CN114755069A - 一种取样管路的动态多点实时监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于各类工况企业危险源的实时在线监测技术领域，提供了一种取样管路的动态多点实时监控系统及监控方法，上述取样管路的动态多点实时监控系统包括在预定取样部位上连接有并列设置的多个取样管道，其中，两个或三个取样管道经汇流装置汇流，每条取样管道上均设置有调节装置和流量监测器，汇流装置的下游安装有检测分析装置；检测分析装置被配置为检测取样管道内的待测气体，检测分析装置和调节装置均连接于控制器，检测分析装置向控制器反馈检测的信息，控制器控制调节装置调节开关度；流量监测器设置于汇流装置的上游并连接于汇流装置，流量监测器被配置为监测取样管道内取样气体的流量和显示调节装置的开关的程度。

Description

一种取样管路的动态多点实时监控系统及监控方法

技术领域

本发明属于各类工况企业危险源的实时在线监测技术领域，尤其涉及一种取样管路的动态多点实时监控系统及监控方法。

背景技术

现在的在线监测系统在对被监测对象是否保持同步性上分为实时监测与分时监测两种方式，实时系统为与被监测对象时刻保持时间的同步性，能够不间断地监测被监测对象的各种所需检测的状态参数，以达到获取被监测对象的同步性全时段性能指标等，对于一般工矿企业单位而言，在线分析仪的实时监测是指对被监测对象采取一拖一的方式进行，即被监测对象一个取样点对应一个检测分析装置（传感器），传感器分析输出的检测信号即为实时监测参量的数值。分时监测（非实时监测或者非一拖一监测）不能保持对被监控对象同步性监测，一般根据现场情况设置一定的时间间隔，根据时间间隔分时对被监测对象进行监测。以一拖二方式为例，即被监测对象的两个取样点对应一个检测分析装置（传感器），这样两个取样点的取样物料分时（时间间隔可以自定）进入传感器进行检测，检测后的数据也是采取分时方式输出。

分时监测系统常常用于非安全状态或者安全要求不高的情况下使用，比如环保类监测，采取非实时检测的最大优点是节约费用，一般在线分析仪的检测分析装置（传感器）的费用占比在整套分析仪器中的占比很大，所以很多非必要场合采用分时监测系统。

但是在对于与安全息息相关的被检测对象上应该采取实时监测系统，特别是对于时间的安全冗余度低，工况变化较大的被检测对象必须采取同步性检测设计，即实时在线检测设计方案。如上所述，实时检测方案因为每一个被检测对象的取样点需对应一个检测分析装置（传感器），导致了设备费用的急剧上升。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种取样管路的动态多点实时监控系统及监控方法，能够至少降低监控系统的一半的成本，且能够实时地监控管道的工况。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供了一种取样管路的动态多点实时监控系统，包括：

在预定取样部位上连接有并列设置的多个取样管道，其中，两个或三个所述取样管道经汇流装置汇流，每条所述取样管道上均设置有调节装置和流量监测器，所述汇流装置的下游安装有检测分析装置；

所述检测分析装置被配置为检测所述取样管道内的待测气体，所述检测分析装置和所述调节装置均连接于控制器，所述检测分析装置向所述控制器反馈检测的信息，所述控制器控制所述调节装置调节开关度；

所述流量监测器设置于所述汇流装置的上游并连接于所述汇流装置，所述流量监测器被配置为监测取样管道内取样气体的流量和显示所述调节装置的开关的程度。

作为优选地，每条所述取样管道上在所述调节装置的下游依次设置有第一过滤装置和开关控制装置，所述开关控制装置后的两条或三条所述取样管道均连接于冷凝器，所述冷凝器的出口连接的每条所述取样管道上均设置有所述的流量监测器。

作为优选地，每条所述取样管道上在所述冷凝器和所述流量监测器之间均设置有流量自动调节装置。

作为优选地，所述汇流装置和所述检测分析装置之间的管道上设置有第二过滤装置。

作为优选地，所述第二过滤装置和所述检测分析装置之间管道上设置有取样泵。

作为优选地，所述取样管道为两条。

所述汇流装置为汇流器或三通连接头。

本发明还提供了一种取样管道的动态多点实时监控方法，利用上述的取样管路的动态多点实时监控系统，包括：

调整每条取样管道上设置的所述流量监测器的显示值保持一致；

所述控制器监测所述检测分析装置检测的数据，当所述检测分析装置检测的数据值大于预设的第一报警阈值时，或所述检测分析装置检测的数据变化值大于预设的第二报警阈值，所述控制器依次调节所述取样管道上设置的所述调节装置；

