烟气在线监测系统及监测方法
【专利摘要】本发明涉及一种烟气在线监测系统及监测方法。其目的是为了提供一种结构简单、自动化程度高、监测准确的烟气监测系统及监测方法。本发明包括皮托管流速计、烟气采样器、颗粒物监测仪、采样管线和标定管线，皮托管流速计、烟气采样器和颗粒物监测仪都设置有反吹扫装置，各反吹扫装置的信号接收端分别与中央控制器连接，通过中央控制器控制各反吹扫装置定时进行吹扫。烟气采样器对烟气进行采集后依次经过第一制冷器、气体过滤器、第二制冷器和膜式过滤器，各装置对采集烟气进行降温过滤，最后得到的剩余烟气通入多组分气体分析仪进行分析检测。本系统还设置有全程标定和部分标定管线，能够对线路上的分析仪器进行全程标定和部分标定。
【专利说明】烟气在线监测系统及监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及气体污染检测【技术领域】，特别是涉及一种烟气在线监测系统及检测方法。
【背景技术】
[0002]目前，随着环保要求的不断提高，为了保证我国的重点污染源烟气排放工业朝着绿色化、无污染的方向发展，涉及烟气排放的工业工厂都已经安装了烟气在线监测系统，并利用该烟气在线监测系统对需要向大气中排放的烟气进行实时采样检测，避免有毒有害气体排放到外界环境中。
[0003]现阶段大多废气排放企业都采用非分散红外吸收法对污染物进行监测，分析仪器分析烟气中的污染物浓度，辅助的烟气流量监测装置对烟气的流量进行监测，从而得出污染物的排放总量。一般而言，该系统可以分为:污染物测量子系统(S02、N0x、C0、C02等)、烟气参数测量子系统(温度、压力、流速、湿度等)、颗粒物测量子系统(颗粒物粉尘含量)、数据采集传输子系统。现有设备大都存在以下几个方面的问题:
[0004]1、对烟气的检测分析需要去除事先去除烟气中多余的水分，否则达到合适温度时降水分会与烟气中一些有害气体反应，减少检测时有害气体的检测量，出现较大的误差，另一方面，温度降低水分液化后，与烟气中的颗粒物混会形成糊状物堵塞管路，很难清理；
[0005]2、烟气中粉尘和颗粒物很多，监测系统长时间使用的情况下，各种监测设备很容易出现堵塞的情况，而现有反吹扫设备较为简单，智能化程度底，只靠人工按时间吹扫很难达到及时清理的目的，常常造成管路，影响监测系统的正常使用，为企业带来较大的损失；
[0006]3、根据环保要求，在烟气从采样到分析仪表整个过程中所采用的所有分析仪器都要事先进行全程标定，以到达对各分析仪器进行校准的目的，这样原有采样器需要将存放标准气体的气瓶分别与所有分析仪器进行连接，从而实现全程标定，这种不仅过程繁琐复杂，而且增加了现场的工作量，也增加了高压气体产生爆炸的概率，十分不方便；
[0007]4、在对烟气进行采样的过程中，烟气流速不稳，经过分析仪表的烟气压力差别较大，造成分析仪表检测误差较大，无法对烟气进行准确的分析检测。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、自动化程度高、监测准确、安全性高的烟气在线监测系统及监测方法。
[0009]本发明烟气在线监测系统，其中:包括中央控制器、皮托管流速计、烟气采样器、颗粒物监测仪、采样器反吹扫装置、皮托管流速计和颗粒物监测仪共用反吹扫装置、采样管线和标定管线，皮托管流速计的流速测量端、烟气采样器的采样探头和颗粒物监测仪的检测端分别伸入到排放烟气的烟囱中，中央控制器的信号输出端与烟气采样器内部加热器的控制端连接，烟气采样器内部的信号接收端与中央控制器的信号输出端连接，烟气采样器的样气出口与第一制冷器的入口连接，第一制冷器的排水口与第一排水管连接，第一制冷器的出口与气体过滤器的入口连接，气体过滤器的出口与第二制冷器的入口连接，在气体过滤器与第二制冷器之间设置有第一切换电磁阀、流量调节阀和采样泵，第一切换电磁阀的进气口与第一空气管道连接，第一切换电磁阀的控制端与中央控制