一种吸收塔液位和泡沫在线监测装置及方法与流程

本发明属于大气污染控制领域，涉及一种吸收塔液位和泡沫在线监测装置及方法。

背景技术：

燃煤电厂湿法脱硫由于燃煤组份、工艺水水质和石灰石品质等影响，脱硫吸收塔经常出现浆液起泡以及品质恶化问题，如不及时有效的控制浆液起泡及品质恶化，会引起脱硫效率降低、石膏脱水困难等影响脱硫系统安全稳定运行的问题。吸收塔塔体为封闭的钢结构，无法及时观察到泡沫的产生及品质情况。目前常规技术为压差式液位计来测量吸收塔1液位，如浆液产生泡沫，浆液品质恶化，液位计将不能如实反映吸收塔1液位，无法给运行人员控制溢流和液位提供参考。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种吸收塔液位和泡沫在线监测装置及方法，该系统及方法能够实时监测吸收塔内浆液的液位、泡沫层的高度及浆液的品质。

为达到上述目的，本发明所述的吸收塔液位和泡沫在线监测装置包括观察窗、plc控制系统、处理器及图像采集系统，观察窗为透明结构，吸收塔的侧面上设置有观察窗安装口，观察窗安装于所述观察窗安装口处，图像采集系统正对所述观察窗，图像采集系统的输出端与处理器的输入端相连接，处理器的输出端与plc控制系统的输入端相连接，plc控制系统的输出端与外部的dcs系统相连接；

擦洗活塞与观察窗的内壁相接触，活塞连杆的一端与活塞执行机构的输出轴相连接，活塞连杆的另一端插入于观察窗内后与擦洗活塞相连接，plc控制系统的输出端与活塞执行机构的控制端相连接。

观察窗的横截面为扇形结构。

活塞连杆从观察窗的顶部插入于观察窗内。

观察窗的外壁上沿轴向设置有刻度线。

活塞连杆与观察窗的顶部之间设置有密封圈。

处理器与plc控制系统之间通过信号转化系统相连接。

plc控制系统连接有时钟电路。

还包括轨道以及设置于轨道上的轨道凸槽，观察窗的内壁上沿轴向设置有轨道凹槽，所述轨道凸槽卡接于所述轨道凹槽内，擦洗活塞活动卡接于所述轨道上。

本发明所述的吸收塔液位和泡沫在线监测方法包括以下步骤：

图像采集系统按固定时间间隔采集观察窗的图像信息，并将采集到的图像信息发送给处理器中，处理器基于吸收塔内浆液的透光度、泡沫层的透光度及吸收塔内气体的透光度不同，并结合获取的图像信息判断吸收塔内浆液的液位及泡沫层的高度信息，并将吸收塔内浆液的液位信息及泡沫层的高度信息发送给plc控制系统中，plc控制系统将接收到的吸收塔内浆液的液位信息及泡沫层的高度信息发送给外部的dcs系统中；

处理器根据接收到的图像信息获取吸收塔内浆液及泡沫层的颜色深度，再根据吸收塔内浆液及泡沫层的颜色深度判断吸收塔内浆液的品质，然后将判断结果通过plc控制系统发送给dcs系统中；

plc控制系统每隔预设时间间隔控制活塞执行机构工作，活塞执行机构通过活塞连杆带动擦洗活塞上下往复运动预设周期，通过擦洗活塞对观察窗的内壁进行擦洗，同时在擦洗过程中，plc控制系统停止将接收到的吸收塔内液体的液位信息、泡沫层的高度信息以及所述判断结果发送给外部的dcs系统。

