CN116911832B - 一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及渗滤液处理技术领域，尤其涉及一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法及系统，所述方法包括：通过渗滤液参数监测传感器采集渗滤液参数，通过设备状态监测传感器采集处理装备的运行状态，基于渗滤液参数和处理装备的运行状态数据进行故障诊断，对渗滤液参数和处理装备的运行状态进行实时监控预警，对处理装备运行设置进行管理控制。本发明的方法能够实现对垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况的监测和预警，能够对垃圾焚烧厂渗滤液处理装备的故障进行诊断，便于及时排障，恢复设备的运行。
Description
技术领域
本发明涉及渗滤液处理技术领域，尤其涉及一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法及系统。
背景技术
垃圾渗滤液是一种高浓度、高毒性、高污染的液体，其处理达标难度较大，原因如下：垃圾渗滤液中含有大量的有机物、氨氮、重金属等有害物质，需要进行深度处理才能达标排放；垃圾渗滤液中的成分复杂，可能含有多种有毒有害物质，需要采用不同的处理方法进行去除，如生物处理、化学处理、物理处理等；垃圾渗滤液的处理过程中需要保持高水平的工艺控制和技术管理，否则难以达到排放标准；垃圾渗滤液的处理需要耗费大量的能源和物资，成本较高；垃圾渗滤液的处理过程中可能会产生二次污染，需要进行严格的环保监测和防治措施。
而焚烧厂垃圾渗滤液处理设施的运营和管理是确保处理效果和稳定运行的关键。需要建立合理的运营管理体系，包括设备维护、运行监控、废物处理和处置、应急响应等方面的管理，以确保系统的稳定性和长期可持续运行。
如授权公告号为CN115650460B的中国专利公开了一种具有在线监控功能的污水处理装置及方法，所述方法包括：通过根据模糊理论来对无线传感器获取到的数据进行转换，进一步通过使用关联信息熵度量来判断特征之间的组合效应，拟采用特征排序CMFS算法来减少特征之间的冗余信息，实现多特征模糊语义集的自适应激活和终结，进而通过特征排序CMFS算法来对重叠信息对模糊语义集进行序列搜索，以获取模糊语义集中的冗余信息，通过该方法能够有效地剔除冗余信息，进一步提高远程监测终端的数据处理能力，有效地提高了远程监测终端对无线传感器获取到的数据处理效率，有效地增强了污水远程监测终端的运行鲁棒性。
如授权公告号为CN109534501B的中国专利公开了一种农村生活污水处理设施的监管方法，所述方法包括：选定若干待监管的农村生活污水处理设施，对各农村生活污水处理设施的进水进行取样，检测样品中污染物的浓度和电导率；所述污染物为总氮、氨氮和/或总磷；根据检测数据，得到电导率与污染物浓度之间的线性关系；依据电导率与污染物浓度之间的线性关系，监测农村生活污水处理设施的进水水质；以电导率作为预警指标，预设电导率的预警范围，根据测得的电导率值进行水质预警，进而调控农村生活污水处理设施中处理设备的运行模式。该发明通过测定处理设施进水的电导率，来监测和管控农村生活污水处理设施的进水水质，在降低监测成本的情况下，实现了农村生活污水处理设施的高效监管。
但是以上专利均存在本背景技术提出的问题：焚烧厂垃圾渗滤液处理设施的运营和管理需要建立合理的运营管理体系；而且要对异常运行状态做出精准的故障诊断，保证设备的良好运行。为了解决这些问题，本申请设计了一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法及系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法及系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，通过渗滤液参数监测传感器采集渗滤液参数；
步骤S2，通过设备状态监测传感器采集处理装备的运行状态；
步骤S3，基于渗滤液参数和处理装备的运行状态数据进行故障诊断；
步骤S4，对渗滤液参数和处理装备的运行状态进行实时监控预警；
步骤S5，对处理装备运行设置进行管理控制。
进一步地，步骤S1中，渗滤液参数包括：化学需氧量COD、总有机碳TOC、氨氮NH3-N、总氮TN、总磷TP、酸碱度pH和悬浮物SS，采集时间间隔设为，/>。
进一步地，步骤S2中，处理装备的运行状态包括：处理装备箱体压力、处理装备运行风量和处理装备电机温度，采集时间间隔设为，/>。