器的信号输出端连接，在采样泵与第二制冷器之间的管道上连接有分支排气管道，分支流量排气管道上安装有旁路流量调节阀，第二制冷器的排水口与第二排水管连接，第二制冷器的出口与膜式过滤器的入口连接，第二制冷器与膜式过滤器之间设置有第二切换电磁阀，第二切换电磁阀的控制端与中央控制器的信号输出端连接，第二切换电磁阀的进气口与标准气体罐的气体排放口连接，标准气体罐的气体排放口还与烟气采样器的标定进气接口连接，在标准气体罐与烟气采样器之间设置有标定球阀，膜式过滤器的出口与多组分气体分析仪的检测入口连接，多组分气体分析仪的数据传输端与中央控制器的数据接收端连接。
[0010]本发明烟气在线监测系统，其中所述烟气采样器与第一制冷器之间设置有反吹截止电磁阀，反吹截止电磁阀的控制端与中央控制器的信号输出端连接。
[0011]本发明烟气在线监测系统，其中所述第一排水管上安装有第一蠕动泵，在第二排水管上安装有第二蠕动泵。
[0012]本发明烟气在线监测系统，其中所述第一空气管道上安装有空气过滤器。
[0013]本发明烟气在线监测系统，其中所述第二切换电磁阀与标准气体罐之间的管道上安装有浮子流量计。
[0014]本发明烟气在线监测系统，其中所述加热器加热温度为130°C，第一制冷器的制冷温度为4?5°C，第二制冷器的制冷温度为4?5°C，膜式过滤器的过滤孔为0.2μπι。
[0015]本发明烟气在线监测系统，其中所述中央控制器为CPU控制器。
[0016]本发明烟气在线监测系统，其中所述采样器反吹扫装置又包括箱体、顶盖、储气罐、压缩空气过滤器、采样装置、螺旋加热器、温控器和采样探杆，箱体顶端开口处设置有顶盖，箱体内部设置的储气罐的空气入口与位于箱体外部的压缩空气过滤器的进气管连接，箱体内部的采样装置内部开设有采样腔，采样装置侧壁上开设的压缩空气入口与储气罐侧壁上的空气出口连通，在采样装置与储气罐之间设置有电磁阀，电磁阀上安装的信号接收器的信号接收端与中央控制器的信号输出端连接，采样装置的侧壁上开设有样气进口、样气出口和标定进气接口，样气进口与采样探杆的一端焊接，采样探杆的另一端安装有采样探头，样气出口与采样管线连接，在采样装置下部设置有螺旋加热器，螺旋加热器的开关通过导线与位于箱体内部的温控器的信号输出端连接，温控器的信号接收端与中央控制器的信号输出端连接。
[0017]本发明烟气在线监测系统，其中所述皮托管流速计和颗粒物监测仪共用反吹扫装置包括吹扫箱壳体和内部管线，内部管线又包括一级控制电磁阀、第一二级控制电磁阀、第二二级控制电磁阀和PLC控制系统，一级控制电磁阀的一端分别与两条管道连接，两条管道分别与吹扫箱外部的压缩空气进气管路和粉尘反吹扫管路的一端连接，在压缩空气进气管路和粉尘反吹扫管路上分别安装有吹扫箱总阀和粉尘吹扫阀，粉尘反吹扫管路的另一端与颗粒物监测仪连接，压缩空气进气管路的另一端通入吹扫空气，一级控制电磁阀的另一端分别与第一二级控制电磁阀和第二二级控制电磁阀的吹扫端连接，第一二级控制电磁阀的引压端与吹扫箱壳体外部的S型皮托管的负压孔连接，第二二级控制电磁阀的引压端与S型皮托管的正压孔连接，第一二级控制电磁阀的变送器端与吹扫箱壳体外部的差压变送器的负压端连接，第二二级控制电磁阀的变送器端与差压变送器的正压端连接，第一二级控制电磁阀的引压端和第二二级控制电磁阀的引压端都为长通状态，一级控制电磁阀、第一二级控制电磁阀和第二二级控制电磁阀的触点都接入PLC控制系统的控制端口，PLC控制系统的信号接收端通过控制电缆与中央控制器连接，一级控制电磁阀、第一二级控制电磁阀和第二二级控制电磁阀还都与供电电源连接。
[0018]本发明烟气在线监测方法，其中:包括
[0019]步骤一:打开第一切换电磁阀，将室外空气输送到多组分气体分析仪，对多组分气体分析仪进行标零；
[0020]步骤二:关闭第一切换电磁阀后，打开第二切换电磁阀打开或者标定球阀，将标准气体罐内的标准气体输送到多组分气体分析仪，对多组分气体分析仪进行标定；
