CN207881767U - 多点采样一体化cems系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多点采样一体化CEMS系统，属于气体采集技术领域，包括采样装置和CEMS系统，采样装置与CEMS系统相连接，采样装置包括设置在烟道内的采样管、静压管、动压管、清灰棒和采样嘴，清灰棒活动连接在动压管内，动压管设置在静压管上，采样管设置在动压管上，采样嘴设置在采样管上；本实用新型具有能够多点采样和同时在线采集烟气、粉尘以及流速监测的优点。

Description

多点采样一体化CEMS系统

技术领域：

本实用新型属于气体采集技术领域，具体涉及一种多点采样一体化CEMS系统。

背景技术：

目前，火电厂烟气流速测量采用的是矩阵式风速风量装置，根据差压原理计算流速和流量。烟气采样及粉尘采样采用的是单点采样，对安装位置要求高。

CEMS系统是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度以及排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置。

CEMS系统分别由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成；气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物SO2、NOx等的浓度和排放总量，其由烟气分析仪表、传感器、预处理装置和控制器等组成；粉尘监测子系统主要用来监测粉尘的浓度和排放总量，其由粉尘分析仪表、传感器、采样泵和控制器等组成；烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量和烟气湿度，由流速传感器、温度传感器和压力传感器等组成；数据采集处理与通讯子系统实时采集各项参数,生成日、月、年的累积排放量,完成丢失数据的补偿并将报表实时传输到主管部门，其由数据采集器和计算机系统构成。但是，该CEMS不能同时在线采集烟气、粉尘以及流速监测。

因此，需要研制一种能够多点采样和同时在线采集烟气、粉尘以及流速监测的CEMS系统。

实用新型内容：

本实用新型的目的是针对上述存在的问题，提供一种多点采样一体化CEMS系统，该多点采样一体化CEMS系统具有能够多点采样和同时在线采集烟气、粉尘以及流速监测的优点。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

多点采样一体化CEMS系统，包括采样装置和CEMS系统，采样装置与CEMS系统相连接，采样装置包括设置在烟道内的采样管、静压管、动压管、清灰棒和采样嘴，所述清灰棒活动连接在所述动压管内，所述动压管设置在所述静压管上，所述采样管设置在所述动压管上，所述采样嘴设置在所述采样管上,所述CEMS系统包括机柜、可编程控制器、取压管、烟气粉尘管线、安装在烟道内的温度传感器、安装在烟道内的压力传感器、差压变送器、粉尘浓度分析装置、烟气浓度分析装置、采样泵和工控机，所述可编程控制器安装在所述机柜内，所述静压管、所述动压管分别与所述取压管相连通，所述差压变送器安装在所述取压管上，所述烟气粉尘管线的一端与所述采样管相连通，所述烟气粉尘管线的另一端与烟道相通，所述采样泵、所述粉尘浓度分析装置和所述烟气浓度分析装置均安装在所述烟气粉尘管线上，所述温度传感器、所述压力传感器、所述差压变送器、所述粉尘浓度分析装置、所述烟气浓度分析装置、所述采样泵和所述工控机均与所述可编程控制器相电性连接。

优选地，所述采样管上连接有反吹扫装置，所述反吹扫装置包括压缩空气储罐、反吹扫管线和反吹扫电磁阀，所述反吹扫电磁阀安装在所述反吹扫管线上，所述反吹扫管线的一端与所述采样管相连通，所述反吹扫管线的另一端与所述压缩空气储罐相连通。

优选地，所述CEMS系统还包括等速调节装置，所述等速调节装置包括电动调节阀和流量仪表，所述电动调节阀和所述流量仪表均安装在所述烟气粉尘管线上，所述电动调节阀和所述流量仪表均与所述可编程控制器相电性连接。

优选地，所述CEMS系统还包括样气器，所述粉尘浓度分析装置和所述烟气浓度分析装置均设置在所述样气器上。

优选地，所述粉尘浓度分析装置包括粉尘仪传感器和粉尘浓度分析仪表，所述烟气浓度分析装置包括烟气分析仪传感器和烟气浓度分析仪表，所述粉尘仪传感器和所述烟气分析仪传感器均设置在所述样气器上，所述粉尘仪传感器与所述粉尘浓度分析仪表相电性连接，所述烟气分析仪传感器与所述烟气浓度分析仪表相电性连接，所述粉尘浓度分析仪表和所述烟气浓度分析仪表均与所述可编程控制器相电性连接。

