CN112067747A - 一种烟气在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种烟气在线监测系统，包括监测箱和数据处理设备；监测箱包括由下至上依次设置的进气管、冷却部、检测部和排气管；使用时，进气管伸入到烟囱内，冷却部、检测部和排气管均不伸入到烟囱内；进气管用于对烟气进行采集；冷却部用于利用烟气与环境温度的温差对采集的烟气进行冷却；检测部内设置有传感器，传感器用于对冷却后的烟气进行检测；排气管用于将检测完毕的烟气排出；数据处理设备与传感器通讯连接，用于对传感器所输出的信号进行处理。本公开实施例技术方案可以实现烟气排放浓度值快速反应的目的，可以减少烟气在线监测系统的制作成本，同时可以实现实时监测，历史数据查看、历史数据导出、数值统计以及超标报警等功能。
Description
技术领域
本公开涉及烟气监测技术领域，尤其涉及一种烟气在线监测系统。
背景技术
中国的二氧化硫和二氧化碳的排放量已分别居世界第一位和第二位。造成大气质量严重污染的主要原因是以燃煤为主的能源结构，而中国发电行业70％为燃煤发电。燃煤电厂排放烟气中含有烟尘、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及少量一氧化碳，烟尘直接影响到大气的环境质量，二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等均为酸性气体，是酸雨形成的主要因素。燃煤电厂烟气污染物的排放控制，首先应做好污染源的环境监测工作，它是环境管理的基础和标尺。烟气监测是进行污染源的环境监测工作中一个重要方面。
目前，烟气在线监测系统在进行烟气监测时，需要将烟气利用采样泵吸入到监测设备，然后再将吸入的烟气输入到制冷器进行气体冷凝处理，整个预处理过程花费时间长，导致烟气排放的浓度值不能快速的反应，另外，由于需要用到采样泵和制冷器，这使得烟气在线监测系统的制作成本高，用户体验不佳。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种烟气在线监测系统。
第一方面，本公开提供了一种烟气在线监测系统，包括监测箱和数据处理设备；
所述监测箱包括由下至上依次设置的进气管、冷却部、检测部和排气管；使用时，所述进气管伸入到烟囱内，所述冷却部、所述检测部和所述排气管均不伸入到烟囱内；
所述进气管用于对烟气进行采集；
所述冷却部用于利用烟气与环境温度的温差对采集的烟气进行冷却；
所述检测部内设置有传感器，所述传感器用于对冷却后的烟气进行检测；
所述排气管用于将检测完毕的烟气排出；
所述数据处理设备与所述传感器通讯连接，用于对传感器所输出的信号进行处理。
进一步地，所述冷却部内设置有多个挡板，多个所述挡板将所述冷却部内烟气流动通道分割为蛇形。
进一步地，所述挡板、所述冷却部的底面以及所述进气管中至少一处相对水平面倾斜，以使在冷却过程中从所述烟气分离出的冷却水从所述监测箱流出。
进一步地，还包括防雨帽；
所述防雨帽呈伞状，位于所述排气管出气口处，并遮挡所述出气口。
进一步地，所述传感器包括探头和与所述探头电连接的检测电路；
所述探头位于所述检测部内，并暴露于所述烟气的流动通道内；所述检测电路的设置位置与所述探头的设置位置相分离，并且不暴露于所述烟气的流动通道内。
进一步地，使用时，所述冷却部和所述检测部距所述烟囱的距离均在15mm-30mm的范围之内。
进一步地，所述数据处理设备包括人机交互设备、电源和模拟量采集模块；
所述人机交互设备与所述模拟量采集模块通信连接，所述模拟量采集模块还与所述传感器通信连接；
所述电源与所述人机交互设备和所述模拟量采集模块均电连接。
进一步地，所述人机交互设备包括：数据处理模块、指令获取模块、数据显示模块以及数据保存模块；
所述数据处理模块用于将模拟量采集模块所输出的模拟量进行处理，形成烟气参数；
所述数据保存模块，用于对所述烟气参数进行保存；
所述指令获取模块用于获取用户输入的控制指令；
所述数据显示模块用于基于用户输入的控制指令，显示下述数据中的至少一项：当前烟气参数、历史烟气参数以及烟气参数的统计结果。
进一步地，所述人机交互设备还包括：数据导出模块；
所述数据导出模块，用于将所述烟气参数导出。
进一步地，所述人机交互设备还包括：报警模块；
