CN117330369A - 一种有限空间气体取样监测系统及取样监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种有限空间气体取样监测系统及取样监测方法，包括：若干取样口结构，装于有限空间内；输送系统和采样泵，输送系统包括：输送管，与取样口结构数量一致，输送管一端穿入有限空间内与取样口结构连接；若干互联管，每两个输送管为一组并通过一个所述互联管并联；若干电磁阀，每个输送管位于有限空间外装有一电磁阀；若干反吹管，每个反吹管连接一输送管，反吹管邻近电磁阀靠近取样口结构的一端，输送管和互联管均装有单向阀，所有输送管远离取样口结构的一端汇合连接至采样泵；预处理系统连接采样泵输出口；监测系统与预处理系统输出口连接。各组输送管共用一台采样泵，通过电磁阀切换可实现同一套监测系统监测不同测量点的气体浓度。

Description

一种有限空间气体取样监测系统及取样监测方法

技术领域

本发明涉及气体取样监测技术领域，具体涉及一种有限空间气体取样监测系统及取样监测方法。

背景技术

固废处理项目在有限空间内（如垃圾仓、渗滤液坑道、渗滤液暂存池等）会积存易燃易爆或有毒气体，为保证运营安全，需要实时监测气体浓度。常用监测手段是在空间内安装气体监测仪表，但由于气体存在腐蚀性，监测仪表容易损坏，维修成本较高，同时频繁作业不安全。

目前，常规的替代方案是将监测仪表安装在空间外部，远离腐蚀性气氛，再将空间内气体抽出进行检测。此种情况下仅有取样口部件暴露在腐蚀性氛围中，维修频率和成本可大幅降低。同时不同气体取样点可以共用同一套监测仪表，以一定频率切换气道即可。

然而，采用上述替代方案在实际应用过程中会存在以下问题：

（1）、气体抽出检测，气体输送管道较长，可有几米到几十米。由于共用监测仪表，需要以一定频率扫描取样测量（例如，依次测量测点1、2、3……N，所有测点测量完毕后，再从头开始）。两次测量之间，需要对输送管道进行吹扫，防止上次取样滞留气体干扰下次测量。同时吹扫气体不宜直接反吹入待取样的有限空间，因为后者空间相对狭小，而输送管道较长，吹扫所需气量较大，直接反吹会干扰待取样空间气体浓度，增大系统误差；

（2）、对取样口需要尽可能做到防尘防水，但是在出现坑道液体（如渗滤液）排出不畅，液位超标的情况下，难以避免液体进入气体取样系统，从而影响取样。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种有限空间气体取样监测系统，各输送管共用一台采样泵，通过电磁阀切换，可以实现同一套监测系统监测不同测量点的气体浓度。

本发明的目的之二在于提供一种有限空间气体取样监测系统，取样口结构采用防尘、防水结构，可以避免液体进入输送系统。

本发明的目的之三在于提供一种有限空间气体取样监测方法，反吹扫时可以避免吹扫气体直接进入待取样的有限空间干扰测量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种有限空间气体取样监测系统，包括：

若干取样口结构，安装于有限空间内；

输送系统和采样泵，所述输送系统包括：输送管，与所述取样口结构的数量一致，所述输送管的一端穿入所述有限空间内与所述取样口结构连接；若干互联管，每两个所述输送管为一组并通过一个所述互联管并联；若干电磁阀，每个所述输送管且位于所述有限空间外安装有一个所述电磁阀；若干反吹管，每个所述反吹管连接一个所述输送管，且所述反吹管邻近所述电磁阀靠近取样口结构的一端，所述输送管和所述互联管上分别安装一个单向阀，且互联管位于两个输送管的单向阀的后端，所有所述输送管远离取样口结构的一端汇合连接至所述采样泵；