优选地，所述采样管与通过断续焊接与所述动压管相连接。

优选地，所述动压管的内部中间处设有钢条，所述清灰棒设置在所述动压管的中心处，所述钢条穿过所述清灰棒的中部，所述钢条的两端通过点焊方式连接在所述动压管内。

优选地，所述采样嘴的入口角度不大于45°，所述采样嘴的入口边缘厚度不大于0.2mm，所述采样嘴的入口直径不小于5mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.本实用新型中采样装置包括设置在烟道内的采样管、静压管、动压管、清灰棒和采样嘴，清灰棒活动连接在动压管内，动压管设置在静压管上，采样管设置在动压管上，采样嘴设置在采样管上；采样嘴在采样管上的数量不少于1个，该采样装置实现了多点采样，安装位置要求不高，并且该清灰棒在动压管内摆动可以达到清灰的目的。

2.本实用新型中温度传感器能够测定烟道内的温度，并将温度信号传至可编程控制器，得到烟气温度值；压力传感器能够测定烟道内的压力，并将温度信号传至可编程控制器，得到烟气压力值；静压管、动压管的压力由取压管送至差压变送器，计算出差压信号，并将该差压信号传递至可编程控制器，分析得到流速和流量；粉尘浓度分析装置用于测量烟气中粉尘及颗粒物含量，并将粉尘及颗粒物含量信息以信号形式传至可编程控制器，对湿度有较高要求，湿度过高，需进行加热保温处理；烟气浓度分析装置用于测量二氧化硫、氮氧化物、氧气和湿度等，并将二氧化硫、氮氧化物、氧气和湿度等信息以信号形式传递至可编程控制器，可以安装于机柜内；采样泵负责采集烟气及粉尘性颗粒物，可编程控制器控制采样泵启动与停止。

3.本实用新型中所述采样管上连接有反吹扫装置，所述反吹扫装置包括压缩空气储罐、反吹扫管线和反吹扫电磁阀，所述反吹扫电磁阀安装在所述反吹扫管线上，所述反吹扫管线的一端与所述采样管相连通，所述反吹扫管线的另一端与所述压缩空气储罐相连通，反吹扫装置可以定期清理采样管的管道内壁上粘连的粉尘类颗粒物以及防止采样嘴出现堵塞现象。

4.本实用新型中所述CEMS系统还包括等速调节装置，所述等速调节装置包括电动调节阀和流量仪表，所述电动调节阀和所述流量仪表均安装在所述烟气粉尘管线上，所述电动调节阀和所述流量仪表均与所述可编程控制器相电性连接；流量仪表可以测定烟气的流量和流速，根据烟气流速信号，由可编程控制器实时调节电动调节阀，实现等速取样的目的。

5.本实用新型中所述CEMS系统还包括样气器，所述粉尘浓度分析装置和所述烟气浓度分析装置均设置在所述样气器上，采集的烟气和粉尘送至样气器，样气器具有充分混合、加热和保温功能，为仪表采样分析提供具有代表性的样气及粉尘，保证数据的准确。

6.本实用新型中所述采样管与通过断续焊接与所述动压管相连接，在保证采样管与动压管连接牢固的基础上，有利于减少采样管与动压管连接处的焊接变形。

7.本实用新型中所述动压管的内部中间处设有钢条，所述清灰棒设置在所述动压管的中心处，所述钢条穿过所述清灰棒的中部，所述钢条的两端通过点焊方式连接在所述动压管内，清灰棒受外力影响可以摆动，达到清灰的目的。

8.本实用新型中所述采样嘴的入口角度不大于45°，过大容易使粉尘等颗粒物附着于采样嘴表面；所述采样嘴的入口边缘厚度不大于0.2mm，入口边缘的厚度越小对粉尘及颗粒物的采集越有帮助，不易附着粉尘等颗粒物，其次粉尘等颗粒物更容易进入；所述采样嘴的入口直径不小于5mm，口径越大，粉尘等颗粒物更容易进入采样嘴。

附图说明：

附图用来提供对本实用新型进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为采样装置的结构示意图；

图3为采样管、静压管与动压管的连接示意图；

附图标记：1、采样装置；11、采样管；12、静压管；13、动压管；14、清灰棒；15、采样嘴；2、CEMS系统；21、机柜；22、可编程控制器；23、取压管；24、烟气粉尘管线；25、温度传感器；26、压力传感器；27、差压变送器；28、粉尘浓度分析装置；281、粉尘仪传感器；282、粉尘浓度分析仪表；29、烟气浓度分析装置；291、烟气分析仪传感器；292、烟气浓度分析仪表；30、采样泵；31、工控机；32、等速调节装置；321、电动调节阀；322、流量仪表；33、样气器；3、反吹扫装置；4、压缩空气储罐；5、反吹扫管线；6、反吹扫电磁阀。