进一步地，步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S3.1，将采集到的渗滤液参数和处理装备的运行状态通过无线传输至服务器；
步骤S3.2，将传输完成的数据存储至数据库；
步骤S3.3，基于渗滤液参数和处理装备的运行状态数据对处理装备进行故障诊断。
进一步地，步骤S3.3具体包括以下步骤：
步骤S3.3.1，对渗滤液处理装备历史故障数据进行常见故障的分析，并建立相应的故障树；
步骤S3.3.2，按照故障树与贝叶斯网络的转化规则将故障树转化并合并为故障诊断模型结构；
步骤S3.3.3，将渗滤液参数数据和处理装备的运行状态数据作为故障诊断模型参数；
步骤S3.3.4，将故障诊断模型结构和故障诊断模型参数结合形成故障诊断模型；
步骤S3.3.5，基于实时采集的渗滤液参数数据和处理装备的运行状态数据来不断更新概率分布，完成故障诊断。
进一步地，步骤S4具体包括以下步骤：
步骤S4.1，对渗滤液参数和处理装备的运行状态的每个单项指标设定警报阈值，当超过阈值时，对该指标发出预警；
步骤S4.2，计算处理装备寿命风险系数，设定处理装备寿命风险阈值为/>，当时发出预警，其中，处理装备寿命风险系数/>计算公式为：
，
其中，表示处理装备材料最大允许腐蚀量，/>表示渗滤液对处理装备腐蚀速率，/>表示弥散系数，/>表示处理装备运行状态风险系数。
进一步地，步骤S5中，对处理装备运行设置进行管理控制包括：基于物联网技术对处理装备运行参数进行线上管理控制和在垃圾焚烧厂实地对处理装备运行参数进行现场管理控制。
一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管系统包括：
数据采集模块，用于采集渗滤液参数和处理装备运行状态数据；
数据传输存储模块，用于将采集到的渗滤液参数和处理装备的运行状态进行传输并存储；
数据分析模块，用于基于采集到的渗滤液参数和处理装备的运行状态进行故障诊断和预警；
显示控制模块，用于对渗滤液参数、处理装备的运行状态和处理装备寿命风险系数进行实时显示和对设备进行管理控制。
进一步地，所述数据采集模块，包括：
处理装备运行状态采集单元，用于采集处理装备箱体压力、处理装备运行风量和处理装备电机温度数据；
渗滤液参数采集单元，用于采集渗滤液中化学需氧量COD、总有机碳TOC、氨氮NH3-N、总氮TN、总磷TP、酸碱度pH和悬浮物SS具体数值。
进一步地，所述数据分析模块，包括：
设备故障诊断单元，用于基于渗滤液参数和处理装备的运行状态数据对处理装备进行故障诊断；
设备异常运行预警单元，用于基于设定的阈值对设备异常运行发出预警。
进一步地，所述显示控制模块，包括：
监测显示单元，用于对渗滤液参数、处理装备的运行状态和处理装备寿命风险系数进行实时监测和显示；
管理控制单元，用于对渗滤液处理装备运行具体参数进行设置。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明提出的一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法，基于渗滤液参数和处理装备的运行状态数据，并构建故障诊断模型进行故障诊断，能实现精准诊断渗滤液处理装备运行出现的故障，能精准诊断精准排障。
2.本发明提出的一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法，通过计算处理装备寿命风险系数，并设定警报阈值，能够全面计算处理装备运行风险，保障处理装备的运行寿命。
3.本发明提出的一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法，可以对渗滤液参数和处理装备的运行状态进行实时监控，并且可以对在线上处理装备运行参数进行具体设置，便于实时操作与改进。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例1中一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法的流程示意图；
图2为本发明实施例2中一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法的诊断模型图；
图3为本发明实施例2中一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法的故障诊断流程图；