所述报警模块，用于若当前所述烟气参数超标时，发出报警信息。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
由于实际中，烟囱中烟气温度较高，其密度较小，会不断向上流动，本公开实施例提供的技术方案通过设置监测箱包括由下至上依次设置的进气管、冷却部、检测部和排气管，其利用热空气的流动特性将烟气引入到监测箱中，不需要利用采样泵。
本公开实施例提供的技术方案利用烟气与环境温度的温差对采集的烟气进行冷却，整个冷却过程在烟气流动过程中完成，不需要将烟气输入到制冷器进行气体冷凝处理，因此，其可以节省预处理过程花费时长，实现烟气排放浓度值快速反应的目的。
另外，由于本公开实施例提供的技术方案不需要采用采样泵，也不需要采用制冷器，其可以减少烟气在线监测系统的制作成本，提高用户体验。
本公开实施例提供的技术方案还可以使得该烟气在线监测系统能够同时实现实时监测，历史数据查看、历史数据导出、数值统计以及超标报警等功能，丰富了该烟气在线监测系统的功能，使得该烟气在线监测系统使用更加方便。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例提供的一种烟气在线监测系统中监测箱使用时的正视结构示意图；
图2为本公开实施例提供的一种烟气在线监测系统中监测箱的侧视结构示意图；
图3为本公开实施例提供的另一种烟气在线监测系统中监测箱使用时的正视结构示意图；
图4为本公开实施例提供的另一种烟气在线监测系统中数据处理设备的结构框图；
图5-13为本公开实施例提供的人机交互设备中几种人机交互界面的示意。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
本公开实施例提供一种烟气在线监测系统。该烟气在线监测系统包括监测箱和数据处理设备。图1为本公开实施例提供的一种烟气在线监测系统中监测箱使用时的正视结构示意图。图2为本公开实施例提供的一种烟气在线监测系统中监测箱的侧视结构示意图。参见图1和图2，该监测箱包括由下至上依次设置的进气管11、冷却部12、检测部13和排气管14；使用时，进气管11伸入到烟囱20内，冷却部12、检测部13和排气管14均不伸入到烟囱20内；进气管11用于对烟气进行采集；冷却部12用于利用烟气与环境温度的温差对采集的烟气进行冷却；检测部13内设置有传感器131，传感器131用于对冷却后的烟气进行检测；排气管14用于将检测完毕的烟气排出。数据处理设备与传感器131通讯连接，用于对传感器131所输出的信号进行处理。
由于上述技术方案中，冷却部12不伸入到烟囱20内，而是暴露在烟囱20外的大气环境中。大气环境的环境温度通常最高为45℃，其远低于烟气温度(约为70℃)，这样使得冷却部可以利用烟气与环境温度的温差对采集的烟气进行冷却。
因此，上述技术方案利用烟气与环境温度的温差对采集的烟气进行冷却，整个冷却过程在烟气流动过程中完成，不需要将烟气输入到制冷器进行气体冷凝处理，因此，其可以节省预处理过程花费时长，实现烟气排放浓度值快速反应的目的。
另外，由于实际中，烟囱中烟气温度较高，其密度较小，会不断向上流动，上述技术方案中，通过设置监测箱包括由下至上依次设置的进气管、冷却部、检测部和排气管，其利用热空气的流动特性将烟气引入到监测箱中，不需要利用采样泵。
由于上述技术方案不需要采用采样泵，也不需要采用制冷器，其可以减少烟气在线监测系统的制作成本，提高用户体验。
可选地，上述技术方案中，传感器131为浓度传感器。
继续参见图1和图2，可选地，冷却部12内设置有多个挡板121，多个挡板121将冷却部12内烟气流动通道分割为蛇形。这样设置的实质是，延长冷却部12内烟气流动通道的长度，使得烟气具有足够长的时间进行冷却。可选地，继续参见图1，可以设置多个挡板121设置于冷却部12内壁相对的两侧，并且多个挡板121呈插指状排列。
可选地，挡板、冷却部的底面以及进气管中至少一处相对水平面倾斜，以使在冷却过程中从烟气分离出的冷却水从监测箱流出。示例性地，在图1中，冷却部的底面以及进气管相对水平面均倾斜。图3为本公开实施例提供的另一种烟气在线监测系统中监测箱使用时的正视结构示意图。在图3中，挡板、冷却部的底面以及进气管均相对水平面倾斜。
