CN112014521B - 一种烟气在线检测质量监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟气在线检测质量监控系统，包括烟囱、设于烟囱内的第一过滤装置、位于第一过滤装置上方设于烟囱内的第二过滤装置、用于对烟囱排出的烟气进行监测的在线监测设备；所述在线监测设备包括监测设备状态传感器、设备状态数据变送单元、气体动态配气单元、数据采集处理系统控制单元、现场操作APP、数据质量管控平台；本发明能够过滤烟囱内的颗粒灰尘，持续对烟气数据诊断监测，监测数据准确有效。
Description
技术领域
本发明涉及烟囱技术领域，尤其是涉及一种烟气在线检测质量监控系统。
背景技术
烟囱在使用过程中需要对排出的烟气进行监测，烟气在线监测数据作为环境管理、环境执法、环境治理的重要依据，数据的质量是监测设备环境应用的核心，监测设备数据质量包括数据有效性和数据准确性，数据有效性是监测设备是否正常运行的体现，数据准确性是分析仪表准确度的体现。一直以来，对监测设备运行情况和仪表准确性都是现场人员进行排查，通入标准样品进行判定，存在诊断不持续、人为判定失误、确定标样作假等明显不足；长时间对烟囱内的烟气进行监控过程中，烟囱内的颗粒灰尘会覆盖在检测设备上，影响监控数据的准确性。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种烟气在线检测质量监控系统，能够过滤烟囱内的颗粒灰尘，持续对烟气数据诊断监测，监测数据准确有效，。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种烟气在线检测质量监控系统，包括烟囱、设于烟囱内的第一过滤装置、位于第一过滤装置上方设于烟囱内的第二过滤装置、用于对烟囱排出的烟气进行监测的在线监测设备，所述在线监测设备包括监测设备状态传感器、设备状态数据变送单元、气体动态配气单元、数据采集处理系统控制单元、现场操作APP、数据质量管控平台；烟气先通过第一过滤装置进行处理，再通过第二过滤装置进行处理，最后通过在线监测设备对过滤后的烟气进行监测，监测设备状态传感器各项数据通过设备状态数据变送单元转变为信号，进入到数据采集处理系统控制单元中，通过气体动态配气单元得到盲样，进行盲样输出，接入到在线监测设备中，现场操作APP是手机通过配套APP软件与在线监测设备内置的蓝牙模块进行对接，实现数据互通，对在线监测的标样检测和加标核查工作，数据质量管控平台对系统运行情况，数据质量情况，并进行排名和重点问题报警提示，系统状态和数据质控各项数据综合分析，对在线分析设备进行诊断分析，判定现场设备正常运行情况和数据准确情况，对现场在线监测设备的故障统计，正常运行率统计，数据准备率统计等各项有效性审核，通过上述在线监测设备能够持续对烟气数据诊断监测，监测数据准确有效。
所述气体动态配气单元由气路流路单元、零气发生单元、混气单元、流量传感单元、数据处理单元、流量控制单元、配电电控单元、数据通信单元组成。
所述数据采集处理系统控制单元主要由数据采集接口单元、数据处理存储单元、控制设置触摸屏幕和数据输出接口单元组成。
所述第一过滤装置包括转动设于烟囱上的第一齿盘、与第一齿盘齿合的第一齿轮、由第一齿盘轴心向外等距设于多组导风环组、与多组导风环组一一对应设于其下方的多组收集组件、用于对多组收集组件固定的第一固定杆及第二固定杆、用于对收集组件清理的排污组件，所述多组导风环组由第一齿盘轴心向外依次变大。
所述导风环组包括第一圆环、等距环形分布固定设于第一圆环上的多个第一斜板，所述相邻两组导风环组上的多个第一斜板交错设置，所述第一斜板呈45°设置。
