一种电厂脱硫烟囱防腐层监测装置及气密盒传感器的制作方法

本实用新型涉及电力及涂料技术领域，特别涉及一种电厂脱硫烟囱防腐层监测装置及气密盒传感器。

背景技术：

火力发电厂燃煤产生的污染和排放一直是我国在经济发展中迫切需要解决的问题，电厂燃煤不但每年排放大量的二氧化碳，而且会产生酸雨等次生污染，我国大规模脱硫和脱硝已经进行了近10年时间，有效地控制了向大气中排放硫化物和氮化物的总量和酸雨的形成，解决了大气污染中最为紧迫的问题。目前我国主要采用石灰石石膏湿法脱硫技术，这种技术脱硫效率高，技术成熟，运行成本低，在我国的主要电厂得到比较普遍的应用。

湿法脱硫改变了排放烟气的特征，从脱硫前的130℃左右的高温烟气变为低于60℃的低温烟气，从干烟气变成了含有大量凝结水的湿烟气。湿烟气夹带着脱硫后残余的少量二氧化硫和三氧化硫，在氧气作用下变成稀硫酸和亚硫酸溶液。湿烟气和酸水具有很强腐蚀性，因此脱硫后的烟囱和烟道均需要采用防腐措施加以保护。

对于独立钢制钢筒套筒设计的脱硫烟囱，钢筒与烟囱混凝土外筒在空间上隔离。钢筒的内表面防腐处理。由于钢内筒套筒与钢筋混凝土在空间上已经隔离开来，因此阻断了酸水直接泄漏到烟囱外筒的路径，也起到了保护钢筋混凝土烟囱外筒的作用。

湿烟气中稀硫酸等对钢材的腐蚀性较强，如果内筒防腐层出现缺陷或破损，内筒钢体在湿烟气的腐蚀下会出现减薄，孔洞，大面积开口等问题。结果可能导致钢内筒套筒自身的结构安全问题，严重者甚至导致内筒坍塌事故。烟囱的位置一般距离生产区、厂房、发电或蒸汽发生设备较近。具有相当高度的烟囱结构一旦出现安全事故，威胁到庞大的固定资产投资和正常生产，以及人员的生命安全。

脱硫烟囱内筒防腐涂层是用于内筒钢体防腐蚀的技术之一，防腐涂层施工简单，阻隔性好，具有一定的耐酸，耐水性能，在我国的脱硫烟囱上应用越来越广泛。但烟囱用防腐涂层还属于新材料，新工艺，各种类型、规格的烟囱用防腐涂层在烟囱湿烟气环境中的应用还没有长期的数据积累，这类防腐涂层在湿烟气环境中的失效机理和失效行为还没有深入的研究。防腐涂层在烟囱内壁涂装后，其状态也无法得知，只能在烟囱大修的时候才能看到。目前，对防腐层失效状态的检测与监测方法很多，多以制样检测为主，在线长期的监测方法还没有标准及规范可以依据，也未见针对烟囱防腐层状态检测及监测的技术。这对于烟囱内壁防腐层技术的应用与发展带来困扰，也成为烟囱内壁防腐的安全隐患。如何实时了解烟囱内壁防腐层的失效状态，及时发现防腐层的问题，保证烟囱的安全运行，已成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种电厂脱硫烟囱防腐层监测装置及气密盒传感器，以采集传感器数据，为烟囱防腐层的分析提供研究数据。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种电厂脱硫烟囱防腐层监测装置，包括：气密盒传感器、数据采集器、数据传输通路、数据接收器以及电厂脱硫控制间；

所述气密盒传感器设置在烟囱内壁，通过传感器电缆连接所述数据采集器；所述数据采集器通过所述数据传输通路连接至数据接收器，所述数据接收器连接至电厂脱硫控制间；

所述气密盒传感器包括：气密盒及设置在所述气密盒中的传感器；所述气密盒上设有开口，所述开口处安装有多层金属筛网，所述金属筛网上涂有烟囱防腐层；所述传感器通过设置在所述气密盒内的线路板与所述传感器电缆连接，以将传感器信号通过数据采集器、数据传输通路及数据接收器传输至所述电厂脱硫控制间。

一实施例中，所述传感器包括：烟气浓度传感器、温度传感器、腐蚀探针及层叠电池中的至少一种。

一实施例中，所述数据采集器包括：

放大电路：用于对传感器信号进行放大；

AD转换器：将放大后的传感器信号转换为数字信号。

一实施例中，所述数据传输通路为无线通路或有线通路。

一实施例中，所述烟气浓度传感器包括：二氧化碳传感器及二氧化硫传感器。

一实施例中，所述气密盒传感器底部设有永磁体，通过所述永磁体固定在烟囱内壁上。

一实施例中，所述数据采集器设置16组通道，每组通道采集一路传感器信号。

为了实现上述目的，本实用新型实施例还提供了一种气密盒传感器，包括：气密盒及设置在所述气密盒中的传感器；

所述气密盒上设有开口，所述开口处安装有多层金属筛网，所述金属筛网上涂有烟囱防腐层；所述传感器通过设置在所述气密盒内的线路板与所述传感器电缆连接，以将传感器信号通过数据采集器、数据传输通路及数据接收器传输至所述电厂脱硫控制间。