当调节其中一个取样管道上的所述调节装置调节开关度，若所述检测分析装置检测的数据值与所述调节装置的开关度呈比例变化，则判定被调节的所述调节装置所在的所述取样管道出现故障；

若检测分析装置检测的数据未变化，则被调节的所述调节装置所在的所述取样管道正常，则继续依次调节剩余的所述取样管道上设置的所述调节装置，直至确定出现故障的所述取样管道。

作为优选地，若只有两条取样管道，当所述检测分析装置检测的数据值大于预设的第一报警阈值，或者检测分析装置检测的数据变化值大于预设的第二报警阈值时，调节其中一个所述取样管道上的所述调节装置开关度，若所述检测分析装置检测的数据与所述调节装置的开关度呈比例变化，则确定此取样管道异常；

所述检测分析装置检测的数据无变化，则确定另外一条所述取样管道异常，所述控制器调节另外一条所述取样管道的所述调节装置的开关度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中，将多条并列设置的多个取样管道，其中两个或三个取样管道经汇流装置汇流，汇流装置的下游安装有检测分析装置，用于检测取样管道内的待测气体，如检测待测气体中的某一种成分或多种成分的浓度，每条取样管道上均设置有流量监测器，以显示各自所在的取样管道内的气体的流量，从而获知调节装置的开关度。

利用检测分析装置实时检测管道内的气体的某一成分的浓度，当检测分析装置11检测到数据发生变化，则利用控制器自动依次调整每条取样管道上的调节装置的开关度，利用流量监测器检测到的流量数值以监测各自所在的取样管道上的调节装置的开关的程度，综合检测分析装置实时检测到的数据值，以及数据值的变化，从而快速判定出现问题的取样管道。

上述监控系统将两条取样管道或三条取样管道经同一汇流装置汇流后，经同一检测分析装置实时监测管道内的气体的某一成分的浓度，能够实现系统的实时监测，相比在每条取样管道上设置检测分析装置的监控系统的费用降低一倍，大幅提高了市场竞争力。另外，当某一条取样管道出现问题时，经检测分析装置的实时监测，能够在1分钟（以两个监测部位，取样点距离传感器100米计算）以内获知出现故障的具体的取样管道，以给维修人员留出更多的时间进行维修。

附图说明

图1为本发明中的取样管路的动态多点实时监控系统的第一种结构示意图；

图2为本发明中的取样管路的动态多点实时监控系统的第二种结构示意图。

其中，1、取样管道；2、汇流装置；3、调节装置；4、流量监测器；5、控制器；6、冷凝器；7、流量自动调节装置；8、第一过滤装置；9、第二过滤装置；10、取样泵；11、检测分析装置；12、开关控制装置；13、磨煤机本体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本实施例中提供了一种取样管路的动态多点实时监控系统，主要应用于工矿企业，该取样管道取样管路的动态多点实时监控系统包括在预定取样部位上连接有并列设置的多个取样管道1，其中，两个或三个取样管道1经汇流装置2汇流，每条取样管道1上均设置有调节装置3和流量监测器4，汇流装置2的下游安装有检测分析装置11；检测分析装置11被配置为检测取样管道1内的待测气体，检测分析装置11和调节装置3均连接于控制器5，检测分析装置11向控制器5反馈检测的信息，控制器5控制调节装置3调节开关度；流量监测器4设置于汇流装置2的上游并连接于汇流装置2，流量监测器4被配置为监测取样管道1内取样气体的流量和显示调节装置3的开关的程度。

本实施例中，将多条并列设置的多个取样管道1，其中两个或三个取样管道1经汇流装置2汇流，汇流装置2的下游安装有检测分析装置11，用于检测取样管道1内的待测气体，如检测待测气体中的某一种成分或多种成分的浓度（如CO、NO、O₂、SO₂中的一种或多种），每条取样管道1上均设置有流量监测器4，以显示各自所在的取样管道1内的气体的流量，从而获知调节装置3的开关度。

利用检测分析装置11实时检测管道内的气体的某一成分的浓度，当检测分析装置11检测到数据发生变化，则利用控制器5自动依次调整每条取样管道1上的调节装置3的开关度，利用流量监测器4检测到取样管道1内的取样气体的流量数值以监测各自所在的取样管道1上的调节装置3的开关的程度，综合检测分析装置11实时检测到的数据值，以及数据值的变化，从而快速判定出现问题的取样管道1。