所述收集组件包括第二圆环、固定设于第二圆环内壁上的第三圆环、等距环形分布固定设于第二圆环上的多个第二斜板、同时固定设于多个第二斜板上的第四圆环，所述第二斜板呈45°设置，所述多个第二斜板与上方的导风环组上的多个第一斜板一一对应且二者相对设置。
所述排污组件包括转动设于烟囱上的第二齿盘、两端分别转动设于第四圆环和第三圆环上的转盘、等距环形分布一端固定设于第二齿盘上且贯穿固定设于转盘上的多个第一连接杆、等距环形分布固定设于转盘上的多个刮板、设于刮板上的第一斜面、设于第三圆环上的第一排污口、及第二排污口、与第二齿盘齿合的第二齿轮、用于驱动第二齿轮转动的第一电机、固定设于第一齿轮上且与第二齿轮齿合的第三齿轮、固定设于第三圆环上的第一排污管道及第二排污管道、设于第一排污管道上的多个第一进口、设于第二排污管道上的多个第二进口、设于第一排污管道内的第一螺旋送料浆、设于第二排污管道内的第二螺旋送料浆、用于驱动第一螺旋送料浆转动的第二电机、用于驱动第二螺旋送料浆转动的第三电机。
所述第二过滤装置包括等距环形分布设于烟囱上的多个第三固定杆、等距同时固定设于多个第三固定杆上的多个第一锥形板、设于第一锥形板上的第二斜面、等距环形分布设于烟囱上的多个第四固定杆、等距同时固定设于多个第三固定杆上的多个第二锥形板、设于第二锥形板上的第一延长环及第二延长环、设于烟囱上的布水组件、设于烟囱上的集水槽、设于集水槽上的排水口，所述多个第一锥形板由里到外逐渐变大，所述第二锥形板由里到外逐渐变大，所述第二锥形板上的第一延长环与相邻的第二锥形板上的第二延长环错位设置。
所述布水组件包括等距环形分布固定设于烟囱上的多个基座、同时固定设于多个基座上的第一挡水环、设于第一挡水环上的多个通孔、同时固定设于多个基座上的第二挡水环、设于第二挡水环上的第三斜面、固定设于烟囱上呈台阶状的环形底板、等距环形分布设于烟囱上的多个进水管。
本发明具有以下优点：烟气先通过第一过滤装置进行处理，再通过第二过滤装置进行处理，最后通过在线监测设备对过滤后的烟气进行监测，监测设备状态传感器各项数据通过设备状态数据变送单元转变为信号，进入到数据采集处理系统控制单元中，通过气体动态配气单元得到盲样，进行盲样输出，接入到在线监测设备中，现场操作APP是手机通过配套APP软件与在线监测设备内置的蓝牙模块进行对接，实现数据互通，对在线监测的标样检测和加标核查工作，数据质量管控平台对系统运行情况，数据质量情况，并进行排名和重点问题报警提示，系统状态和数据质控各项数据综合分析，对在线分析设备进行诊断分析，判定现场设备正常运行情况和数据准确情况，对现场在线监测设备的故障统计，正常运行率统计，数据准备率统计等各项有效性审核，通过上述在线监测设备能够持续对烟气数据诊断监测，监测数据准确有效。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的正面示意图。
图3为图2中的A-A线的剖视图。
图4为图2中的A-A线的结构剖视图。
图5为图4中的A处放大图。
图6为图4中的B处放大图。
图7为本发明的侧面示意图。
图8为图7中的B-B线的部分剖视图。
图9为图8中的C处放大图。
图10为图8中的E处放大图。
图11为图7中的B-B线的部分结构剖视图。
图12为图11中的D处放大图。
图13为图3中的C-C线的部分剖视图。
图14为图3中的D-D线的部分剖视图。
图15为图3中的E-E线的部分剖视图。