图4为本发明实施例3中一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管系统的系统模块图；
图5为本发明实施例4中一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管系统的系统架构图；
图6为本发明实施例5中一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管系统的电子设备图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法，其特征在于，包括：
步骤S1，通过渗滤液参数监测传感器采集渗滤液参数；
步骤S2，通过设备状态监测传感器采集处理装备的运行状态；
步骤S3，基于渗滤液参数和处理装备的运行状态数据进行故障诊断；
步骤S4，对渗滤液参数和处理装备的运行状态进行实时监控预警；
步骤S5，对处理装备运行设置进行管理控制。
步骤S1中，所述渗滤液参数包括：化学需氧量COD、总有机碳TOC、氨氮NH3-N、总氮TN、总磷TP、酸碱度pH和悬浮物SS，采集时间间隔设为，/>。
步骤S2中，所述处理装备的运行状态包括：处理装备箱体压力、处理装备运行风量和处理装备电机温度，采集时间间隔设为，/>。
步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S3.1，将采集到的渗滤液参数和处理装备的运行状态通过无线传输至服务器；
步骤S3.2，将传输完成的数据存储至数据库；
步骤S3.3，基于渗滤液参数和处理装备的运行状态数据对处理装备进行故障诊断。
实施例2
请参阅图2和图3，本发明提供的一种实施例：一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法的故障诊断，其特征在于，包括：
其中V1、V2、V3和V4分别代表渗滤液处理装备得不同运行参数，M1、M2、M3、M4和M5分别代表垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行的故障，从集合V到M的连线表示该参数与该故障有联系。
步骤S3.3具体包括以下步骤：
步骤S3.3.1，对渗滤液处理装备历史故障数据进行常见故障的分析，并建立相应的故障树；
步骤S3.3.2，按照故障树与贝叶斯网络的转化规则将故障树转化并合并为故障诊断模型结构；
步骤S3.3.3，将渗滤液参数数据和处理装备的运行状态数据作为故障诊断模型参数；
步骤S3.3.4，将故障诊断模型结构和故障诊断模型参数结合形成故障诊断模型；
步骤S3.3.5，基于实时采集的渗滤液参数数据和处理装备的运行状态数据来不断更新概率分布，完成故障诊断。
贝叶斯公式是一种基于贝叶斯定理的公式，用于计算事件发生的条件概率。在统计学和机器学习领域中，贝叶斯公式是一种重要的工具，被广泛应用于分类、回归、聚类、推理等问题中。
贝叶斯公式的基本原理是基于贝叶斯定理，该定理指出在已知先验概率的情况下，可以通过新的证据来更新事件的概率。具体来说，贝叶斯公式可以用以下公式表示：
，
其中，表示在B发生的情况下，A发生的概率；/>表示在A发生的情况下，B发生的概率；/>表示A发生的先验概率；/>表示B发生的概率。
贝叶斯网络的结构由各个节点构成，包括父节点、子节点、根节点和叶节点，通常一个节点代表一个变量，一个变量有几种可能的状态，节点之间的连线代表节点之间的关联性，由父节点指向子节点。本文有效利用故障树转化为贝叶斯网络结构，具体转化规则为：
1、故障树的底事件对应贝叶斯网络的根节点。
2、故障树中间事件对应贝叶斯网络中间节点。
3、故障树的顶事件对应贝叶斯网络的叶节点。
4、故障树的逻辑门对应贝叶斯网络的有向边。
5、多个故障树的相同事件合并为同一个贝叶斯网络的节点。
步骤S4具体包括以下步骤：
步骤S4.1，对渗滤液参数和处理装备的运行状态的每个单项指标设定警报阈值，当超过阈值时，对该指标发出预警；
步骤S4.2，计算处理装备寿命风险系数，设定处理装备寿命风险阈值为/>，当时发出预警，其中，处理装备寿命风险系数/>计算公式为：
，
其中，表示处理装备材料最大允许腐蚀量，/>表示渗滤液对处理装备腐蚀速率，/>表示弥散系数，/>表示处理装备运行状态风险系数。
其中，的计算公式为：
，
其中，、/>和/>分别表示处理装备箱体压力、处理装备运行风量和处理装备电机温度的风险系数权重，/>、/>和/>分别表示处理装备箱体压力、处理装备运行风量和处理装备电机温度的风险系数。