一实施例中，所述传感器包括：烟气浓度传感器、温度传感器、腐蚀探针及层叠电池中的至少一种。

一实施例中，所述气密盒传感器底部设有永磁体，通过所述永磁体固定在烟囱内壁上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的电厂脱硫烟囱防腐层监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的气密盒传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型的电厂脱硫烟囱防腐层监测装置的结构示意图。如图1所示，该电厂脱硫烟囱防腐层监测装置包括：气密盒传感器101、数据采集器102、数据传输通路103、数据接收器104以及电厂脱硫控制间105。

气密盒传感器101设置在烟囱内壁，气密盒传感器101通过传感器电缆106连接数据采集器102。数据采集器102通过数据传输通路103连接至数据接收器104，数据接收器104连接至电厂脱硫控制间。

具体实施时，气密盒传感器101与数据采集器102集成(例如，可以将数据采集器102固定在气密盒传感器101上)在一起固定在烟囱内壁，固定方式有多种，一实施例中，可以在气密盒传感器底部设置永磁体，通过永磁体将气密盒传感器101固定在烟囱内壁上。

一实施例中，数据采集器102可以包括：放大电路及AD转换器。放大电路用于对传感器信号进行放大，AD转换器将放大后的传感器信号转换为数字信号(例如转换为工业485信号，工业485信号具有传输距离远、数据稳定等特点)。数据采集器102可以设置多组通道(例如可以设置16组通道)，每组通道采集一路传感器的信号。

数据接收器104可以为数据接收卡，其中可以包括转换器，将工业485信号转换为USB信号或232信号等。

数据采集器102与数据接收器104之间的数据传输通路为无线通路或有线通路。无线通路可以为射频等无线连接方式。

如图2所示，气密盒传感器101包括：气密盒201及设置在气密盒201中的传感器202(207)。气密盒201上设有开口203，开口203处安装有多层金属筛网204，并且金属筛网上涂有烟囱防腐层205。传感器202通过设置在气密盒201内的线路板206与传感器电缆连接，以将传感器信号通过数据采集器、数据传输通路及数据接收器传输至所述电厂脱硫控制间。

传感器可以包括：烟气浓度传感器、温度传感器、腐蚀探针及层叠电池中的至少一种。烟气浓度传感器可以为二氧化碳传感器及二氧化硫传感器等。例如传感器202可以为二氧化碳传感器或二氧化硫传感器，传感器205可以为温度传感器。

本实用新型具体实施时，将气密盒传感器101放入电厂脱硫烟囱实际环境中(烟囱内)，气密盒201形成两个气体环境。当烟囱防腐层出现微观、宏观缺陷时，烟囱内的气体会缓慢渗透至气密盒201中，使气密盒201内环境气体浓度发生改变。利用气密盒201内的烟气传感器，可以实时监测气密盒201内的气体变化，可以回推烟囱防腐层的失效行为。数据采集器102组网后，通过有线或无线方式，传输到电厂脱硫控制间。电厂脱硫控制间的上位机可以分析气密盒内气体浓度的变化，不但可以研究防腐层的失效行为和失效机理，评价防腐层在烟气环境中的适用性，同时可以监测实际烟囱内防腐层的失效状况，及时发现烟囱防腐层的缺陷，预防烟囱的腐蚀事故发生。另外，温度传感器可以检测气密盒201内的温度变化，腐蚀探针可以检测烟囱防腐层的腐蚀情况，温度传感器、腐蚀探针及层叠电池采集的相关数据也可以传输至电厂脱硫控制间105，实现对烟囱防腐状况的实时监测。

本实用新型可以具备如下有益效果：

1.相比传统的防腐层监测与检测技术，本实用新型采用长周期在线监测技术，可以实现烟囱防腐层在寿命周期内失效行为的实时监测。

2.本实用新型监测装置建造模拟防腐层下的气密环境，通过实时在线监测气密环境中烟气浓度的变化，可以判断防腐层的失效状态。从防腐层微观结构的失效、防腐层微裂纹、防腐层宏观结构失效等因素均可以造成气密环境中烟气浓度的变化。通过分析这种变化，可以判断防腐层的失效机理。

3.本实用新型监测探头采用多通道测量方式，每个传感器可同时测量多个烟气浓度、温度、湿度、pH等烟气状态参数，全面分析气密环境中的状态变化。

4.本实用新型多个探头可组网运行，分别在烟囱的不同部位放置防腐层监测探(传感器)头，测量数据通过无线或有线方式传输到上位机中。上位机可以将监测的气密环境中的烟气浓度和环境状态长期记录下来，当气密环境中状态超过一定阈值时，系统会报警，提醒工作人员注意烟囱内防腐层的状态，保证烟囱的运行安全。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。