[0021]步骤三:关闭第二切换电磁阀或者标定球阀后，打开烟气采样器；
[0022]步骤四:采样烟气经过第一制冷器，对采样烟气中的水分进行初步液化，初步液化后的采样烟气进入气体过滤器；
[0023]步骤五:打开旁路流量调节阀将过多的采样烟气从分支排气管道排出；
[0024]步骤六:采样烟气经过第二制冷器，对采样烟气中的水分进行再次液化，再次液化的水分经第二排水管排出，再次液化后的采样烟气经过膜式过滤器进行过滤；
[0025]步骤七:最终剩余的采样烟气进入到多组分气体分析仪进行分析检测；
[0026]步骤八:使用一段时间后，分别对皮托管流速计、颗粒物监测仪和烟气采样器进行反吹扫。
[0027]本发明烟气在线监测系统及检测方法与现有技术不同之处在于:本发明结构简单、自动化程度高、监测准确、安全性高。监测系统中加设有标定管线，通过控制第二切换电磁阀或者标定球阀能够实现对采集管线上的所有分析仪器进行的全程标定或者部分标定，过程操作简单，大大减少了现场的工作量，保证了监测的安全。对皮托管流速计、烟气采样器和颗粒物监测仪设置有相应的反吹扫装置，通过控制能够定时对皮托管流速计、烟气采样器和颗粒物监测仪进行吹扫，防止管路堵塞现象的出现，同时，中央控制器的控制大大增强了监测系统的智能化，减少了工人的工作量。采样管线上依次设置有第一制冷器、第二制冷器和膜式过滤器，能够对采样烟气中的水分进行多次清除，避免了采样管线的堵塞和检测误差的产生。同时，气体过滤器和膜式过滤器还起到了稳定烟气流速的作用，使经过分析仪表的烟气压力相同，避免了分析仪表因压力不同而产生的误差，对烟气的分析检测更加准确。
[0028]下面结合附图对本发明烟气在线监测系统及检测方法作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明烟气在线监测系统的结构示意图；
[0030]图2为本发明烟气在线监测系统中采样器反吹扫装置的结构示意图；
[0031]图3为本发明烟气在线监测系统中皮托管流速计和颗粒物监测仪共用反吹扫装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]如图1所示，为本发明烟气在线监测系统的结构示意图，包括中央控制器46、皮托管流速计20、烟气采样器21、颗粒物监测仪47、采样器反吹扫装置、皮托管流速计和颗粒物监测仪共用反吹扫装置、采样管线和标定管线。将皮托管流速计20的流速测量端、烟气采样器21的采样探头和颗粒物监测仪47的检测端分别伸入到排放烟气的烟? 19中，皮托管流速计20对烟? 19中烟气的排放速度进行测量，烟气采样器21采集一定量的烟气通过采样管线输送给多组分气体分析仪41，多组分气体分析仪41对烟囱19排放的烟气是否达标进行分析检测。烟气采样器21内部设置有加热器，加热器的控制端与中央控制器46的信号输出端连接，中央控制器46控制加热器使烟气采样器21的温度保持在130°C，保证烟气采样器21的温度高于烟囱19内的温度，防止温度较低烟气中的水分在烟气采样器21中液化，造成管道堵塞。烟气采样器21内部的信号接收端也与中央控制器46的信号输出端连接，中央控制器46控制烟气采样器21进行工作。烟气采样器21的样气出口通过管道与第一制冷器23的入口连接，第一制冷器23控制温度在4?5°C之间，初步除去烟气中的水分。在烟气采样器21与第一制冷器23之间的管道上安装有反吹截止电磁阀22，反吹截止电磁阀22的控制端与中央控制器46的信号输出端连接，第一制冷器23的排水口与第一排水管43连接，在第一排水管43上安装有第一蠕动泵27，第一制冷器23的出口与气体过滤器26的入口连接，气体过滤器26的出口通过管道与第二制冷器35的入口连接，第二制冷器35控制温度在4?5°C之间，进一步除去烟气中的水分。