CN111897027B - 一种cems探头防堵检测清理装置及方法 - Google Patents

一种cems探头防堵检测清理装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种CEMS系统防堵检测清理装置及方法，本发明提供的一种CEMS系统防堵检测清理装置和清理方法，通过检测CEMS探头内外腔之间的压力差值来判断探头是否有堵塞趋势，通过与控制器内置的差值与压力对照表判断是否需要进行清理，在清理时通过脉冲电磁阀先将滤芯上粘连的杂质排至腔内，再通过内外反吹将杂质排出探头，且设置了烟道压力检测防止探头外腔压力失真，装置稳妥可靠，可以及时处理探头堵塞趋势，并进行清理，可以大大提高CEMS系统工作的可靠性，延长探头滤芯的使用寿命。

Description

一种CEMS探头防堵检测清理装置及方法
技术领域
本发明涉及化工生产环保控制领域，具体涉及一种CEMS系统防堵检测清理装置及方法。
背景技术
据国家十二五发展计划的要求，环境保护的重要性越来越凸现出来。工业排污是污染的最主要因素，企业是开展环境保护、实施节能减排的主体，企业必须肩负起环
境保护的社会责任。电厂及化工企业自备电厂大气污染物排放控制势在必行，根据环保要求，锅炉烟气必须经过脱硫后实现达标排放。在脱硫塔出口烟道或烟囱上安装在线监测探头，采取抽取法将烟气抽取到烟气在线分析仪内进行分析处理，同时对烟气污染物浓度及排放量进行连续监测，并将监测数据传输到环保部门，即为烟气在线监控系统（CEMS系统）。为了实现企业烟气污染物达标排放，CEMS系统必须准确可靠。而在实际运行过程中，CEMS系统经常出现故障，导致环保部门常常看不到监测数据，或数据错误，这给大气污染物监管带来很大不便，环保部门对于企业CEMS故障问题常给予罚款及勒令停车等严厉处罚。CEMS系统故障主要有采样系统堵塞、采样系统漏气及分析仪故障等故障，其中采样系统堵塞出现概率最大。而运维人员由于技术水平及经验等各种原因，判断故障及解决问题的能力不够，不能及时准确处理CEMS系统故障，给企业环保带来了很大压力。
烟气中夹杂有灰尘、粉尘颗粒物等固体杂质，在进行烟气氮化物、硫化物进行采样检测时需要先滤除这些固体杂质，因此在CEMS系统的检测探头处最易造成堵塞，因此需要能够对CEMS探头进行堵塞检测和清理的装置。
现有技术中也有类似的技术，例如中国专利文献CN 206990281 U记载了一种烟气采样探头及吹扫系统，通过外壁吹扫和内壁吹扫进行滤芯中和管路的灰尘进行清理，但该系统不能预测CEMS探头中的堵塞趋势，在滤芯被杂质完全侵染之后再进行清扫会因为杂质与滤芯内部结构强力吸附而效果降低，且外壁清扫很容易造成由内壁清扫出的灰尘等杂质再次附着在滤芯上，因此需要一种能对CEMS探头的堵塞趋势做出准确判断且能高效清扫的装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新型CEMS系统防堵检测清理装置及方法，通过检测和监控CEMS探头内反吹管和外反吹管之间的压差值，并与烟道上的设置的压力传感器检测的烟气压力值进行比对监控，计算出CEMS探头的堵塞趋势，并通过独特的反吹装置和反吹方法对探头进行清理。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种CEMS系统防堵检测清理装置，包含探头箱，探头箱内设有CEMS探头，CEMS探头内的滤芯尾部出口连接的探头内反吹管上连接有内检测旁管，内检测旁管上设有内压传感器，CEMS探头侧壁上连接的探头外反吹管上连接有外检测旁管，外检测旁管上设有外压传感器，在检测的烟道外壁开口上设有烟道压力传感器，内压传感器、外压传感器和烟道压力传感器与监测清理控制器电连接，监测清理控制器监测内压传感器和外压传感器的压力值，并通过两者之间的大小比较判断外压传感器是否堵塞或者故障，若产生故障，则使用烟道压力传感器和内压传感器之间的压力差值作为比较对象，与控制器内置的差值表进行比对，若差值超出了设定阈值则判定探头堵塞，需开启清理功能，若外压传感器正常，则使用外压传感器和内压传感器之间的压力传感器差值作为比较对象，并与控制器内置的外压与差值的关系表比较，若若差值超出了设定阈值则判定探头堵塞，需开启清理功能。