预处理系统，连接所述采样泵的输出口，用以对取样气体进行预处理；

监测系统，与所述预处理系统的输出口连接，用以检测取样气体的浓度。

其中，预处理系统主要包括脱水、除尘等装置，属于常规设备，具体视监测气体情况而定。监测系统包括包括各类气体浓度测量仪表及相应的电气系统，均为比较成熟的常规设备，具体不再赘述。

本发明中，单向阀只允许气体单向通过，即采样泵工作时单向阀打开可正常抽气；反吹时，同一组输送管的单向阀在气体压力作用下自动闭锁，互联管上的单向阀与反吹气体的流向一致时自动打开，与反吹气体的流向相反时自动闭锁，根据单向阀的安装方向，可以利用压缩空气对其中一个反吹管进行吹扫，并经另一个反吹管排气放空，即可实现与该组输送管的一次性反吹扫，避免吹扫气体直接进入待取样的有限空间内干扰测量。本发明中各组输送管形成组合吹扫，整个输送系统可共用一台采样泵，通过电磁阀切换，从而实现同一套监测系统监测不同测量点的气体浓度的取样测量。

作为有限空间气体取样监测系统的一种优选方案，所述互联管邻近所述取样口结构。尽可能靠近取样口。因为互联管到取样口之间那段吹扫不到，所以互联管与取样口结构之间的距离越短越好。具体地，视现场穿孔安装的条件，互联管可能安装在有限空间内，也可能在有限空间外。

本发明中，除了将输送管的进口端和取样口结构设置于有限空间内，其他装置尽量减少暴露于有限空间内，防止受到有限空间内的腐蚀性气体的腐蚀，便于维护。

作为有限空间气体取样监测系统的一种优选方案，所述输送管上且位于所述有限空间外还安装有压力表，所述压力表邻近所述电磁阀靠近所述取样口结构的一端。

有限空间内的液位过高至某个取样口结构的橡胶塞闭锁进气口时，由于采样泵持续工作，会导致输送管内形成负压。压力表监测到该输送管的压力异常时，可提示工作人员尽快排障。

作为有限空间气体取样监测系统的一种优选方案，所述取样口结构包括：

排气管，竖直安装于所述输送管位于所述有限空间内的端部并与所述输送管连通；

气室，位于所述排气管的上端并与所述排气管连通，所述气室的上端密封，下端开设有若干与所述气室内部的腔体连通的进气口；

橡胶塞，套设于所述排气管上，并能够沿所述排气管向上浮动至闭锁所述进气口或向下浮动至打开所述进气口。

正常取样时，橡胶塞的下端与输送管抵接，气室的进气口打开，有限空间内的气体经进气口进入气室内之后，立即反折流入排气管，在采样泵的作用下进入输送管，可以减少灰层进入后续的输送系统中。异常时，有限空间内的积水（渗滤液）出现液位异常上升至某个取样口结构处，此时该取样口结构的橡胶塞在液体的浮力下沿着排气管上浮至闭锁进气口，防止积水进入输送管。

本实施例的取样口结构具有防尘、防水的功能。

作为有限空间气体取样监测系统的一种优选方案，所述气室的下端沿所述排气管外周环设有一嵌入槽，所述嵌入槽的槽底沿所述排气管的外周环设有若干所述进气口，所述橡胶塞能够向上浮动至嵌入至所述嵌入槽内闭锁所述进气口。

橡胶塞嵌入至嵌入槽内时，可以有效闭锁进气口，起到密封进气口的作用。

进一步地，若干进气口均匀环设于嵌入槽的槽底。

作为有限空间气体取样监测系统的一种优选方案，所述气室的上端为圆弧形结构，可以减少气室顶部的积灰。

作为有限空间气体取样监测系统的一种优选方案，所述取样口结构还包括一支撑板，所述支撑板邻近所述输送管固定套设于所述排气管上，所述橡胶塞下浮至所述支撑板上时，所述进气口打开。