在气体过滤器26与第二制冷器35之间的管道上依次安装有第一切换电磁阀28、流量调节阀30和采样泵31，调节流量调节阀30，控制烟气的流速为3?4L/min，采样泵为整条采样管线提供动力。第一切换电磁阀28的进气口与第一空气管道连接33，在第一空气管道33上安装有空气过滤器29，空气过滤器29除去空气中的水分和粉尘。第一切换电磁阀28的控制端与中央控制器46的信号输出端连接。在采样泵31与第二制冷器35之间的管道上连接有分支排气管道42，分支流量排气管道42上安装有旁路流量调节阀37，烟气过多时打开旁路流量调节阀37，将多余烟气从分支排气管道42排出。第二制冷器35的排水口与第二排水管44连接，在第二排水管44上安装有第二蠕动泵38。第二制冷器35的出口通过管道与膜式过滤器39的入口连接，膜式过滤器39的过滤孔为0.2 μ m。在第二制冷器35与膜式过滤器39之间的管道上安装有第二切换电磁阀36，第二切换电磁阀36的控制端与中央控制器46的信号输出端连接。第二切换电磁阀36的进气口通过管道与标准气体罐40的气体排放口连接，在第二切换电磁阀36与标准气体罐40之间的管道上安装有浮子流量计34，浮子流量计34对流过第二切换电磁阀36的标准气体的流量进行显示控制,标准气体罐40的气体排放口还通过管道与烟气采样器21的标定进气接口连接，在标准气体罐40与烟气采样器21之间的管道上安装有标定球阀32。膜式过滤器39的出口通过管道与多组分气体分析仪41的检测入口连接，通过膜式过滤器39的烟气以I?1.5L/min的流速进入到多组分气体分析仪41中，多组分气体分析仪41的数据传输端与中央控制器46的数据接收端连接。
[0033]如图2所示，为本发明烟气在线监测系统中采样器反吹扫装置的结构示意图，包括箱体、顶盖1、储气罐2、压缩空气过滤器3、采样装置4、螺旋加热器、温控器5和采样探杆6，箱体顶端开口处设置有顶盖1，顶盖I 一侧的边缘位置与箱体顶端开口处一侧的边缘位置通过合页8铰接，与其相对的顶盖I另一侧与箱体之间通过搭扣9连接。在箱体内部设置有储气罐2，储气罐2上的空气入口与位于箱体外部的压缩空气过滤器3的进气管连接。在箱体内部的中间位置设置有圆柱形采样装置4，采样装置4内部开设有采样腔，采样装置4侧壁上开设的压缩空气入口通过管道与储气罐2侧壁上开设的空气出口连通，在采样装置4与储气罐2之间的管道上安装有电磁阀7，电磁阀7上安装有信号接收器，信号接收器的信号接收端与中央控制器46的信号输出端连接。在采样装置4的侧壁上还开设有样气进口、样气出口和标定进气接口，样气进口与采样探杆6的一端焊接，采样探杆6的另一端安装的采样探头穿过箱体侧壁伸到箱体外部的烟气环境中，采样探杆6为不锈钢材质，夕卜部喷涂有碳化钨涂层。样气出口与采样管线11连接。在采样装置4下部设置有螺旋加热器，螺旋加热器的开关通过导线与位于箱体内部的温控器5的信号输出端连接，通过温控器5发出的信号对螺旋加热器的工作状态进行控制，温控器5的信号接收端与中央控制器46的信号输出端连接。箱体、顶盖I和储气罐2都采用不锈钢材质。
[0034]本发明的工作过程为:打开压缩空气过滤器3，将空气过滤压缩后存入储气罐2中。在进行烟气采样时，中央控制器46向温控器5发出信号，温控器5控制螺旋加热器进行加热，保证采样腔内的温度与烟气环境的温度相同，避免温度降低致使烟气中的水分凝结后与固体颗粒混合堵塞管道。将采样探头伸入到烟气环境中，烟气通过采样探杆4进入到采样腔中，并从采样腔进入采样管线11。在整个过程中通过中央控制器46控制采样装置4与储气罐2之间的电磁阀7定时打开和关闭，由于储气罐2中空气的压力大于外部大气压力，在电磁阀7打开时储气罐2中的压缩空气通过管道进入到采样腔中，并进入其他各管道，对采样设备进行定时的反吹扫，防止出现堵塞的现象。