上述的探头外反吹管与CEMS探头外壁的连接处，CEMS探头外壁开孔与探头内的导向吹管固定连接，在探头内反吹管上设有脉冲电磁阀，脉冲电磁阀与监测清理控制器电连接，在清理时，通过脉冲电磁阀发出经过蓄力后的脉冲气体，使堵塞滤芯的杂质排出，之后完全打开脉冲电磁阀，通过探头外反吹管向外排出杂质，通过导向吹管可以将外反吹管的方向朝向探头烟气排出的方向，而不会向滤芯吹导致已排出的滤芯粘连杂质再次吹至滤芯上，探头内反吹管产生的气体压力平衡外压力，使杂质不至于冲向滤芯。
上述的导向吹管设有垂直导管和平行导管，平行导管与探头内烟气进入的方向平行，平行导管上的管口正对于烟气进入的方向，平行导管使得外吹气体朝着杂质排出的方向，更利于排出。
上述的内检测旁管与探头内反吹管的连接点位于脉冲电磁阀和CEMS探头之间，在脉冲电磁阀关闭后，进行烟气内压力检测时内检测旁管仍与探头想通。
上述的探头外反吹管和导向吹管数量为2至6个，多个吹管更利于排出杂质。
上述的导向吹管位于探头的后部，更利于将前部的杂质排除。
上述的监测清理控制器与工控机和DCS系统电连接，可以将监测到的数据传输至DCS系统和工控机并予以显示。
上述的监测清理控制器采用PLC。
一种使用上述装置的检测和清理方法，其特征在于，方法具体步骤为：
S1：监测清理控制器收集内压传感器和外压传感器检测的压力值，若外压传感器压力值小于内压传感器，说明外压传感器被堵塞或者发生故障，此时将采集的烟道压力传感器与内压传感器之间的压力值作为比较值，与控制器内置的烟道压力与压差表比对，若差值超出了预定的阈值，则判定探头堵塞，启动清理功能，进入步骤S，若外压传感器压力值大于内压传感器，则进入步骤S2；
S2：监测清理控制器收集内压传感器和外压传感器检测的压力值，并将两者压差与控制器内置的外压力与压差表比对，若差值超出了预定的阈值，则判定探头堵塞，启动清理功能；
S3：清理功能开启时,先关闭取样电磁阀，防止反吹气体进入采样装置，影响清理后的监测结果，CEMS系统打开探头内反吹管的气阀，然后监测清理控制器发出脉冲信号，控制探头内反吹管上的脉冲电磁阀脉冲式开启，将堵塞滤芯的杂质吹出，此时监控脉冲气体发出时的内压传感器内压值，直至达到设定的畅通压力为止，若一直不能达到此压力，则发出报警提示进行滤芯更换；
S4：当内压达到设定值后，监测清理控制器控制脉冲电磁阀常开，同时CEMS系统打开探头外反吹管，清理气体沿着探头外反吹管进入导向吹管，气体沿着导向吹管开口的方向将滤芯吹出杂质排出探头，达到预设的时间或者预设的内外压力差后停止吹气，打开取样电磁阀，继续进行取样监测。
本发明提供的一种CEMS系统防堵检测清理装置和清理方法，通过检测CEMS探头内外腔之间的压力差值来判断探头是否有堵塞趋势，通过与控制器内置的差值与压力对照表比较判断是否需要进行清理，在清理时通过脉冲电磁阀先将滤芯上粘连的杂质排至腔内，再通过内外反吹将杂质排出探头，且设置了烟道压力检测防止探头外腔压力失真，装置稳妥可靠，可以及时处理探头堵塞趋势，并进行清理，可以大大提高CEMS系统工作的可靠性，延长探头滤芯的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为CEMS探头结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为CEMS探头与烟道及检测系统的连接示意图。
图中：探头箱1、CEMS探头2、滤芯3、探头内反吹管4、内检测旁管5、内压传感器6、探头外反吹管7、外检测旁管8、外压传感器9、烟道10、烟道压力传感器11、监测清理控制器12、导向吹管13、垂直导管14、平行导管15、脉冲电磁阀16、取样电磁阀17。