本实施例中的监控系统将两条取样管道1或三条取样管道1经同一汇流装置2汇流后，经同一检测分析装置11实时监测管道内的气体的某一成分的浓度，能够实现系统的实时监测，相比在每条取样管道1上设置检测分析装置11的监控系统的费用降低一倍，大幅提高了市场竞争力。另外，当某一条取样管道1出现问题时，经检测分析装置11的实时监测，能够在1分钟以内（以两个监测部位，取样点距离传感器100米计算）获知出现故障的具体的取样管道1，以给维修人员留出更多的时间进行维修。

本实施例中，每条取样管道1经取样探头与主输送管道连接，上述调节装置3包括调节阀，调节阀设置在取样管道1的取样探头之后的管道上，调节阀用于调节取样管道1的流量。

本实施例中，上述取样管路的动态多点实时监控系统主要用于燃煤机组中，多种煤炭混合燃烧需要将煤炭制成煤粉，并利用风力将煤粉输送至燃烧系统中，煤粉风粉输送管道中输送，风粉管道在上开设多个取样管道，以实时监测风粉管道内的CO气体。

因煤炭中掺杂劣质烟煤、褐煤甚至跨煤种掺烧时，安全隐患大幅增加，因此，如图2所示，需要在输送待测气体的管道上设置取样管道1或者磨煤机本体13上设置多个取样点设置取样管道1对风粉管道或磨煤机内的CO气体进行实时监测，以便于快速做出反应，避免事故。

优选地，每条取样管道1上在调节装置3的下游依次设置有第一过滤装置8和开关控制装置12，开关控制装置12后的两条或三条取样管道1均连接于冷凝器6，冷凝器6的出口连接的每条取样管道1上均设置有流量监测器4，多条取样管道1上的流量监测器4均连接至汇流装置2。

每条取样管道1上设置第一过滤装置8，以过滤取样管道1内的气体内的杂质，以防止堵塞下游设置的各个结构。设置开关控制装置12以实现快速完全阻断各自所在的取样管道1的气体，以便于当出现问题时，对取样管道1应急处置。

两条或三条取样管道1在进入汇流装置2之前，取样管道1均经过冷凝器6以便于使气体降温，同时，气体经过冷凝器6时，气体内的杂质会被冷凝器6净化，以防止因高温或者杂质等因素损坏检测分析装置11。

具体地，在调节阀的下游依次设置有第一过滤装置8和开关控制装置12。

第一过滤装置8包括第一过滤器8，利用第一过滤器8过滤各自所在的取样管道1内的气体，以防止损坏其下游的开关控制装置12。

开关控制装置12包括电磁阀，电磁阀的结构简单，成本低，易于实现控制。优选地，电磁阀为二位二通电磁阀。在其他实施例中，还能够为三位二通电磁阀。

优选地，每条取样管道1上在冷凝器6和流量监测器4之间均设置有流量自动调节装置7。

经冷凝器6的出口的气体的流量不稳定，易导致出口处的气体对流量监测器4造成冲击，检测结构不准确，因此，在冷凝器6和流量监测器4之间设置流量自动调节装置7，以使经冷凝器6的出口后进入流量监测器4的气体流量稳定，保证检测结果准确。

优选地，汇流装置2和检测分析装置11之间的管道上设置有第二过滤装置9。

检测分析装置11的成本高，且器械精密，需要尽可能保证进入其内的气体尽可能减少杂质灰尘等，因此，每条取样管道1上设置的流量监测器4后，设置第二过滤装置9对气体再次进行过滤。

第二过滤装置9包括第二过滤器，第二过滤器设置在汇流装置2和检测分析装置11之间。

优选地，第二过滤装置9和检测分析装置11之间管道上设置有取样泵10。

因取样管道1的长度较长，在检测分析装置11上游设置取样泵10，为进入检测分析装置11内的气体提供动力。

优选地，取样管道1为两条，两条取样管道1经汇流汇流装置2汇流后，经一个检测分析装置11实时检测管道内的气体，在实现实时监测的目的的同时，成本降低一倍，大幅提高市场竞争力。且将两个取样管道1经一个汇流装置2汇流的监测方式，一旦出现问题，检测时间短，能快速确定出现问题的取样管道1，维修人员能够迅速采取措施维修。