可选地，继续参见图1-图3，该烟气在线监测系统还包括防雨帽15；防雨帽15呈伞状，位于排气管14出气口处，并遮挡出气口。防雨帽15的设计可以避免因外界下雨导致雨水渗漏到监测箱内。
可选地，继续参见图1-图3，传感器131包括探头1311和与探头1311电连接的检测电路1312；探头1311位于检测部13内，并暴露于烟气的流动通道内；检测电路1312的设置位置与探头的设置位置相分离，并且不暴露于烟气的流动通道内。这样设置可以起到保护传感器131的检测电路1312，同时可以方便传感器的检修、保养。
可选地，使用时，冷却部12和检测部13距烟囱20的距离均在15mm-30mm的范围之内。这样设置使得冷却部12与烟囱20之间形成狭缝，检测部13与烟囱20之间形成狭缝。狭缝的设置有利于提高狭缝处空气的流速，进而加快冷却部12与外部环境的热交换，加快检测部13与外部环境的热交换，使得冷却部12和检测部13在整个检测的过程中，始终保持较低的温度。
图4为本公开实施例提供的另一种烟气在线监测系统中数据处理设备的结构框图。参见图4，该数据处理设备包括人机交互设备31、电源32和模拟量采集模块33；人机交互设备31与模拟量采集模块33通信连接，模拟量采集模块33还与传感器131通信连接；电源32与人机交互设备31和模拟量采集模块33均电连接，用于为人机交互设备31和模拟量采集模块33供电。
可选地，人机交互设备31与模拟量采集模块33通过RS432通信口连接。
模拟量采集模块33用于将传感器131输出的信号转化为模拟量。需要说明的是，在实际中，模拟量采集模块33可以集成在人机交互设备31中。
可选地，可以设置人机交互设备31包括：数据处理模块、指令获取模块、数据显示模块以及数据保存模块；数据处理模块用于将模拟量采集模块所输出的模拟量进行处理，形成烟气参数；数据保存模块，用于对烟气参数进行保存；指令获取模块用于获取用户输入的控制指令；数据显示模块用于基于用户输入的控制指令，显示下述数据中的至少一项：当前烟气参数、历史烟气参数以及烟气参数的统计结果。这样设置的实质是将模拟量采集模块33输入的模拟量转化为烟气参数值，并进行显示。这样可以使得烟气监测结果可视化，便于工作人员了解当前烟气情况。
可选地，该人机交互设备还包括数据导出模块；数据导出模块，用于将烟气参数导出。这样可以使得该烟气在线监测系统更加智能化。
可选地，该人机交互设备还包括报警模块；报警模块，用于若当前烟气参数超标时，发出报警信息。这样可以使得该烟气在线监测系统更加智能化。
通过上述设置，可以使得该烟气在线监测系统能够同时实现实时监测、历史数据查看、历史数据导出、数值统计以及超标报警等功能，丰富了该烟气在线监测系统的功能，使得该烟气在线监测系统使用更加方便。
可选地，可以利用MCGS组态软件编写人机交互设备31的各功能模块，如数据处理模块、指令获取模块、数据显示模块、数据导出模块、报警模块以及数据保存模块等。
图5为本公开实施例提供的人机交互设备中一种人机交互界面的示意。可选地，参见图5，可以采用昆仑通泰触摸屏作为指令获取模块和数据显示模块。
继续参见图5，当前烟气参数(即实时数据)采用显示框的编程进行显示，通过显示框可以直观的观察到监测气体对应成分的浓度值，本实施例中主要进行了CO浓度的监测、NO浓度监测、NO2浓度监测、SO2浓度监测、温度监测以及湿度监测。
图6和图7为本公开实施例提供的人机交互设备中另外两种人机交互界面的示意。历史烟气参数(即历史数据)可以实时的显示监测气体浓度的历史数据。可选地，历史数据可以保存2年的监测数据。图8为本公开实施例提供的人机交互设备中另一种人机交互界面的示意。参见图8，可以通过历史数据的选择按键进行历史数据的选择。
图9和图10为本公开实施例提供的人机交互设备中另外两种人机交互界面的示意。数据统计功能主要对监测数据进行了1小时平均值的统计和24小时平均值的统计。因为按照GB18485排放标准的需要对烟气排放值进行1小时平均值和24小时平均值的监测，用于与标准值进行对比。所以本公开进行了监测数据的统计。统计之后的数据通过显示框和历史数据界面进行显示，如图9和图10所示。
图11为本公开实施例提供的人机交互设备中另一种人机交互界面的示意。数据导出用于将监测的历史数据使用可移动存储设备导出，导出后的格式为EXCEL，非常方便用户对监测数据的分析。导出数据界面通过设置开始日期、开始时间、截止日期以及截止时间对所要导出的数据进行筛选，在设定完筛选日期后，点击导出按键即可将数据导出到移动存储设备上，导出的结果将显示在导出状态栏中。数据导出界面如图11所示。