具体实施方式
如图1、3中所示，一种CEMS系统防堵检测清理装置，包含探头箱1，探头箱1内设有CEMS探头2，CEMS探头2内的滤芯3尾部出口连接的探头内反吹管4上连接有内检测旁管5，内检测旁管5上设有内压传感器6，CEMS探头2侧壁上连接的探头外反吹管7上连接有外检测旁管8，外检测旁管8上设有外压传感器9，在检测的烟道10外壁开口上设有烟道压力传感器11，内压传感器6、外压传感器9和烟道压力传感器11与监测清理控制器12电连接，监测清理控制器12监测内压传感器6和外压传感器9的压力值，并通过两者之间的大小比较判断外压传感器9是否堵塞或者故障，若产生故障，则使用烟道压力传感器11和内压传感器6之间的压力差值作为比较对象，与控制器内置的差值表进行比对，若差值超出了设定阈值则判定探头堵塞，需开启清理功能，若外压传感器9正常，则使用外压传感器9和内压传感器6之间的压力传感器差值作为比较对象，并与控制器内置的外压与差值的关系表比较，若若差值超出了设定阈值则判定探头堵塞，需开启清理功能。
如图2中所示，上述的探头外反吹管7与CEMS探头2外壁的连接处，CEMS探头2外壁开孔与探头内的导向吹管13固定连接，在探头内反吹管4上设有脉冲电磁阀16，脉冲电磁阀16与监测清理控制器12电连接，在清理时，通过脉冲电磁阀16发出经过蓄力后的脉冲气体，使堵塞滤芯3的杂质排出，之后完全打开脉冲电磁阀16，通过探头外反吹管7向外排出杂质，通过导向吹管13可以将外反吹管的方向朝向探头烟气排出的方向，而不会向滤芯3吹导致已排出的滤芯粘连杂质再次吹至滤芯上，探头内反吹管4产生的气体压力平衡外压力，使杂质不至于冲向滤芯3。
如图2中所示，上述的导向吹管13设有垂直导管14和平行导管15，平行导管15与探头内烟气进入的方向平行，平行导管15上的管口正对于烟气进入的方向，平行导管15使得外吹气体朝着杂质排出的方向，更利于排出。
如图1、2中所示，上述的内检测旁管5与探头内反吹管4的连接点位于脉冲电磁阀16和CEMS探头2之间，在脉冲电磁阀16关闭后，进行烟气内压力检测时内检测旁管5仍与探头想通。
如图2中所示，上述的探头外反吹管7和导向吹管13数量为2至6个，多个吹管更利于排出杂质。
如图2中所示，上述的导向吹管13位于探头的后部，更利于将前部的杂质排除。。
如图3中所示，上述的监测清理控制器12与工控机和DCS系统电连接，可以将监测到的数据传输至DCS系统和工控机并予以显示。
如图3中所示，上述的监测清理控制器12采用PLC。
一种使用述装置的检测和清理方法，其特征在于，方法具体步骤为：
S1：监测清理控制器12收集内压传感器6和外压传感器9检测的压力值，若外压传感器9压力值小于内压传感器6，说明外压传感器9被堵塞或者发生故障，此时将采集的烟道压力传感器11与内压传感器6之间的压力值作为比较值，与控制器内置的烟道压力与压差表比对，若差值超出了预定的阈值，则判定探头堵塞，启动清理功能，进入步骤S3，若外压传感器9压力值大于内压传感器6，则进入步骤S2；
S2：监测清理控制器12收集内压传感器6和外压传感器9检测的压力值，并将两者压差与控制器内置的外压力与压差表比对，若差值超出了预定的阈值，则判定探头堵塞，启动清理功能；
S3：清理功能开启时,先关闭取样电磁阀17，防止反吹气体进入采样装置，影响清理后的监测结果，CEMS系统打开探头内反吹管4的气阀，然后监测清理控制器12发出脉冲信号，控制探头内反吹管4上的脉冲电磁阀16脉冲式开启，将堵塞滤芯3的杂质吹出，此时监控脉冲气体发出时的内压传感器6内压值，直至达到设定的畅通压力为止，若一直不能达到此压力，则发出告警提示进行滤芯更换；
S4：当内压达到设定值后，监测清理控制器12控制脉冲电磁阀16常开，同时CEMS系统打开探头外反吹管7，清理气体沿着探头外反吹管7进入导向吹管13，气体沿着导向吹管13开口的方向将滤芯吹出杂质排出探头，达到预设的时间或者预设的内外压力差后停止吹气，打开取样电磁阀17，继续进行取样监测。