[0035]如图3所示，为本发明烟气在线监测系统中皮托管流速计和颗粒物监测仪共用反吹扫装置的结构示意图，包括吹扫箱壳体12和内部管线，内部管线又包括一级控制电磁阀FC1、第一二级控制电磁阀FC21、第二二级控制电磁阀FC22和PLC控制系统。一级控制电磁阀FCl的一端分别与两条管道连接，两条管道分别与吹扫箱外部的压缩空气进气管路14和粉尘反吹扫管路15的一端连接，在压缩空气进气管路14和粉尘反吹扫管路15上分别安装有吹扫箱总阀17和粉尘吹扫阀18，粉尘反吹扫管路15的另一端与颗粒物监测仪47连接，压缩空气进气管路14的另一端通入吹扫空气。一级控制电磁阀FCl的另一端分别与第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22的吹扫端连接，第一二级控制电磁阀FC21的引压端与吹扫箱壳体12外部的S型皮托管16的负压孔连接，第二二级控制电磁阀FC22的引压端与S型皮托管16的正压孔连接，第一二级控制电磁阀FC21的变送器端与吹扫箱壳体12外部的差压变送器13的负压端连接，第二二级控制电磁阀FC22的变送器端与差压变送器13的正压端连接。第一二级控制电磁阀FC21的引压端和第二二级控制电磁阀FC22的引压端都为长通状态。一级控制电磁阀FC1、第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22的触点都接入PLC控制系统的控制端口，PLC控制系统的信号接收端通过控制电缆与中央控制器46连接。一级控制电磁阀FCl、第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22还都与供电电源连接，供电电源的电压为24V。一级控制电磁阀FC1、第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22的阀体都采用聚四氟乙烯(PTFE)材质，具有极好的防腐效果。
[0036]在S型皮托管16进行正常测量时，吹扫箱总阀17处于关闭状态，一级控制电磁阀FCl不带电也处于关闭状态，第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22的吹扫端处于关闭状态，第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22的引压端和变送器端都处于打开状态，此时S型皮托管16的负压孔通过第一二级控制电磁阀FC21与差压变送器13的负压端连接，S型皮托管16的正压孔通过第二二级控制电磁阀FC22与差压变送器13的正压端连接，S型皮托管16能够对介质的流量进行测定。当需要对S型皮托管16进行吹扫时，手动打开吹扫箱总阀17，同时PLC控制系统的控制端口发出信号，控制第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22的变送器端关闭，控制第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22的吹扫端打开，此时第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22的吹扫端分别与S型皮托管16的负压孔和正压孔连通，延时5s后，PLC控制系统控制一级控制电磁阀FCl得电打开，压缩空气通过压缩空气进气管路14进入到吹扫箱中对S型皮托管16进行吹扫。当达到设定的吹扫时间时，PLC控制系统控制一级控制电磁阀FCl失电关闭，延时2s后，PLC控制系统控制第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22的吹扫端关闭，控制第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22的变送器端打开，继续进行正常测量，最后手动关闭吹扫箱总阀17。在吹扫的过程中可以手动打开粉尘仪反吹阀18，对吹扫箱外部连接的颗粒物监测仪进行吹扫，吹扫结束后手动关闭粉尘仪反吹阀18。由于第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22是以并联的方式进行连接，因此在整个动作过程中，第一二级控制电磁阀FC21和第二二级控制电磁阀FC22始终保持同时动作。