图16为在线监测设备运行诊断报告逻辑图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如图1-16所示，一种烟气在线检测质量监控系统，包括烟囱1、设于烟囱内的第一过滤装置2、位于第一过滤装置上方设于烟囱内的第二过滤装置3、用于对烟囱排出的烟气进行监测的在线监测设备4，所述在线监测设备4包括监测设备状态传感器、设备状态数据变送单元、系统配电单元、标准气体、设备气路控制单元、气体动态配气单元、数据采集处理系统控制单元、现场操作APP、数据质量管控平台；烟气先通过第一过滤装置进行处理，再通过第二过滤装置进行处理，最后通过在线监测设备对过滤后的烟气进行监测，监测设备状态传感器各项数据通过设备状态数据变送单元转变为信号，进入到数据采集处理系统控制单元中，通过气体动态配气单元得到盲样，进行盲样输出，接入到在线监测设备中，现场操作APP是手机通过配套APP软件与在线监测设备内置的蓝牙模块进行对接，实现数据互通，对在线监测的标样检测和加标核查工作，数据质量管控平台对系统运行情况，数据质量情况，并进行排名和重点问题报警提示，系统状态和数据质控各项数据综合分析，对在线分析设备进行诊断分析，判定现场设备正常运行情况和数据准确情况，对现场在线监测设备的故障统计，正常运行率统计，数据准备率统计等各项有效性审核，通过上述在线监测设备能够持续对烟气数据诊断监测，监测数据准确有效；监测设备状态传感器是各类型传感器，比如温度数据反应系统加热情况，压力数据反应取样能力情况，流量数据反应取样对象情况，能耗数据反应系统整体运行情况，各项数据通过变送单元转变为RS485信号，进入到数据采集处理系统控制单元中；设备状态传感器根据烟气在线监测设备的运行关键节点建立运行标准集，对标准集中关键点数据进行传感获取，并根据设备正常运行要求进行节点数据的判定；数据采集处理系统控制单元结合了数据采集、数据存储、数据处理、数据反控等各项技术，实现现场在线监测设备的数据质量核查。
进一步的，所述现场操作APP包括设备对接、设备状体、设备控制、历史调阅、站点配置；设备对接功能是指手机通过配套APP软件与在线监测设备水机质量监控系统内置的蓝牙/NFC模块进行设备对接，实现数据互通；设备状态是指手机端可通过APP软件查看现场在线监测设备的运行状态；设备控制是指通过APP可进行质控系统对在线监测设备的标样检测和加标核查工作；历史调阅是查询历史设备数据和控制数据；站点配置是现场站点基本信息的定义。
进一步的，所述数据质量管控平台是部署于管控中心的服务器中，数据质量管控平台可以单独作为一个平台，也可以与现有污染源在线监控平台进行合并成一个平台软件，管控平台重点功能：平台GIS功能是通过地图进行区域范围在线监测设备的运行情况，数据质量情况，并进行排名和重点问题报警提示；实时监控功能是通过列表、曲线实时动态反馈区域整体现场在线监测设备运行状态和数据质量情况；设备状态功能是通过动态图像形象反应现场监测设备运行情况和各关键点位数据情况；数据质控功能是通过远程命令或者远程设置，控制现场数据质控系统进行标气配置、盲样配置、加标监测，从而分析分析设备数据质量情况；诊断分析功能是通过设备状态和数据质控各项数据综合分析，对在线分析设备进行诊断分析，判定现场设备正常运行情况和数据准确情况；统计报表功能是对现场在线监测设备的故障统计，设备正常运行率统计，数据准备率统计等各项有效性审核功能；系统设置功能是指进行现在在线分析设备的品牌型号、数据质控系统的编号、系统权限等进行设置；嵌入监测设备加标回收检测技术和监测设备运行诊断算法，实现管理部门对区域设备运行，现场在线监测设备数据质量，监测准确性等各项业务管理功能。
所述气体动态配气单元由气路流路单元、零气发生单元、混气单元、流量传感单元、数据处理单元、流量控制单元、配电电控单元、数据通信单元组成；通过空气过滤和除干扰气获得零空气，或者直接输入氮气，通过标气的选择和流量控制，与零气混合，得到所需浓度的标气，动态配置出来的标气也可以单独输出作为标定使用，在线监测设备样品气体通过流量控制与配置气体进行混合，得到盲样，进行盲样输出，接入到在线监测设备中；结合零气发生、动态校准、流量管控各项技术实现产气、配气、混气等功能；气体动态配气单元得到设定浓度的混合标气，结合流量控制技术，实现样品的加标回收检测，反向核算在线监测设备的数据质量，分析监测设备数据有效率。