另一方面，本发明提供一种基于所述的有限空间气体取样监测系统的取样监测方法，包括：

起始状态时，采样泵和所有电磁阀关闭；

监测开始后，先根据互联管上的单向阀的气体流向利用对应的反吹管对各组输送管进行逐个吹扫；

吹扫完毕后，将其中一组输送管的其中一个输送管上的电磁阀打开，并打开采样泵，依次利用预处理系统对来自于对应的取样口结构处的气体进行预处理以及利用监测系统监测预处理后的气体浓度；然后将该电磁阀关闭，将该组输送管的另一个输送管上的电磁阀打开，测量对应的取样口结构处的气体浓度，随后关闭该电磁阀，利用压缩空气对与该组输送管连接的其中一个反吹管进行吹扫，将该组输送管内残留的取样气体经另一反吹管排出；依次类推，每连续完成一组输送管对应的两个取样口结构处的气体浓度取样测量、吹扫后，再连续对下一组输送管对应的两个取样口结构处的气体浓度进行取样测量、吹扫。

反吹管排出的气体可排入尾气收集系统进行再处理。

进一步地，当有限空间内的液位上升至某个取样口结构位置时，该取样口结构的所述橡胶塞上浮使进气口闭锁，此时与该取样口结构连接的输送管上的压力表显示压力异常，提示巡检排障。

本发明的有益效果：

（1）、取样测量对应的取样口结构处的气体浓度后，利用其中一个反吹管对与该反吹管连接的输送管和通过互联管与该输送管连接的其他输送管进行吹扫，再通过与其他输送管连接的反吹管进行排气放空，避免吹扫气体直接进入待取样的有限空间干扰测量。本发明中每组输送管形成组合吹扫，整个输送系统可共用一台采样泵，通过电磁阀切换，可以实现利用同一套监测系统监测有限空间内不同测量点的气体浓度；

（2）、采用本发明的取样口结构设计可以减少灰层进入后续的输送系统中以及防止积水进入输送系统。

附图说明

图1是本发明实施例所述的有限空间气体取样监测系统示意图。

图2是本发明实施例所述的输送系统示意图。

图3是本发明实施例所述的取样口结构安装示意图。

图4是本发明实施例所述的取样口结构的进气口打开示意图。

图5是本发明实施例所述的取样口结构的气室和排气管的组合仰视示意图。

图6是本发明实施例所述的取样口结构的进气口闭锁示意图。

图中，附图标记如下：

1、输送系统；11、输送管；12、互联管；13、电磁阀；14、反吹管；15、单向阀；16、压力表；

2、取样口结构；21、排气管；22、气室；23、嵌入槽；24、进气口；25、支撑板；26、橡胶塞；

3、采样泵；

4、预处理系统；

5、监测系统。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本技术领域的常规方法制备得到。

实施例

如图1所示，本实施例的有限空间气体取样监测系统包括输送系统1、若干取样口结构2、采样泵3、预处理系统4和监测系统5。

如图2所示，输送系统1包括：

输送管11，与取样口结构2数量一致，输送管11的一端穿入有限空间内与取样口结构2连接；

若干互联管12，邻近取样口结构2，每两个输送管11为一组并通过一个互联管12并联；若干电磁阀13，每个输送管11且位于有限空间外安装有一个电磁阀13；

若干反吹管14，每个反吹管14连接一个输送管11，且反吹管14邻近电磁阀13靠近取样口结构2的一端，输送管11和互联管12上分别安装一个单向阀15，且互联管12位于两个输送管11的单向阀15的后端，所有的互联管12上的单向阀15的安装方式一致，即所有互联管12内的气体流向一致，以便于反吹扫操作处理，所有输送管11远离取样口结构2的一端汇合连接至采样泵3；