吸收塔内浆液及泡沫层的颜色深度越大，则吸收塔内浆液的品质越差。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的吸收塔液位和泡沫在线监测装置及方法在具体操作时，通过图像采集系统获取观察窗的图像信息，再基于吸收塔内浆液的透光度、泡沫层的透光度及吸收塔内气体的透光度不同，并结合获取的图像信息判断吸收塔内浆液的液位及泡沫层的高度信息，同时根据吸收塔内浆液及泡沫层的颜色深度判断吸收塔内浆液的品质，以实现对吸收塔内浆液的液位、泡沫层的高度以及浆液品质的实时监测，另外，在监控过程中，活塞执行机构通过活塞连杆带动擦洗活塞对观察窗的内壁进行擦洗，避免颗粒附着在观察窗内壁上而影响监控的结果，结构简单，操作方便，实用性极强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中观察窗2的安装位置图。

其中，1为吸收塔、2为观察窗、3为活塞执行机构、4为活塞连杆、5为密封圈、6为擦洗活塞、7为轨道凹槽，8为轨道凸槽、9为图像采集系统、10为处理器、11为信号转化系统、12为plc控制系统、13为dcs系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1及图2，本发明所述的吸收塔液位和泡沫在线监测装置包括观察窗2、plc控制系统12、处理器10及图像采集系统9，观察窗2为透明结构，吸收塔1的侧面上设置有观察窗安装口，观察窗2安装于所述观察窗安装口处，图像采集系统9正对所述观察窗2，图像采集系统9的输出端与处理器10的输入端相连接，处理器10的输出端与plc控制系统12的输入端相连接，plc控制系统12的输出端与外部的dcs系统13相连接；擦洗活塞6与观察窗2的内壁相接触，活塞连杆4的一端与活塞执行机构3的输出轴相连接，活塞连杆4的另一端插入于观察窗2内后与擦洗活塞6相连接，plc控制系统12的输出端与活塞执行机构3的控制端相连接。

具体的，观察窗2的横截面为扇形结构；活塞连杆4从观察窗2的顶部插入于观察窗2内；观察窗2的外壁上沿轴向设置有刻度线；活塞连杆4与观察窗2的顶部之间设置有密封圈5；处理器10与plc控制系统12之间通过信号转化系统11相连接；plc控制系统12连接有时钟电路。

另外，本发明还包括轨道以及设置于轨道上的轨道凸槽8，观察窗2的内壁上沿轴向设置有轨道凹槽7，所述轨道凸槽8卡接于所述轨道凹槽7内，擦洗活塞6活动卡接于所述轨道上。

本发明所述的吸收塔液位和泡沫在线监测方法包括以下步骤：

图像采集系统9按固定时间间隔(1-3s)采集观察窗2的图像信息，并将采集到的图像信息发送给处理器10中，处理器10基于吸收塔1内浆液的透光度、泡沫层的透光度及吸收塔1内气体的透光度不同，并结合获取的图像信息判断吸收塔1内浆液的液位及泡沫层的高度信息，并将吸收塔1内浆液的液位信息及泡沫层的高度信息发送给plc控制系统12中，plc控制系统12将接收到的吸收塔1内浆液的液位信息及泡沫层的高度信息发送给外部的dcs系统13中，使运行操作人员可实时掌握液位及泡沫情况；

处理器10根据接收到的图像信息获取吸收塔1内浆液及泡沫层的颜色深度，再根据吸收塔1内浆液及泡沫层的颜色深度判断吸收塔1内浆液的品质，然后将判断结果通过plc控制系统12发送给dcs系统13中，其中，吸收塔1内浆液及泡沫层的颜色深度越大，则吸收塔1内浆液的品质越差，使运行操作人员可实时掌握浆液品质情况。

plc控制系统12每隔预设时间间隔(10-60min)控制活塞执行机构3工作，活塞执行机构3通过活塞连杆4带动擦洗活塞6上下往复运动预设周期，通过擦洗活塞6对观察窗2的内壁进行擦洗，避免观察窗2内壁附着颗粒对监测结果的影响，同时在擦洗过程中，plc控制系统12停止将接收到的吸收塔1内液体的液位信息、泡沫层的高度信息以及所述判断结果发送给外部的dcs系统13。