所述数据采集处理系统控制单元主要由数据采集接口单元、数据处理存储单元、控制设置触摸屏幕和数据输出接口单元组成，实现数据采集接入，控制数据输出、数据处理、数据存储、数据操作、数据输出等各项功能。
所述第一过滤装置2包括转动设于烟囱上的第一齿盘21、与第一齿盘齿合的第一齿轮22、由第一齿盘轴心向外等距设于多组导风环组23、与多组导风环组一一对应设于其下方的多组收集组件24、用于对多组收集组件固定的第一固定杆25及第二固定杆26、用于对收集组件清理的排污组件27，所述多组导风环组由第一齿盘轴心向外依次变大；通过第一固定杆和第二固定杆能够使多组收集组件能够进行固定，烟气依次经过多组收集组件和多组导风环组，烟气经过相邻导风环组之间时，通过第一齿轮转动带动第一齿盘转动，第一齿盘转动过程中使多组导风环组跟着一起转动，通过转动的导风环组使烟气中的大颗粒灰尘下移，并落入收集组件内，烟气继续上移，通过排污组件对收集组件内的颗粒杂质进行清理，避免大颗粒灰尘过多的堆积在收集组件内，完成对烟气中的大颗粒灰尘进行收集。
所述导风环组23包括第一圆环231、等距环形分布固定设于第一圆环上的多个第一斜板232，所述相邻两组导风环组上的多个第一斜板交错设置，所述第一斜板呈45°设置；第一齿盘转动过程中带动多组导风环组转动，使导风环组上的多个第一斜板进行公转，烟气从相邻第一斜板之间通过过程中，通过转动的多个第一斜板及呈45°设置能够使大颗粒灰尘折射，使大颗粒灰尘下移落入收集组件内。
所述收集组件24包括第二圆环241、固定设于第二圆环内壁上的第三圆环242、等距环形分布固定设于第二圆环上的多个第二斜板243、同时固定设于多个第二斜板上的第四圆环244，所述第二斜板呈45°设置，所述多个第二斜板与上方的导风环组上的多个第一斜板一一对应且二者相对设置；通过收集组件和导风环组的位置关系和配合，使大颗粒灰尘更容易进入收集组件内，可避免向上的烟气带动大颗粒灰尘上移，通过第二圆环和第三圆环及第四圆环形成U型腔，使大颗粒灰尘能够位于U型腔内，通过多个第二斜板设置可避免大颗粒灰尘进入U型腔内后再次从中反射出来，减小第一斜板转动过程中对U型腔内的大颗粒灰尘的影响，所述第二斜板呈45°设置，及所述多个第二斜板与上方的导风环组上的多个第一斜板一一对应且二者相对设置，对大颗粒灰尘起到缓冲，使其能够快速准确且平稳的落入U型腔内。
所述排污组件27包括转动设于烟囱上的第二齿盘271、两端分别转动设于第四圆环和第三圆环上的转盘272、等距环形分布一端固定设于第二齿盘上且贯穿固定设于转盘上的多个第一连接杆273、等距环形分布固定设于转盘上的多个刮板274、设于刮板上的第一斜面275、设于第三圆环上的第一排污口276、及第二排污口277、与第二齿盘齿合的第二齿轮278、用于驱动第二齿轮转动的第一电机279、固定设于第一齿轮上且与第二齿轮齿合的第三齿轮280、固定设于第三圆环上的第一排污管道281及第二排污管道282、设于第一排污管道上的多个第一进口283、设于第二排污管道上的多个第二进口284、设于第一排污管道内的第一螺旋送料浆285、设于第二排污管道内的第二螺旋送料浆286、用于驱动第一螺旋送料浆转动的第二电机287、用于驱动第二螺旋送料浆转动的第三电机288；第一电机驱动第二齿轮转动，所述第二齿轮与第三齿轮齿合，从而使第三齿轮和第二齿盘同时转动，所述第三齿轮固定设于第一齿轮上，从而使第一齿轮转动，第一齿轮大于第二齿合和第三齿轮，从而第一齿盘的转动大于第二齿盘的转速，第二齿盘转动过程中通过多个第一连接杆使转盘转动，转盘转动过程中使其上的多个刮板公转，推动位于U型腔内的大颗粒灰尘，使其能够向第一排污口和第二排污口处移动，第一排污口与第一进口重合，第二排污口与第二进口重合，使通过大颗粒灰尘通过第一进口和第二进口进入第一排污管道和第二排污管道内，通过第二电机和第三电机驱动第一螺旋送料浆和第二螺旋送料浆转动，使位于第一排污管道和第二排污管道内大颗粒灰尘向第一排污管道和第二排污管道出口处移动，通过刮板上的第一斜面设置使其移动时能够对大颗粒灰尘堆积该处，并对大颗粒灰尘向下的力，使大颗粒灰尘能够进入第一排污管道和第二排污管道内，可避免第一排污口、第二排污口和第一进口及第二进口堵塞。
