁质支撑物上。
5电路板线路单元25，上述用电单元接入端口、用电工况感知单元及相关电子元器件(附图1中1-24单元)均用电子器件焊接的方式固定于电路板线路单元25之上，并用专用防水油漆涂料作防水、防湿和防尘处理。终端外壳27为普通钢制并作防锈处理或不锈钢、塑料制造。
将上述终端接入干法脱硫设施的控制系统(即开关柜)，从而定时采集控制系统的开关量信号(即判断脱硫设施何时关、何时开及通电时长)，并同步利用电器设备的电磁效应理论，通过电磁感应传感器感知用电设备的电磁感应电流和电压，从而判定设备是否运转，通过智能终端内部的微型计算机(CPU)，利用给定数学模型判定设备的运行工况。再通过GPRS无线通讯模块，将智能终端采集并处理的脱硫设施运行工况数据，以手机短消息的形式发送至政府及相关监管部门的接收终端(该终端可以为普通手机、智能手机、电脑或iPad等其他智能终端，从而实现对该设施远程监管或监督)。

Claims (4)

1.一种干法脱硫废气处理设施监控终端，其特征在于：该终端由用电单元接入端口、基于电磁效应的用电设备工况感知单元、终端控制单元、输出单元、GPRS发射天线单元共5个单元组成。
2.根据权利要求1所述的一种干法脱硫废气处理设施监控终端，其特征在于：用电单元接入端口并联接入现有干法脱硫废气处理设备的控制系统(如开关柜)，根据开关单元数量，确定开关量输入总数，即：循环泵继电器(开关)、给料机继电器(开关)、水泵继电器(开关)、引风机继电器(开关)、预除尘器继电器(开关)和除尘器继电器(开关)；其控制系统(即开关柜)主要由循环泵电机传感器、给料机电机传感器、水泵电机传感器、引风机电机传感器、预除尘器电机传感器和除尘器电机传感器组成。
3.根据权利要求1所述的一种干法脱硫废气处理设施监控终端，其特征在于：基于电磁效应的用电工况感知单元，由电磁互感线圈和信号放大器构成。当用电设备正常运行时，其电机设备周边必将有一定强度的电磁场，特制的采集线圈上产生一定大小的交流电流和电压信号，通过信号放大器放大和模拟转换后，输入CPU，从而感知、判定设备运转工况。
4.根据权利要求1所述的一种干法脱硫废气处理设施监控终端，其特征在于：感应信号通过终端单元内部的模块量输入单元转化为数字量信号，输入终端控制单元。终端控制单元由CPU、电源、存储器、时钟芯片及开关量信号输入单元、控制量信号输入单元、GPRS信号发送单元、电路板线路单元、标准化外接线、终端外壳等组成，负责采集、运算、存储、发送设备工况信息。
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