优选地，汇流装置2为汇流器或三通连接头。汇流器或三通连接头的成本低，便于连接，便于控制。

本实施例中，上述取样管路的动态多点实时监控系统因其能够迅速监测出出现故障的取样管道1，并及时维修，可以为使用人员提供时间安全裕量至少为45分钟。因此，该监控系统可靠性高、稳定性强。

因上述风粉管道较长，其上间隔预设距离并列设置有多条取样管道1，每两条或三条取样管道1共用一个检测分析装置11，即风粉管道上并列设置有多个取样管路的动态多点实时监控系统，该监控系统适应性强，能够适用于不同的风粉管道上。

另外，上述监控系统因能够实时监测，快速获知出现故障的取样管道1，防止其内的CO出现爆炸，属于先期防爆型设计，保证了该监控系统应用在电厂制粉系统工作时，免维护性、设备安全性和作为控制系统数据传输的稳定性，保证了该监控系统作为长期常规安全预警系统的可行性要求。

本实施例中还提供了一种取样管路的动态多点实时监控方法，利用上述的取样管路的动态多点实时监控系统，包括：

调整每条取样管道1上设置的流量监测器4的显示值保持一致；

控制器5监测检测分析装置11检测的数据，当检测分析装置11检测的数据值大于预设的第一报警阈值时，或检测分析装置11检测的数据变化值大于预设的第二报警阈值时，控制器5依次调节取样管道1上设置的调节装置3；

当调节其中一个取样管道1上的调节装置3调节开关度，若检测分析装置11检测的数据值与调节装置3的开关度呈比例变化，则判定被调节的调节装置3所在的取样管道1出现故障；

若检测分析装置11检测的数据未变化，则被调节的调节装置3所在的取样管道1正常，则继续依次调节剩余的取样管道1上设置的调节装置3，直至确定出现故障的取样管道1。

本实施例中当检测分析装置11实时监测过程中检测到的数据的变化大于第一报警阈值时，控制器5依次调节每条取样管道1上的调节装置3的开关度，同时利用流量监测器4监测调节装置3的开关度，在确定出现问题的取样管道1的同时，不需要全部关闭取样管道1，取样管道1仍然继续工作，调节过程中，流量被调小或调大，通过流量监测器4获知调节装置3的开关度，以确定检测分析装置11监测的数据的变化是否与调节装置3的开关度匹配，从而获知被调节的调节装置3所在的取样管道1是否出现问题。

调节装置3调节开关度的关断调节量范围60%-90%，调节装置不会全部关断取样管道1，以保持实时监测状态。同时，调节装置3的关断量选择至少60%，以便于取样管道1内的取样气体产生较大的变化，以使检测分析装置11能够快速检测出被调整的调节装置3所在取样管道1是否出现故障。

调节装置3调节其开关度的过程时间短且调节阀的关断程度最大设置为90%，1分钟之内即可确定出现故障的取样管道1，调节装置3对其所在的取样管道1始终处于实时监控状态。

当调节其中一个取样管道1上的调节装置3后，若检测分析装置11检测到数据恢复正常了，说明被调节的调节装置3所在的取样管道1出现问题，维修人员在短时间内会到现场进行维修。若检测分析装置11检测的数据没有变化，则说明调节的调节装置3所在的取样管道1正常，此取样管道1的调节装置3恢复至正常工作状态下的开关度。且继续依次调节剩余的取样管道1上设置的调节装置3，以快速获知出现问题的取样管道1。

本实施例中采用最多三条取样管道1共用一个检测分析装置11，在实时监测取样管道1的数值变化的同时，还能够迅速确定出现问题的取样管道1，以便于为维修留出时间。

优选地，若只有两条取样管道1，当检测分析装置11检测的数据值大于预设的第一报警阈值，或者检测分析装置11检测的数据变化值大于预设的第二报警阈值时，调节其中一个取样管道1上的调节装置3调节开关度，若检测分析装置11检测的数据与调节装置3的开关度呈比例变化，则确定此取样管道1异常；

检测分析装置11检测的数据无变化，则确定另外一条取样管道1异常，控制器5调节另外一条取样管道1的调节装置3的开关度。

本实施例中，两条取样管道1共用一个检测分析装置11，以检测管道内的气体的某一成分的浓度，当检测分析装置11检测的数据值大于第一报警阈值，或者检测分析装置11检测的数据变化值大于预设的第二报警阈值时，调节其中一个取样管道1上的调节装置3的开关度，若检测分析装置11检测的数据恢复正常，则说明此调节装置3所在的取样管道1出现问题，否则，用排除法可以确定另外一条管道出现故障。