具体实施方式：

如图1—3所示，多点采样一体化CEMS系统2，包括采样装置1和CEMS系统2，采样装置1与CEMS系统2相连接。

采样装置1包括设置在烟道内的采样管11、静压管12、动压管13、清灰棒14和采样嘴15，清灰棒14活动连接在动压管13内，动压管13设置在静压管12上，采样管11设置在动压管13上，采样嘴15设置在采样管11上；采样嘴15在采样管11上的数量不少于1个，该采样装置1实现了多点采样，安装位置要求不高，并且该清灰棒14在动压管13内摆动可以达到清灰的目的。

CEMS系统2包括机柜21、可编程控制器22、取压管23、烟气粉尘管线24、安装在烟道内的温度传感器25、安装在烟道内的压力传感器26、差压变送器27、粉尘浓度分析装置28、烟气浓度分析装置29、采样泵30和工控机31，可编程控制器22安装在机柜21内，静压管12、动压管13分别与取压管23相连通，差压变送器27安装在取压管23上，烟气粉尘管线24的一端与采样管11相连通，烟气粉尘管线24的另一端与烟道相通，采样泵30、粉尘浓度分析装置28和烟气浓度分析装置29均安装在烟气粉尘管线24上，温度传感器25、压力传感器26、差压变送器27、粉尘浓度分析装置28、烟气浓度分析装置29、采样泵30和工控机31均与可编程控制器22相电性连接。

温度传感器25能够测定烟道内的温度，并将温度信号传至可编程控制器22，得到烟气温度值；压力传感器26能够测定烟道内的压力，并将温度信号传至可编程控制器22，得到烟气压力值；静压管12、动压管13的压力由取压管23送至差压变送器27，计算出差压信号，并将该差压信号传递至可编程控制器22，分析得到流速和流量；粉尘浓度分析装置28用于测量烟气中粉尘及颗粒物含量，并将粉尘及颗粒物含量信息以信号形式传至可编程控制器22，对湿度有较高要求，湿度过高，需进行加热保温处理；烟气浓度分析装置29用于测量二氧化硫、氮氧化物、氧气和湿度等，并将二氧化硫、氮氧化物、氧气和湿度等信息以信号形式传递至可编程控制器22，可以安装于机柜21内；采样泵30负责采集烟气及粉尘性颗粒物，可编程控制器22控制采样泵30启动与停止。

采样管11上连接有反吹扫装置3，反吹扫装置3包括压缩空气储罐4、反吹扫管线5和反吹扫电磁阀6，反吹扫电磁阀6安装在反吹扫管线5上，反吹扫管线5的一端与采样管11相连通，反吹扫管线5的另一端与压缩空气储罐4相连通，反吹扫装置3可以定期清理采样管11的管道内壁上粘连的粉尘类颗粒物以及防止采样嘴15出现堵塞现象。

CEMS系统2还包括等速调节装置32，等速调节装置32包括电动调节阀321和流量仪表322，电动调节阀321和流量仪表322均安装在烟气粉尘管线24上，电动调节阀321和流量仪表322均与可编程控制器22相电性连接；流量仪表322可以测定烟气的流量和流速，根据烟气流速信号，由可编程控制器22实时调节电动调节阀321，实现等速取样的目的。

CEMS系统2还包括样气器33，粉尘浓度分析装置28和烟气浓度分析装置29均设置在样气器33上，采集的烟气和粉尘送至样气器33，样气器33具有充分混合、加热和保温功能，为仪表采样分析提供具有代表性的样气及粉尘，保证数据的准确。

粉尘浓度分析装置28包括粉尘仪传感器281和粉尘浓度分析仪表282，烟气浓度分析装置29包括烟气分析仪传感器291和烟气浓度分析仪表292，粉尘仪传感器281和烟气分析仪传感器291均设置在样气器33上，粉尘仪传感器281与粉尘浓度分析仪表282相电性连接，烟气分析仪传感器291与烟气浓度分析仪表292相电性连接，粉尘浓度分析仪表282和烟气浓度分析仪表292均与可编程控制器22相电性连接。