所述第二过滤装置3包括等距环形分布设于烟囱上的多个第三固定杆31、等距同时固定设于多个第三固定杆上的多个第一锥形板32、设于第一锥形板上的第二斜面33、等距环形分布设于烟囱上的多个第四固定杆34、等距同时固定设于多个第三固定杆上的多个第二锥形板35、设于第二锥形板上的第一延长环36及第二延长环37、设于烟囱上的布水组件38、设于烟囱上的集水槽39、设于集水槽上的排水口310，所述多个第一锥形板由里到外逐渐变大，所述第二锥形板由里到外逐渐变大，所述第二锥形板上的第一延长环与相邻的第二锥形板上的第二延长环错位设置；烟气经过第一过滤装置处理后先经过相邻两个第二锥形板之间穿过，通过第二锥形板设置能够使通过的烟气向下流动，在整体向上流动，延长烟气的流动时间，最后从而相邻两个第一锥形板之间通过，通过布水组件使水布满第一锥形板上表面，并从而相邻两个第一锥形板之间均匀的下落，即烟气和水同时从相邻两个第一锥形板之间通过且相对流动，使烟气和水充分的混合，水吸收烟气中的热量和小颗粒灰尘，水通过相邻两个第一锥形板之间后还会与烟气继续混合，大大提高了混合的时间，及使小颗粒灰尘充分的与烟气混合，通过第一延长环和第二延长环设置能够避免水从相邻两个第二锥形板之间通过，使水集中在集水槽内，并通过排水口排出，对热水中的热量进行回收利用，再对水进行过滤回收利用，通过第二斜面设置能够使水容易堆积在相邻两个第一锥形板之间，使其均匀的通过相邻两个第一锥形板之间；通过第二过滤装置设置能够借用雨水使用，即有助于烟囱雨天的使用，通过第二锥形板设置能够使水沿着其表面流动，形成瀑布使水与烟气充分的混合，再通过第一锥形板设置使水再次与烟气充分混合；通过第一过滤装置和第二过滤装置去除烟气中的灰尘，避免灰尘覆盖在监测设备状态传感器上而影响对烟气的检测。
所述布水组件38包括等距环形分布固定设于烟囱上的多个基座381、同时固定设于多个基座上的第一挡水环382、设于第一挡水环上的多个通孔383、同时固定设于多个基座上的第二挡水环384、设于第二挡水环上的第三斜面385、固定设于烟囱上呈台阶状的环形底板386、等距环形分布设于烟囱上的多个进水管387；通过环形底板设置能够对从多个进水管进入水起到缓冲作用，使水能够沿着第一锥形板流动，通过第一挡水环设置能够再次对进入的水起到缓冲作用，通过其上的多个通孔设置能够减少第一挡水环对水的反作用力，同时使水能够通过多个通孔流入第一挡水环上表面，使水沿着第一挡水环上表面向第一锥形板方向流动，即使水能够沿着第一挡水环上下表面进行流动，使水能够均匀的沿着第一锥形板流动，再通过第二挡水环对位于第一锥形板上流动的水进行导向，使位于第一锥形板上的水能够沿着其表面流动，通过第二挡水环上的第三斜面设置能够对流动的水进行平稳的导向。
上述第一电机、第二电机、第三电机为市场上购买得到的。
Claims (7)
1.一种烟气在线检测质量监控系统，其特征在于：包括烟囱(1)、设于烟囱内的第一过滤装置(2)、位于第一过滤装置上方设于烟囱内的第二过滤装置(3)、用于对烟囱排出的烟气进行监测的在线监测设备(4)，所述在线监测设备(4)包括监测设备状态传感器、设备状态数据变送单元、气体动态配气单元、数据采集处理系统控制单元、现场操作APP、数据质量管控平台；