[0037]本发明一个实施例中中央控制器46采用CPU控制器46。
[0038]本发明烟气在线监测系统采用的监测方法为:
[0039]步骤一:对烟气进行采样之前，通过中央控制器46控制第一切换电磁阀28打开，室外空气经空气过滤器29除去水分和粉尘后输送到多组分气体分析仪41，对多组分气体分析仪41进行标零(即:以室外空气中各污染物的含量为零点值)。
[0040]步骤二:关闭第一切换电磁阀28后，通过中央控制器46控制第二切换电磁阀36打开或者手动打开标定球阀32，将标准气体罐40内的标准气体输送到多组分气体分析仪41，对多组分气体分析仪41进行标定(即:应用国家标准排放物对仪表进行校准)。打开第二切换电磁阀36为对采样管线进行部分标定，打开标定球阀32为对采样管线进行全程标定。
[0041]步骤三:关闭第二切换电磁阀36或者标定球阀32后，打开皮托管流速计20和烟气采样器21，皮托管流速计20测量烟? 19中烟气流速，烟气采样器21对烟? 19中烟气进行采样，保持烟气采样器21的温度在130°C。
[0042]步骤四:采样烟气经过第一制冷器23，第一制冷器23控制温度在4?5°C，对采样烟气中的水分进行初步液化，初步液化的水分经第一排水管43排出，采样烟气进入气体过滤器26，气体过滤器26及能够除掉采样烟气中的粉尘、颗粒，又能够对采样烟气起到稳流的作用。
[0043]步骤五:流过气体过滤器26的采样烟气依次经过第一切换电磁阀28、流量调节阀30和采样泵31，流量调节阀30控制烟气的流速为3?4L/min，打开旁路流量调节阀37将过多的采样烟气从分支排气管道42排出。
[0044]步骤六:采样烟气经过第二制冷器35，第二制冷器35控制温度在4?5°C，对采样烟气中的水分进行再次液化，再次液化的水分经第二排水管44排出，再次液化后的采样烟气经过膜式过滤器39进行过滤，膜式过滤器39起到阻水和稳流的作用，膜式过滤器39控制烟气的流速为I?1.5L/min。
[0045]步骤七:最终剩余的采样烟气进入到多组分气体分析仪41进行分析检测。
[0046]步骤八:使用一段时间后，PLC控制系统和中央控制器46分别控制皮托管流速计20、颗粒物监测仪47和烟气采样器21的反吹扫装置进行反吹扫，烟气采样器21的反吹扫系统进行反吹扫时，中央控制器46控制反吹截止电磁阀22关闭，避免将压缩空气吹入采样管线中，造成采样管线和组分气体分析仪41损坏，反吹扫结束后，中央控制器46控制反吹截止电磁阀22打开。手动打开粉尘仪反吹阀18，对颗粒物监测仪47进行吹扫。
[0047]本发明烟气在线监测系统及监测方法，监测系统中加设有标定管线，通过控制第二切换电磁阀36或者标定球阀32能够实现对采集管线上的所有分析仪器进行的全程标定或者部分标定，过程操作简单，大大减少了现场的工作量，保证了监测的安全。对皮托管流速计20、烟气采样器21和颗粒物监测仪47设置有相应的反吹扫装置，通过控制能够定时对皮托管流速计20、烟气采样器21和颗粒物监测仪47进行吹扫，防止管路堵塞现象的出现，同时，中央控制器46的控制大大增强了监测系统的智能化，减少了工人的工作量。采样管线上依次设置有第一制冷器23、第二制冷器35和膜式过滤器39，能够对采样烟气中的水分进行多次清除，避免了采样管线的堵塞和检测误差的产生。同时，气体过滤器26和膜式过滤器39还起到了稳定烟气流速的作用，使经过分析仪表的烟气压力相同，避免了分析仪表因压力不同而产生的误差，对烟气的分析检测更加准确。本发明结构简单、自动化程度高、监测准确、安全性高，与现有技术相比具有明显的优点。