Claims (9)

1.一种CEMS系统防堵检测清理装置的检测和清理方法，检测清理装置包含探头箱（1），探头箱（1）内设有CEMS探头（2），其特征在于：CEMS探头（2）内的滤芯（3）尾部出口连接的探头内反吹管（4）上连接有内检测旁管（5），内检测旁管（5）上设有内压传感器（6），CEMS探头（2）侧壁上连接的探头外反吹管（7）上连接有外检测旁管（8），外检测旁管（8）上设有外压传感器（9），在检测的烟道（10）外壁开口上设有烟道压力传感器（11），内压传感器（6）、外压传感器（9）和烟道压力传感器（11）与监测清理控制器（12）电连接；
检测和清理方法具体步骤为：
S1：监测清理控制器（12）收集内压传感器（6）和外压传感器（9）检测的压力值，若外压传感器（9）压力值小于内压传感器（6），说明外压传感器（9）被堵塞或者发生故障，此时将采集的烟道压力传感器（11）与内压传感器（6）之间的压力值作为比较值，与控制器内置的烟道压力与压差表比对，若差值超出了预定的阈值，则判定探头堵塞，启动清理功能，进入步骤S3，若外压传感器（9）压力值大于内压传感器（6），则进入步骤S2；
S2：监测清理控制器（12）收集内压传感器（6）和外压传感器（9）检测的压力值，并将两者压差与控制器内置的外压力与压差表比对，若差值超出了预定的阈值，则判定探头堵塞，启动清理功能；
S3：清理功能开启时,先关闭取样电磁阀（17），防止反吹气体进入采样装置，影响清理后的监测结果，CEMS系统打开探头内反吹管（4）的气阀，然后监测清理控制器（12）发出脉冲信号，控制探头内反吹管（4）上的脉冲电磁阀（16）脉冲式开启，将堵塞滤芯（3）的杂质吹出，此时监控脉冲气体发出时的内压传感器（6）内压值，直至达到设定的畅通压力为止，若一直不能达到此压力，则发出报警提示进行滤芯更换；
S4：当内压达到设定值后，监测清理控制器（12）控制脉冲电磁阀（16）常开，同时CEMS系统打开探头外反吹管（7），清理气体沿着探头外反吹管（7）进入导向吹管（13），气体沿着导向吹管（13）开口的方向将滤芯吹出杂质排出探头，达到预设的时间或者预设的内外压力差后停止吹气，打开取样电磁阀（17），继续进行取样监测。
2.根据权利要求1所述的一种CEMS系统防堵检测清理装置的检测和清理方法，其特征是：所述的探头外反吹管（7）与CEMS探头（2）外壁的连接处，CEMS探头（2）外壁开孔与探头内的导向吹管（13）固定连接，在探头内反吹管（4）上设有脉冲电磁阀（16），脉冲电磁阀（16）与监测清理控制器（12）电连接。
3.根据权利要求2所述的一种CEMS系统防堵检测清理装置的检测和清理方法，其特征是：所述的导向吹管（13）设有垂直导管（14）和平行导管（15）。
4.根据权利要求3所述的一种CEMS系统防堵检测清理装置的检测和清理方法，其特征是：平行导管（15）与探头内烟气进入的方向平行，平行导管（15）上的管口正对于烟气进入的方向。
5.根据权利要求2所述的一种CEMS系统防堵检测清理装置的检测和清理方法，其特征是：所述的内检测旁管（5）与探头内反吹管（4）的连接点位于脉冲电磁阀（16）和CEMS探头（2）之间。
6.根据权利要求5所述的一种CEMS系统防堵检测清理装置的检测和清理方法，其特征是：所述的探头外反吹管（7）和导向吹管（13）数量为2至6个。
7.根据权利要求2所述的一种CEMS系统防堵检测清理装置的检测和清理方法，其特征是：所述的导向吹管（13）位于探头的后部。
8.根据权利要求1所述的一种CEMS系统防堵检测清理装置的检测和清理方法，其特征是：所述的监测清理控制器（12）与工控机和DCS系统电连接。
9.根据权利要求1所述的一种CEMS系统防堵检测清理装置的检测和清理方法，其特征是：所述的监测清理控制器（12）采用PLC。
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