当两条取样管道1共用一个检测分析装置11时，调节其中一个取样管道1的调节装置3，即可获知出现故障的取样管道1，时间进一步缩短，且在实现实时监测的目的同时，成本降低一倍。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种取样管路的动态多点实时监控系统，其特征在于，包括：

在预定取样部位上连接有并列设置的多个取样管道（1），其中，两个或三个所述取样管道（1）经汇流装置（2）汇流，每条所述取样管道（1）上均设置有调节装置（3）和流量监测器（4），所述汇流装置（2）的下游安装有检测分析装置（11）；

所述检测分析装置（11）被配置为检测所述取样管道（1）内的待测气体，所述检测分析装置（11）和所述调节装置（3）均连接于控制器（5），所述检测分析装置（11）向所述控制器（5）反馈检测的信息，所述控制器（5）控制所述调节装置（3）调节开关度；

所述流量监测器（4）设置于所述汇流装置（2）的上游并连接于所述汇流装置（2），所述流量监测器（4）被配置为监测取样管道（1）内取样气体的流量和显示所述调节装置（3）的开关的程度。

2.根据权利要求1所述的取样管路的动态多点实时监控系统，其特征在于，每条所述取样管道（1）上在所述调节装置（3）的下游依次设置有第一过滤装置（8）和开关控制装置（12），所述开关控制装置（12）后的两条或三条所述取样管道（1）均连接于冷凝器（6），所述冷凝器（6）的出口连接的每条所述取样管道（1）上均设置有所述的流量监测器（4）。

3.根据权利要求2所述的取样管路的动态多点实时监控系统，其特征在于，每条所述取样管道（1）上在所述冷凝器（6）和所述流量监测器（4）之间均设置有流量自动调节装置（7）。

4.根据权利要求1-3任一项所述的取样管路的动态多点实时监控系统，其特征在于，所述汇流装置（2）和所述检测分析装置（11）之间的管道上设置有第二过滤装置（9）。

5.根据权利要求4所述的取样管路的动态多点实时监控系统，其特征在于，所述第二过滤装置（9）和所述检测分析装置（11）之间管道上设置有取样泵（10）。

6.根据权利要求1-3任一项所述的取样管路的动态多点实时监控系统，其特征在于，所述取样管道（1）为两条。

7.根据权利要求1-3任一项所述的取样管路的动态多点实时监控系统，所述汇流装置（2）为汇流器或三通连接头。

8.一种取样管道的动态多点实时监控方法，其特征在于，利用权利要求1-7任一项所述的取样管路的动态多点实时监控系统，包括：

调整每条取样管道（1）上设置的所述流量监测器（4）的显示值保持一致；

所述控制器（5）监测所述检测分析装置（11）检测的数据，当所述检测分析装置（11）检测的数据值大于预设的第一报警阈值时，或所述检测分析装置（11）检测的数据变化值大于预设的第二报警阈值，所述控制器（5）依次调节所述取样管道（1）上设置的所述调节装置（3）；

当调节其中一个取样管道（1）上的所述调节装置（3）调节开关度，若所述检测分析装置（11）检测的数据值与所述调节装置（3）的开关度呈比例变化，则判定被调节的所述调节装置（3）所在的所述取样管道（1）出现故障；

若检测分析装置（11）检测的数据未变化，则被调节的所述调节装置（3）所在的所述取样管道（1）正常，则继续依次调节剩余的所述取样管道（1）上设置的所述调节装置（3），直至确定出现故障的所述取样管道（1）。

9.根据权利要求8所述的取样管道的动态多点实时监控方法，其特征在于，若只有两条取样管道（1），当所述检测分析装置（11）检测的数据值大于预设的第一报警阈值，或者所述检测分析装置（11）检测的数据变化值大于预设的第二报警阈值时，调节其中一个所述取样管道（1）上的所述调节装置（3）开关度，若所述检测分析装置（11）检测的数据与所述调节装置（3）的开关度呈比例变化，则确定此取样管道（1）异常；

所述检测分析装置（11）检测的数据无变化，则确定另外一条所述取样管道（1）异常，所述控制器（5）调节另外一条所述取样管道（1）的所述调节装置（3）的开关度。

Images