[0048]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种烟气在线监测系统，其特征在于:包括中央控制器(46)、皮托管流速计(20)、烟气采样器(21)、颗粒物监测仪(47)、采样器反吹扫装置、皮托管流速计和颗粒物监测仪共用反吹扫装置、采样管线和标定管线，皮托管流速计(20)的流速测量端、烟气采样器(21)的采样探头和颗粒物监测仪(47)的检测端分别伸入到排放烟气的烟囱(19)中，中央控制器(46)的信号输出端与烟气采样器(21)内部加热器的控制端连接，烟气采样器(21)内部的信号接收端与中央控制器(46)的信号输出端连接，烟气采样器(21)的样气出口与第一制冷器(23)的入口连接，第一制冷器(23)的排水口与第一排水管(43)连接，第一制冷器(23)的出口与气体过滤器(26)的入口连接，气体过滤器(26)的出口与第二制冷器(35)的入口连接，在气体过滤器(26)与第二制冷器(35)之间设置有第一切换电磁阀(28)、流量调节阀(30)和采样泵(31)，第一切换电磁阀(28)的进气口与第一空气管道(33)连接，第一切换电磁阀(28)的控制端与中央控制器(46)的信号输出端连接，在采样泵(31)与第二制冷器(35)之间的管道上连接有分支排气管道(42)，分支流量排气管道(42)上安装有旁路流量调节阀(37)，第二制冷器(35)的排水口与第二排水管(44)连接，第二制冷器(35)的出口与膜式过滤器(39)的入口连接，第二制冷器(35)与膜式过滤器(39)之间设置有第二切换电磁阀(36)，第二切换电磁阀(36)的控制端与中央控制器(46)的信号输出端连接，第二切换电磁阀(36)的进气口与标准气体罐(40)的气体排放口连接，标准气体罐(40)的气体排放口还与烟气采样器(21)的标定进气接口连接，在标准气体罐(40)与烟气采样器(21)之间设置有标定球阀(32)，膜式过滤器(39)的出口与多组分气体分析仪(41)的检测入口连接，多组分气体分析仪(41)的数据传输端与中央控制器(46)的数据接收端连接。
2.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于:所述烟气采样器(21)与第一制冷器(23)之间设置有反吹截止电磁阀(22)，反吹截止电磁阀(22)的控制端与中央控制器(46)的信号输出端连接。
3.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于:所述第一排水管(43)上安装有第一蠕动泵(27)，在第二排水管(44)上安装有第二蠕动泵(38)。
4.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于:所述第一空气管道(33)上安装有空气过滤器(29)。
5.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于:所述第二切换电磁阀(36)与标准气体罐(40)之间的管道上安装有浮子流量计(34)。
6.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于:所述加热器加热温度为130°C，第一制冷器(23)的制冷温度为4?5°C，第二制冷器(35)的制冷温度为4?5°C，膜式过滤器(39)的过滤孔为0.2 μ m。
7.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于:所述中央控制器(46)为CPU控制器(46)。