采样管11与通过断续焊接与动压管13相连接，在保证采样管11与动压管13连接牢固的基础上，有利于减少采样管11与动压管13连接处的焊接变形。

动压管13的内部中间处设有钢条，清灰棒14设置在动压管13的中心处，钢条穿过清灰棒14的中部，钢条的两端通过点焊方式连接在动压管13内，清灰棒14受外力影响可以摆动，达到清灰的目的。

采样嘴15的入口角度不大于45°，过大容易使粉尘等颗粒物附着于采样嘴15表面；采样嘴15的入口边缘厚度不大于0.2mm，入口边缘的厚度越小对粉尘及颗粒物的采集越有帮助，不易附着粉尘等颗粒物，其次粉尘等颗粒物更容易进入；采样嘴15的入口直径不小于5mm，口径越大，粉尘等颗粒物更容易进入采样嘴15。

可编程控制器22控制采集系统内设备状态及分析仪表数据，运算和处理均在可编程控制器22内完成。工控机31与可编程控制器22实时通讯，进行数据交换，实时记录、监测、存储数据等，生成年、月、日等报表信息，通过报表可查看历史排放总量。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征等同替换所组成的技术方案。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (8)

1.多点采样一体化CEMS系统，包括采样装置和CEMS系统，采样装置与CEMS系统相连接，其特征在于：采样装置包括设置在烟道内的采样管、静压管、动压管、清灰棒和采样嘴，所述清灰棒活动连接在所述动压管内，所述动压管设置在所述静压管上，所述采样管设置在所述动压管上，所述采样嘴设置在所述采样管上,所述CEMS系统包括机柜、可编程控制器、取压管、烟气粉尘管线、安装在烟道内的温度传感器、安装在烟道内的压力传感器、差压变送器、粉尘浓度分析装置、烟气浓度分析装置、采样泵和工控机，所述可编程控制器安装在所述机柜内，所述静压管、所述动压管分别与所述取压管相连通，所述差压变送器安装在所述取压管上，所述烟气粉尘管线的一端与所述采样管相连通，所述烟气粉尘管线的另一端与烟道相通，所述采样泵、所述粉尘浓度分析装置和所述烟气浓度分析装置均安装在所述烟气粉尘管线上，所述温度传感器、所述压力传感器、所述差压变送器、所述粉尘浓度分析装置、所述烟气浓度分析装置、所述采样泵和所述工控机均与所述可编程控制器相电性连接。

2.根据权利要求1所述的多点采样一体化CEMS系统，其特征在于：所述采样管上连接有反吹扫装置，所述反吹扫装置包括压缩空气储罐、反吹扫管线和反吹扫电磁阀，所述反吹扫电磁阀安装在所述反吹扫管线上，所述反吹扫管线的一端与所述采样管相连通，所述反吹扫管线的另一端与所述压缩空气储罐相连通。

3.根据权利要求1所述的多点采样一体化CEMS系统，其特征在于：所述CEMS系统还包括等速调节装置，所述等速调节装置包括电动调节阀和流量仪表，所述电动调节阀和所述流量仪表均安装在所述烟气粉尘管线上，所述电动调节阀和所述流量仪表均与所述可编程控制器相电性连接。

4.根据权利要求1所述的多点采样一体化CEMS系统，其特征在于：所述CEMS系统还包括样气器，所述粉尘浓度分析装置和所述烟气浓度分析装置均设置在所述样气器上。

5.根据权利要求4所述的多点采样一体化CEMS系统，其特征在于：所述粉尘浓度分析装置包括粉尘仪传感器和粉尘浓度分析仪表，所述烟气浓度分析装置包括烟气分析仪传感器和烟气浓度分析仪表，所述粉尘仪传感器和所述烟气分析仪传感器均设置在所述样气器上，所述粉尘仪传感器与所述粉尘浓度分析仪表相电性连接，所述烟气分析仪传感器与所述烟气浓度分析仪表相电性连接，所述粉尘浓度分析仪表和所述烟气浓度分析仪表均与所述可编程控制器相电性连接。

6.根据权利要求1所述的多点采样一体化CEMS系统，其特征在于：所述采样管与通过断续焊接与所述动压管相连接。

7.根据权利要求1所述的多点采样一体化CEMS系统，其特征在于：所述动压管的内部中间处设有钢条，所述清灰棒设置在所述动压管的中心处，所述钢条穿过所述清灰棒的中部，所述钢条的两端通过点焊方式连接在所述动压管内。

8.根据权利要求1所述的多点采样一体化CEMS系统，其特征在于：所述采样嘴的入口角度不大于45°，所述采样嘴的入口边缘厚度不大于0.2mm，所述采样嘴的入口直径不小于5mm。