若干压力表16，每个输送管11上且位于有限空间外安装有一个压力表16，压力表16邻近电磁阀13靠近取样口结构2的一端。

如图3-6所示，取样口结构2安装于有限空间内，包括：

排气管21，竖直安装于输送管11位于有限空间内的端部并与输送管11连通；

气室22，位于排气管21的上端并与排气管21连通，气室22的上端密封并为圆弧形结构，气室22的下端沿排气管21外周环设有一嵌入槽23，嵌入槽23的槽底沿排气管21的外周环设有若干进气口24；

支撑板25，邻近输送管11固定套设于排气管21上；

橡胶塞26，套设于排气管21上，并能够沿排气管21向上浮动至嵌入至嵌入槽23内闭锁进气口24（图6）或向下浮动至支撑板25处打开进气口24（图5）。

其中，取样口结构2顶部圆弧形，可以减少积灰；气体在进气口流向反折流入排气管21中，可减少灰尘进入后续的输送系统1。

本实施例中的橡胶塞26为空心软塞，套在排气管21的外周，遇水漂浮至嵌入至嵌入槽23内以闭锁进气口24，从而可以防止有线空间内的积水进入气室22和后续的输送管11内。

进一步地，本实施例的橡胶塞26的形状为上窄下宽的结构，与进气口24所在的嵌入槽23相配合，起到密封作用，从而实现进气口24的闭锁。

具体地，橡胶塞26与排气管21为间隙配合，从而可以在水的浮力下沿着排气管21上下浮动。

预处理系统4连接采样泵3的输出口，用以对取样气体进行预处理。

监测系统5与预处理系统4的输出口连接，用以检测取样气体的浓度。

本发明中，利用上述的有限空间气体取样监测系统，需要连续取样测量某一组输送管对应的两个取样口结构2处的气体浓度后，再对该组输送管进行一次性吹扫。该一次性吹扫具体为：利用其中一个反吹管14对与该反吹管14连接的输送管11和通过互联管12与该输送管11连接的另一个输送管11进行吹扫，吹扫的气体经与另一个输送管11连接的反吹管14排出，避免吹扫气体直接进入待取样的有限空间内干扰测量。本发明中各输送管11、反吹管14和互联管12形成组合吹扫，各输送管11共用一台采样泵3，通过电磁阀13切换，从而可以实现同一套监测系统监测不同测量点的气体浓度。

实际案例中，电磁阀及后面的预处理、监测系统，往往集成在一个集成柜里面，距离非常近。而位于互联管与集成柜之间的输送管11的长度可达几十米，远大于互联管12与取样口结构之间的这段输送管11的长度以及电磁阀与集成柜之间的这段输送管的长度。因此输送管11两端的残留气体含量少，该段气体对于对应的取样口结构处的气体的浓度测量影响很小，可忽略不计。

基于上述有限空间气体取样监测系统，本实施例还提供一种有限空间气体取样监测方法，具体包括以下步骤：

起始状态时，关闭采样泵3和所有电磁阀13；

监测开始后，先根据互联管12上的单向阀15的气体流向利用对应的反吹管14对各组输送管11进行逐个吹扫；

吹扫完毕后，将其中一组输送管11的其中一个输送管11上的电磁阀13打开，并打开采样泵3，依次利用预处理系统4对来自于对应的取样口结构2处的气体进行预处理以及利用监测系统5监测预处理后的气体浓度；然后将该电磁阀13关闭，将该组输送管的另一个输送管上的电磁阀13打开，测量对应的取样口结构2处的气体浓度，随后关闭该电磁阀13，利用压缩空气对与该组输送管连接的其中一个反吹管14进行吹扫，将该组输送管内残留的取样气体通过互联管12经另一反吹管14排出；依次类推，每连续完成一组输送管对应的两个取样口结构2处的气体浓度测量后，再连续对下一组输送管对应的两个取样口结构2处的气体浓度进行取样测量、吹扫。

当有限空间内的液位上升至某个取样口结构2位置时，该取样口结构2的橡胶塞26上浮使进气口24闭锁，此时与该取样口结构2连接的输送管11上的压力表16显示压力异常，提示巡检排障。