8.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于:所述采样器反吹扫装置又包括箱体、顶盖(I)、储气罐(2)、压缩空气过滤器(3)、采样装置(4)、螺旋加热器、温控器(5)和采样探杆￠)，箱体顶端开口处设置有顶盖(I)，箱体内部设置的储气罐(2)的空气入口与位于箱体外部的压缩空气过滤器(3)的进气管连接，箱体内部的采样装置(4)内部开设有采样腔，采样装置(4)侧壁上开设的压缩空气入口与储气罐(2)侧壁上的空气出口连通，在采样装置⑷与储气罐⑵之间设置有电磁阀(7)，电磁阀(7)上安装的信号接收器的信号接收端与中央控制器(46)的信号输出端连接，采样装置(4)的侧壁上开设有样气进口、样气出口和标定进气接口，样气进口与采样探杆(6)的一端焊接，采样探杆(6)的另一端安装有采样探头，样气出口与采样管线(11)连接，在采样装置(4)下部设置有螺旋加热器，螺旋加热器的开关通过导线与位于箱体内部的温控器(5)的信号输出端连接，温控器(5)的信号接收端与中央控制器(46)的信号输出端连接。
9.根据权利要求1所述的烟气在线监测系统，其特征在于:所述皮托管流速计和颗粒物监测仪共用反吹扫装置包括吹扫箱壳体(12)和内部管线，内部管线又包括一级控制电磁阀(FCl)、第一二级控制电磁阀(FC21)、第二二级控制电磁阀(FC22)和PLC控制系统，一级控制电磁阀(FCl)的一端分别与两条管道连接，两条管道分别与吹扫箱外部的压缩空气进气管路(14)和粉尘反吹扫管路(15)的一端连接，在压缩空气进气管路(14)和粉尘反吹扫管路(15)上分别安装有吹扫箱总阀(17)和粉尘吹扫阀(18)，粉尘反吹扫管路(15)的另一端与颗粒物监测仪(46)连接，压缩空气进气管路(14)的另一端通入吹扫空气，一级控制电磁阀(FCl)的另一端分别与第一二级控制电磁阀(FC21)和第二二级控制电磁阀(FC22)的吹扫端连接，第一二级控制电磁阀(FC21)的引压端与吹扫箱壳体(12)外部的S型皮托管(16)的负压孔连接，第二二级控制电磁阀(FC22)的引压端与S型皮托管(16)的正压孔连接，第一二级控制电磁阀(FC21)的变送器端与吹扫箱壳体(12)外部的差压变送器(13)的负压端连接，第二二级控制电磁阀(FC22)的变送器端与差压变送器(13)的正压端连接，第一二级控制电磁阀(FC21)的引压端和第二二级控制电磁阀(FC22)的引压端都为长通状态，一级控制电磁阀(FCl)、第一二级控制电磁阀(FC21)和第二二级控制电磁阀(FC22)的触点都接入PLC控制系统的控制端口，PLC控制系统的信号接收端通过控制电缆与中央控制器(46)连接，一级控制电磁阀(FCl)、第一二级控制电磁阀(FC21)和第二二级控制电磁阀(FC22)还都与供电电源连接。
10.一种烟气在线监测方法，其特征在于:所述烟气在线监测方法采用权利要求1中所述的烟气在线监测系统，包括 步骤一:打开第一切换电磁阀(28)，将室外空气输送到多组分气体分析仪(41)，对多组分气体分析仪(41)进行标零； 步骤二:关闭第一切换电磁阀(28)后，打开第二切换电磁阀(36)打开或者标定球阀(32)，将标准气体罐内(40)的标准气体输送到多组分气体分析仪(41)，对多组分气体分析仪(41)进行标定； 步骤三:关闭第二切换电磁阀(36)或者标定球阀(32)后，打开烟气采样器(21)；步骤四:采样烟气经过第一制冷器(23)，对采样烟气中的水分进行初步液化，初步液化后的采样烟气进入气体过滤器(26)； 步骤五:打开旁路流量调节阀(37)将过多的采样烟气从分支排气管道(42)排出；步骤六:采样烟气经过第二制冷器(35)，对采样烟气中的水分进行再次液化，再次液化的水分经第二排水管(44)排出，再次液化后的采样烟气经过膜式过滤器(39)进行过滤； 步骤七:最终剩余的采样烟气进入到多组分气体分析仪(41)进行分析检测； 步骤八:使用一段时间后，分别对皮托管流速计(20)、颗粒物监测仪(47)和烟气采样器(21)进行反吹扫。
【文档编号】G01N35/00GK104407161SQ201410680252
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】刘尔斌, 杜志海 申请人:汇众翔环保科技河北有限公司