所述第一过滤装置(2)包括转动设于烟囱上的第一齿盘(21)、与第一齿盘齿合的第一齿轮(22)、沿第一齿盘轴心向外等距设置的多组导风环组(23)、与多组导风环组一一对应设于其下方的多组收集组件(24)、用于对多组收集组件固定的第一固定杆(25)及第二固定杆(26)、用于对收集组件清理的排污组件(27)，所述多组导风环组由第一齿盘轴心向外依次变大；
所述收集组件(24)包括第二圆环(241)、固定设于第二圆环内壁上的第三圆环(242)、等距环形分布固定设于第二圆环上的多个第二斜板(243)、同时固定设于多个第二斜板上的第四圆环(244)，所述第二斜板呈45°设置，所述多个第二斜板与上方的导风环组上的多个第一斜板一一对应且二者相对设置。
2.根据权利要求1所述的一种烟气在线检测质量监控系统，其特征在于：所述气体动态配气单元由气路流路单元、零气发生单元、混气单元、流量传感单元、数据处理单元、流量控制单元、配电电控单元、数据通信单元组成。
3.根据权利要求1所述的一种烟气在线检测质量监控系统，其特征在于：所述数据采集处理系统控制单元主要由数据采集接口单元、数据处理存储单元、控制设置触摸屏幕和数据输出接口单元组成。
4.根据权利要求1所述的一种烟气在线检测质量监控系统，其特征在于：所述导风环组(23)包括第一圆环(231)、等距环形分布固定设于第一圆环上的多个第一斜板(232)，所述相邻两组导风环组上的多个第一斜板交错设置，所述第一斜板呈45°设置。
5.根据权利要求1所述的一种烟气在线检测质量监控系统，其特征在于：所述排污组件(27)包括转动设于烟囱上的第二齿盘(271)、两端分别转动设于第四圆环和第三圆环上的转盘(272)、等距环形分布一端固定设于第二齿盘上且贯穿固定设于转盘上的多个第一连接杆(273)、等距环形分布固定设于转盘上的多个刮板(274)、设于刮板上的第一斜面(275)、设于第三圆环上的第一排污口(276)、及第二排污口(277)、与第二齿盘齿合的第二齿轮(278)、用于驱动第二齿轮转动的第一电机(279)、固定设于第一齿轮上且与第二齿轮齿合的第三齿轮(280)、固定设于第三圆环上的第一排污管道(281)及第二排污管道(282)、设于第一排污管道上的多个第一进口(283)、设于第二排污管道上的多个第二进口(284)、设于第一排污管道内的第一螺旋送料浆(285)、设于第二排污管道内的第二螺旋送料浆(286)、用于驱动第一螺旋送料浆转动的第二电机(287)、用于驱动第二螺旋送料浆转动的第三电机(288)。
6.根据权利要求1所述的一种烟气在线检测质量监控系统，其特征在于：所述第二过滤装置(3)包括等距环形分布设于烟囱上的多个第三固定杆(31)、等距同时固定设于多个第三固定杆上的多个第一锥形板(32)、设于第一锥形板上的第二斜面(33)、等距环形分布设于烟囱上的多个第四固定杆(34)、等距同时固定设于多个第四固定杆上的多个第二锥形板(35)、设于第二锥形板上的第一延长环(36)及第二延长环(37)、设于烟囱上的布水组件(38)、设于烟囱上的集水槽(39)、设于集水槽上的排水口(310)，所述多个第一锥形板由里到外逐渐变大，所述第二锥形板由里到外逐渐变大，所述第二锥形板上的第一延长环与相邻的第二锥形板上的第二延长环错位设置。
7.根据权利要求6所述的一种烟气在线检测质量监控系统，其特征在于：所述布水组件(38)包括等距环形分布固定设于烟囱上的多个基座(381)、同时固定设于多个基座上的第一挡水环(382)、设于第一挡水环上的多个通孔(383)、同时固定设于多个基座上的第二挡水环(384)、设于第二挡水环上的第三斜面(385)、固定设于烟囱上呈台阶状的环形底板(386)、等距环形分布设于烟囱上的多个进水管(387)。
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