以上实施例仅用来说明本发明的详细方法，本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明白，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种有限空间气体取样监测系统，其特征在于，包括：

若干取样口结构，安装于有限空间内；

输送系统和采样泵，所述输送系统包括：输送管，与所述取样口结构的数量一致，所述输送管的一端穿入所述有限空间内与所述取样口结构连接；若干互联管，每两个所述输送管为一组并通过一个所述互联管并联；若干电磁阀，每个所述输送管且位于所述有限空间外安装有一个所述电磁阀；若干反吹管，每个所述反吹管连接一个所述输送管，且所述反吹管邻近所述电磁阀靠近取样口结构的一端，所述输送管和所述互联管上分别安装一个单向阀，且互联管位于两个输送管的单向阀的后端，所有所述输送管远离取样口结构的一端汇合连接至所述采样泵；

预处理系统，连接所述采样泵的输出口，用以对取样气体进行预处理；

监测系统，与所述预处理系统的输出口连接，用以检测取样气体的浓度。

2.根据权利要求1所述的有限空间气体取样监测系统，其特征在于，所述互联管邻近所述取样口结构。

3.根据权利要求1所述的有限空间气体取样监测系统，其特征在于，所述输送管上且位于所述有限空间外还安装有压力表，所述压力表邻近所述电磁阀靠近所述取样口结构的一端。

4.根据权利要求1所述的有限空间气体取样监测系统，其特征在于，所述取样口结构包括：

排气管，竖直安装于所述输送管位于所述有限空间内的端部并与所述输送管连通；

气室，位于所述排气管的上端并与所述排气管连通，所述气室的上端密封，下端开设有若干与所述气室内部的腔体连通的进气口；

橡胶塞，套设于所述排气管上，并能够沿所述排气管向上浮动至闭锁所述进气口或向下浮动至打开所述进气口。

5.根据权利要求4所述的有限空间气体取样监测系统，其特征在于，所述气室的下端沿所述排气管外周环设有一嵌入槽，所述嵌入槽的槽底沿所述排气管的外周环设有若干所述进气口，所述橡胶塞能够向上浮动至嵌入至所述嵌入槽内闭锁所述进气口。

6.根据权利要求4所述的有限空间气体取样监测系统，其特征在于，所述气室的上端为圆弧形结构。

7.根据权利要求4所述的有限空间气体取样监测系统，其特征在于，所述取样口结构还包括一支撑板，所述支撑板邻近所述输送管固定套设于所述排气管上，所述橡胶塞下浮至所述支撑板上时，所述进气口打开。

8.一种基于权利要求4-7任一项所述的有限空间气体取样监测系统的取样监测方法，其特征在于，包括：

起始状态时，采样泵和所有电磁阀关闭；

监测开始后，先根据互联管上的单向阀的气体流向利用对应的反吹管对各组输送管进行吹扫；

吹扫完毕后，将其中一组输送管的其中一个输送管上的电磁阀打开，并打开采样泵，依次利用预处理系统对来自于对应的取样口结构处的气体进行预处理以及利用监测系统监测预处理后的气体浓度；然后将该电磁阀关闭，将该组输送管的另一个输送管上的电磁阀打开，测量对应的取样口结构处的气体浓度，随后关闭该电磁阀，利用压缩空气对与该组输送管连接的其中一个反吹管进行吹扫，将该组输送管内残留的取样气体通过互联管经另一反吹管排出；依次类推，每连续完成一组输送管对应的两个取样口结构处的气体浓度取样测量、吹扫后，再连续对下一组输送管对应的两个取样口结构处的气体浓度进行取样测量、吹扫。

9.根据权利要求8所述的取样监测方法，其特征在于，当有限空间内的液位上升至某个取样口结构位置时，该取样口结构的所述橡胶塞上浮使进气口闭锁，此时与该取样口结构连接的输送管上的压力表显示压力异常，提示巡检排障。