弥散又称水动力弥散或水力弥散，为溶质示踪物稀释时的扩散现象。弥散是由质点的热动能和流体的对流而引起的，是分子扩散和机械混合两种作用的结果。在地下水污染预测、地下水人工回灌和海岸带的咸水入侵的研究中有重要的应用。弥散系数表征可溶性物质通过渗透介质时弥散现象强弱的指标。弥散系数与介质的结构、渗透途径的均匀程度、平均渗透流速、流体的物理化学性质有关。孔隙介质中流体动力弥散现象可借助菲克定律来描述。
步骤S5中，对处理装备运行设置进行管理控制包括：基于物联网技术对处理装备运行参数进行线上管理控制和在垃圾焚烧厂实地对处理装备运行参数进行现场管理控制。
实施例3
请参阅图4，本发明提供的一种实施例：一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管系统，包括：
数据采集模块，用于采集渗滤液参数和处理装备运行状态数据；
数据传输存储模块，用于将采集到的渗滤液参数和处理装备的运行状态进行传输并存储；
数据分析模块，用于基于采集到的渗滤液参数和处理装备的运行状态进行故障诊断和预警；
显示控制模块，用于对渗滤液参数、处理装备的运行状态和处理装备寿命风险系数进行实时显示和对设备进行管理控制。
数据采集模块，包括：
处理装备运行状态采集单元，用于采集处理装备箱体压力、处理装备运行风量和处理装备电机温度数据；
渗滤液参数采集单元，用于采集渗滤液中化学需氧量COD、总有机碳TOC、氨氮NH3-N、总氮TN、总磷TP、酸碱度pH和悬浮物SS具体数值。
数据分析模块，包括：
设备故障诊断单元，用于基于渗滤液参数和处理装备的运行状态数据对处理装备进行故障诊断；
设备异常运行预警单元，用于基于设定的阈值对设备异常运行发出预警。
显示控制模块，包括：
监测显示单元，用于对渗滤液参数、处理装备的运行状态和处理装备寿命风险系数进行实时监测和显示；
管理控制单元，用于对渗滤液处理装备运行具体参数进行设置。
监测显示具体设计：
1、监控总画面设计：监控总画面展示了各个工艺流程画面的缩略图，通过点击相应的缩略图就可以进入相应的监控画面，包括粗格栅、细格栅、砂水分离器、调节池、氨吹脱等主要工艺流程，同时还设计了实时曲线、历史曲线、报警画面等操作按钮，通过点击相应的按钮就可以进入相应的界面。
2、工艺流程监控分画面设计：根据渗滤液处理的各个工艺流程及现场设备，对监控分画面进行设计。画面内容主要包括工艺参数和设备运行状态的实时监控以及设备的操作方式，主要包括本地手动、远程手动和自动运行三种模式。通过点击按钮，可以进入到相应的操作模式。通过点击画面下方的工艺缩略图，可以切换到其他工艺画面。当设备发生故障时会向操作人员发出报警提示，并停止设备运行。
3、报警画面设计：在渗滤液处理过程中，有时会发生一些意外状况，如设备故障、工艺参数超过限值等。为了保证渗滤液处理安全稳定的运行，报警事件的产生和记录是非常必要的。当操作事件、变量报警事件、用户登录事件以及工作站事件发生时，在监控报警界面中会根据所设置的过滤条件进行实时显示。操作人员通过查看报警信息，及时定位并排除故障。
4、趋势图画面设计：趋势图可以清晰地反映出工艺参数的动态变化，通过数据的变化趋势为未来的渗滤液处理提供一定的参考。该渗滤液处理系统的趋势图包括实时趋势图和历史趋势图，实时趋势图是工艺参数实时状态下的数据变化情况，历史趋势图是工艺参数历史数据的变化情况。
实施例4
请参阅图5，本发明提供的一种实施例：一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管系统的系统架构图，包括：采集层，通过压力传感器、温度传感器、风量传感器和渗滤液含量传感器获取相关数据，并与总线相连；业务层，由服务器和处理器组成，负责数据的分析计算与存储；展示层，用户可以通过显示设备实时监测采集数据和数据分析计算的结果。
实施例5
请参阅图6，本发明提供的一种实施例：一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管系统电子设备图，包括处理器和上述的存储介质，所述处理器执行所述存储介质中的指令，数据采集设备获取到所需信息，通过数据传输设备传输至处理器，处理器将信息分配给存储器进行存储，并对数据信息进行分析计算，最后将结果通过监测预警输出面板进行输出，完成监测和预警的工作。
以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法，其特征在于，包括：
步骤S1，通过渗滤液参数监测传感器采集渗滤液参数；
步骤S2，通过设备状态监测传感器采集处理装备的运行状态；
步骤S3，基于渗滤液参数和处理装备的运行状态数据进行故障诊断；
步骤S4，对渗滤液参数和处理装备的运行状态进行实时监控预警；
步骤S5，对处理装备运行设置进行管理控制；
所述步骤S1中，所述渗滤液参数包括：化学需氧量COD、总有机碳TOC、氨氮NH3-N、总氮TN、总磷TP、酸碱度pH和悬浮物SS，采集时间间隔设为，/>；
所述步骤S2中，所述处理装备的运行状态包括：处理装备箱体压力、处理装备运行风量和处理装备电机温度，采集时间间隔设为，/>；
所述步骤S3具体包括以下步骤：
步骤S3.1，将采集到的渗滤液参数和处理装备的运行状态通过无线传输至服务器；
步骤S3.2，将传输完成的数据存储至数据库；
步骤S3.3，基于渗滤液参数和处理装备的运行状态数据对处理装备进行故障诊断；
所述步骤S3.3具体包括以下步骤：
步骤S3.3.1，对渗滤液处理装备历史故障数据进行常见故障的分析，并建立相应的故障树；
步骤S3.3.2，按照故障树与贝叶斯网络的转化规则将故障树转化并合并为故障诊断模型结构；
步骤S3.3.3，将渗滤液参数数据和处理装备的运行状态数据作为故障诊断模型参数；
步骤S3.3.4，将故障诊断模型结构和故障诊断模型参数结合形成故障诊断模型；
步骤S3.3.5，基于实时采集的渗滤液参数数据和处理装备的运行状态数据来不断更新概率分布，完成故障诊断；
所述步骤S4具体包括以下步骤：
步骤S4.1，对渗滤液参数和处理装备的运行状态的每个单项指标设定警报阈值，当超过阈值时，对该指标发出预警；
步骤S4.2，计算处理装备寿命风险系数，设定处理装备寿命风险阈值为/>，当时发出预警，其中，处理装备寿命风险系数/>计算公式为：
，
其中，表示处理装备材料最大允许腐蚀量，/>表示渗滤液对处理装备腐蚀速率，表示弥散系数，/>表示处理装备运行状态风险系数，/>的计算公式为：
，
其中，、/>和/>分别表示处理装备箱体压力、处理装备运行风量和处理装备电机温度的风险系数权重，/>、/>和/>分别表示处理装备箱体压力、处理装备运行风量和处理装备电机温度的风险系数；
所述步骤S5中，对处理装备运行设置进行管理控制包括：基于物联网技术对处理装备运行参数进行线上管理控制和在垃圾焚烧厂实地对处理装备运行参数进行现场管理控制。
2.一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管系统，其基于权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法实现，其特征在于，所述系统包括：
数据采集模块，用于采集渗滤液参数和处理装备运行状态数据；
数据传输存储模块，用于将采集到的渗滤液参数和处理装备的运行状态进行传输并存储；
数据分析模块，用于基于采集到的渗滤液参数和处理装备的运行状态进行故障诊断和预警；
显示控制模块，用于对渗滤液参数、处理装备的运行状态和处理装备寿命风险系数进行实时显示和对设备进行管理控制。
3.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管系统，其特征在于，所述数据采集模块，包括：
处理装备运行状态采集单元，用于采集处理装备箱体压力、处理装备运行风量和处理装备电机温度数据；
渗滤液参数采集单元，用于采集渗滤液中化学需氧量COD、总有机碳TOC、氨氮NH3-N、总氮TN、总磷TP、酸碱度pH和悬浮物SS具体数值。
4.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管系统，其特征在于，所述数据分析模块，包括：
设备故障诊断单元，用于基于渗滤液参数和处理装备的运行状态数据对处理装备进行故障诊断；
设备异常运行预警单元，用于基于设定的阈值对设备异常运行发出预警。
5.根据权利要求4所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管系统，其特征在于，所述显示控制模块，包括：
监测显示单元，用于对渗滤液参数、处理装备的运行状态和处理装备寿命风险系数进行实时监测和显示；
管理控制单元，用于对渗滤液处理装备运行具体参数进行设置。
6.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂渗滤液处理装备运行状况监管方法的步骤。
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