图12为本公开实施例提供的另一种人机交互设备中人机交互界面的示意。报警信息用于显示超标的检测量，检测的数据分别对1小时平均值和24小时平均值与GB18485排放标准进行对比，如果有超标的数据，则其超标信息直接显示在报警界面上，用于帮助用户分析设备与烟气排放的关系。报警信息如图12所示。
图13为本公开实施例提供的另一种人机交互设备中人机交互界面的示意。模拟量采集使用MCGS软件进行设备的通信连接，通信连接采用modbus485通信协议，通过设定通信参数将人机界面与模拟量采集模块进行连接，并通过通道设置进行采集通道的预处理设置，使得人机界面显示的值为监测的实际值。模拟量采集界面如图13所示。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种烟气在线监测系统，其特征在于，包括监测箱和数据处理设备；
所述监测箱包括由下至上依次设置的进气管、冷却部、检测部和排气管；使用时，所述进气管伸入到烟囱内，所述冷却部、所述检测部和所述排气管均不伸入到烟囱内；
所述进气管用于对烟气进行采集；
所述冷却部用于利用烟气与环境温度的温差对采集的烟气进行冷却；
所述检测部内设置有传感器，所述传感器用于对冷却后的烟气进行检测；
所述排气管用于将检测完毕的烟气排出；
所述数据处理设备与所述传感器通讯连接，用于对传感器所输出的信号进行处理。
2.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于，
所述冷却部内设置有多个挡板，多个所述挡板将所述冷却部内烟气流动通道分割为蛇形。
3.根据权利要求2所述的烟气在线监测系统，其特征在于，所述挡板、所述冷却部的底面以及所述进气管中至少一处相对水平面倾斜，以使在冷却过程中从所述烟气分离出的冷却水从所述监测箱流出。
4.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于，还包括防雨帽；
所述防雨帽呈伞状，位于所述排气管出气口处，并遮挡所述出气口。
5.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于，所述传感器包括探头和与所述探头电连接的检测电路；
所述探头位于所述检测部内，并暴露于所述烟气的流动通道内；所述检测电路的设置位置与所述探头的设置位置相分离，并且不暴露于所述烟气的流动通道内。
6.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于，使用时，所述冷却部和所述检测部距所述烟囱的距离均在15mm-30mm的范围之内。
7.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于，所述数据处理设备包括人机交互设备、电源和模拟量采集模块；
所述人机交互设备与所述模拟量采集模块通信连接，所述模拟量采集模块还与所述传感器通信连接；
所述电源与所述人机交互设备和所述模拟量采集模块均电连接。
8.根据权利要求7所述的烟气在线监测系统，其特征在于，所述人机交互设备包括：数据处理模块、指令获取模块、数据显示模块以及数据保存模块；
所述数据处理模块用于将模拟量采集模块所输出的模拟量进行处理，形成烟气参数；
所述数据保存模块，用于对所述烟气参数进行保存；
所述指令获取模块用于获取用户输入的控制指令；
所述数据显示模块用于基于用户输入的控制指令，显示下述数据中的至少一项：当前烟气参数、历史烟气参数以及烟气参数的统计结果。
9.根据权利要求8所述的烟气在线监测系统，其特征在于，所述人机交互设备还包括：数据导出模块；
所述数据导出模块，用于将所述烟气参数导出。
10.根据权利要求8所述的烟气在线监测系统，其特征在于，所述人机交互设备还包括：报警模块；
所述报警模块，用于若当前所述烟气参数超标时，发出报警信息。
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20201211 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |