CN104678058A - 烟气排放连续监测装置及监测数据的有效性自动核查方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气排放连续监测装置及监测数据的有效性自动核查的方法，该装置包括与烟道相连的取样装置、与取样装置连接的预处理装置、与预处理装置连接的分析装置以及与分析装置连接的数据采集装置及核查装置，通过核查控制装置定期和/或在数据采集装置监测的烟气测量值超过排放限值时对分析装置进行自动核查。本发明监测数据的有效性自动核查方法，通过定期和/或判断当烟气测量值超过排放限值时对气体分析仪进行自动核查，并判断气体分析仪的仪器误差是否在允许范围内辨别有效数据，解决了现有的烟气排放连续监测装置不能佐证测量数据准确性的技术问题，实现了对测量数据准确性进行佐证，提高了烟气排放连续监测装置的数据测量准确性。

Description

烟气排放连续监测装置及监测数据的有效性自动核查方法

技术领域

本发明涉及烟气排放监测领域，特别地，涉及一种烟气排放连续监测装置及监测数据的有效性自动核查方法。

背景技术

烟气排放连续监测装置是应用在工业废气排放监测污染大气的有害因子，常见的有二氧化硫、氮氧化物、烟尘等，是为环境保护主管部门总量考核、监督执法、排污申报核定等工作提供基础数据的目的。如图1，现有的烟气排放连续监测装置由颗粒物监测装置、气态污染物监测装置、烟气排放参数监测装置、数据采集装置组成。目前主流采用直接抽取采样，进行预处理(包括冷干法和热湿法)后进入分析仪器分析检测。

目前烟气排放连续监测装置在实际应用过程中稳定性差，可靠性不足；无法佐证测量数据准确性；监管起来存在很多漏洞，不利于监管。还不足以为环境保护主管部门总量考核、监督执法、排污申报核定等工作提供基础数据。特别是现有烟气排放连续监测装置无法佐证测量数据准确性，比如当***测量到超标数据时，无法对超标数据的准确性进行佐证，即无法根据测量到的超标数据辨别数据是否确实超标还是由于***本身的测量仪器产生的误差导致超标。所以亟需开发一种能佐证测量数据准确性的烟气排放连续监测装置。

发明内容

本发明提供了一种烟气排放连续监测装置及其监测数据的有效性核查方法，以解决现有的烟气排放连续监测装置不能佐证测量数据准确性的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种烟气排放连续监测装置，包括：

与烟道相连的取样装置、与取样装置连接的预处理装置、与预处理装置连接的分析装置以及与分析装置连接的数据采集装置；其特征在于，

烟气排放连续监测装置还包括核查装置，核查装置包括核查气体输入端、切换装置与核查控制装置；

切换装置包括连通预处理装置与分析装置的第一换向端以及连通核查气体输入端与分析装置的第二换向端；

核查控制装置，用于定期和/或当数据采集装置监测的烟气测量值超过排放限值时，控制切换装置切换至第二换向端，并对分析装置进行自动核查。

进一步地，核查气体输入端通过调节阀与第二换向端连接。

进一步地，核查气体输入端设置压力传感器，压力传感器用于检测核查气体输入端的气体压力。

进一步地，切换装置为电控阀或气控阀。

进一步地，分析装置包括流量控制器和气体分析仪，流量控制器的一端与切换装置连接，流量控制器的另一端与气体分析仪连接。

进一步地，烟气排放连续监测装置还包括与取样装置相连的反吹自动控制装置、采样器温度报警装置和采样流量报警装置，以及与预处理装置相连的预处理温度报警装置；其中，

反吹自动控制装置，用于当数据采集装置监测的流量值低于流量排放限值时，对取样装置进行自动反吹；

采样器温度报警装置，用于当数据采集装置监测的采样温度异常时进行报警；

采样流量报警装置，用于当数据采集装置监测的采样流量值异常时进行报警；

预处理温度报警装置，用于当数据采集装置监测的预处理温度异常时进行报警。

进一步地，烟气排放连续监测装置还包括与数据采集装置连接的数据处理装置、与数据处理装置连接的数据传输装置、以及与数据传输装置连接的远程管理平台；

数据处理装置，用于对数据采集装置的输出数据进行转换后通过数据传输装置传送给远程管理平台；

远程管理平台，用于对数据传输装置的输出数据进行远程监测和管理；

数据采集装置上还相连有对数据采集装置的输出数据进行分类标识的自动标识装置以及对数据采集装置的输出数据进行存储的日志记录装置。

进一步地，远程管理平台至少连接自动数据有效性审核及统计装置，远程反吹控制装置，标气核查装置，超标核查及报警提醒装置；其中，

自动数据有效性审核及统计装置，用于区分有效数据和无效数据，并统计数据的有效率；

远程反吹控制装置，用于对取样装置进行远程自动反吹控制；

标气核查装置，用于对核查装置进行远程自动核查控制；

超标核查及报警提醒装置，用于对核查确实超标的数据进行区别展示和短信提醒。

根据本发明的另一方面，提供了一种烟气排放连续监测装置的监测数据的有效性自动核查的方法，包括：

定期和/或当数据采集装置监测的烟气测量值超过排放限值时，采集数据采集装置的烟气测量数据；

对气体分析仪的仪器误差进行测量；

判断气体分析仪的仪器误差是否在允许的范围内，若是则将烟气测量数据作为有效测量数据，若否则将烟气测量数据作为无效测量数据，并对气体分析仪进行自动校准。

进一步地，对气体分析仪的仪器误差进行测量包括：

对核查气体输入端的标气进行测量，得到标气测量数据；

将标气测量数据与标气标准数据进行比较，得到气体分析仪的漂移；

将漂移作为气体分析仪的仪器误差。

本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种烟气排放连续监测装置及监测数据的有效性自动核查的方法，该装置包括与烟道相连的取样装置、与取样装置连接的预处理装置、与预处理装置连接的分析装置以及与分析装置连接的数据采集装置以及核查装置，通过核查装置的核查控制装置定期和/或在数据采集装置监测的烟气测量值超过排放限值时对分析装置进行自动核查。本发明监测数据的有效性自动核查方法，通过定期和/或判断当烟气测量值超过排放限值时对气体分析仪进行自动核查，并判断气体分析仪的仪器误差是否在允许范围内辨别有效数据，解决了现有的烟气排放连续监测装置不能佐证测量数据准确性的技术问题，从而实现了对测量数据准确性进行佐证，提高了烟气排放连续监测装置的数据测量准确性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的烟气排放连续监测装置的结构框图；

图2是本发明优选实施例的烟气排放连续监测装置的结构框图；

图3是本发明优选实施例的核查装置结构框图。

附图标记说明：

1、烟道；2、取样装置；3、伴热管线；4、预处理装置；5、核查装置；6、分析装置；7、数据采集装置；8、数据处理装置；9、数据传输装置；10、采样器温度报警装置；11、反吹自动控制装置；12、伴热管线报警装置；13、预处理温度报警装置；14、日志记录装置；15、自动标识装置；16、远程管理平台；17、自动数据有效性审核及统计装置；18、远程反吹控制装置；19、标气核查装置；20、数据显示和打印装置；21、超标核查及报警提醒装置；22、流量控制器；23、气体分析仪；24、压力传感器；25、调节阀；26、采样流量报警装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图2，本发明的优选实施例提供了一种烟气排放连续监测装置，包括：与烟道1相连的取样装置2、与取样装置2连接的预处理装置4、与预处理装置4连接的分析装置6以及与分析装置6连接的数据采集装置7；烟气排放连续监测装置还包括核查装置5，核查装置5包括核查气体输入端、切换装置与核查控制装置；切换装置包括连通预处理装置4与分析装置6的第一换向端以及连通核查气体输入端与分析装置6的第二换向端；核查控制装置，用于定期和/或当数据采集装置7监测的烟气测量值超过排放限值时，控制切换装置切换至第二换向端，并对分析装置6进行自动核查。

本发明通过核查装置5中的核查控制装置定期和/或在数据采集装置7监测的烟气测量值超过排放限值时，控制切换装置切换至第二换向端，并对分析装置6进行自动核查。具体地，本实施例通过定期对分析装置6进行自动核查，可以实现定期对分析装置进行自动核查，从而对数据的有效性进行审核，有助于提高测量数据的准确性和有效性，同时本实施例在数据采集装置7监测的烟气测量值超过排放限值时也对分析装置进行自动核查，有利于进一步对数据的有效性进行审核并提高测量数据的准确性。解决了现有的烟气排放连续监测装置不能佐证测量数据准确性的技术问题，实现了对测量数据准确性进行佐证，提高了烟气排放连续监测装置的数据测量准确性。

参照图3，核查装置5的结构框图和工作原理如下：

核查气体输入端通过调节阀25与第二换向端连接。可选地，本实施例中的调节阀25采用比例调节阀，切换装置采用的是一个两位三通电磁阀DCF4，容易想到切换装置也可以采用其他电控阀或气控阀。

可选地，分析装置6包括流量控制器22和气体分析仪23，流量控制器22的一端与切换装置的第一输出端连接，流量控制器22的另一端与气体分析仪23连接。流量控制器22用于控制采样流量恒定在分析装置6要求的流量值(一般采样流量为1L/min)。核查气体输入端根据需要通入零气或标气，本实施例设置NO标气和SO2标气两个输入端。两位三通电磁阀DCF4的第一换向端与预处理装置4连通，用于连通样气通道，两位三通电磁阀DCF4的第二换向端与核查气体输入端连通，用于连通标气通道，正常测量时抽样气进入气体分析仪23进行测量，当数据采集装置7监测的烟气测量值超过排放限值时，控制切换装置切换至第二换向端，从而使得气体分析仪23与核查气体输入端连通。标气通断采用阀门控制，气瓶出口装有减压调节阀，满瓶气气压为10MPa，通过减压阀把压力减压到0.5MPa左右。减压阀出口与两位三通电磁阀DCF4之间用管路连接。

可选地，核查气体输入端设置压力传感器24，压力传感器24用于检测核查气体输入端的气体压力。压力传感器24是为了测量标气瓶的压力，从而监测到标气的使用量，因为随着标气的使用，压力会逐渐降低，当压力降到低于0.5MPa时***提醒需更换标气。可选地，数据采集装置7采集压力传感器24的压力测量数据，当检测到的压力测量数据不满足要求时，数据采集装置7将压力测量数据输送给核查装置5，核查装置5的核查控制装置输出控制信号控制SO2输入阀DDQF1或NO输入阀DDQF2的开断。

工作流程：正常测量情况下，两位三通电磁阀DCF4第一换向端导通，标气通道关闭，即正常情况下气体分析仪23仅对样气进行测量和分析，而标气通道关闭。当数据采集装置7监测的烟气测量值超过排放限值时，核查控制装置控制第一换向端断开，第二换向端导通，此时样气通道关闭，而标气通道打开，核查控制装置控制SO2输入阀DDQF1打开，SO2标气通入，流量控制器22控制比例调节阀25把通气流量控制到需要的流量，通入3～5分钟分析仪测量值稳定，核查控制装置控制SO2输入阀DDQF1关闭，同时数据采集装置7获取SO2的跨度数据和NO的零点数据，与标准浓度值进行比较并计算漂移是否在允许范围内。同理，当核查气体输入端输入NO气体时，核查控制装置控制NO输入阀DDQF2打开，NO标气通入，流量控制器22控制比例调节阀25把通气流量控制到需要的流量，通入3～5分钟分析仪测量值稳定，核查控制装置控制NO输入阀DDQF2关闭，两位三通电磁阀DCF4切换到样气通道，测试完毕。

数据采集装置7获取NO的数据和SO2的零点数据，与标准浓度值进行比较计算漂移是否在允许范围内。当漂移在允许范围内则说明气体分析仪23测量仪器本身没问题，将所检测到的测量数据定为有效数据，当漂移超出允许范围时则说明气体分析仪23仪器测量仪器出现误差，导致所测量的数据不准确，故将其定为无效数据。本实施例中，排放限值可以任意设定，根据实际情况需要，可设定多个排放限值或数值区间，例如超标数据、零点数据、超量程数据等等。由此可见，采用本发明的核查模块，可以在数据采集装置7采集到异常数据时，实现自动对气体分析仪23的准确性进行核查，从而实现对测量数据准确性进行佐证。可选地，当***需要定期或自动检测气体分析仪23的零度/跨度漂移时，只需要对核查装置5中的核查控制装置发出相应控制命令即可。

可选地，气态污染物监测装置还包括连接取样装置2与预处理装置4的伴热管线3。

可选地，气态污染物监测装置还包括与取样装置2相连的反吹自动控制装置11、采样器温度报警装置10和采样流量报警装置26，与预处理装置4相连的预处理温度报警装置13，以及与伴热管线3相连的伴热管线温度报警装置12。反吹自动控制装置11，用于当数据采集装置7监测的流量值低于流量排放限值时，对取样装置2进行自动反吹；采样器温度报警装置10，用于当数据采集装置7监测的采样温度异常时进行报警；采样流量报警装置26，用于当数据采集装置7监测的采样流量值异常时进行报警；预处理温度报警装置13，用于当数据采集装置7监测的预处理温度异常时进行报警。

由于烟气排放连续监测的测量条件一般包括采样器的温度加热到合适工作温度(一般现场不低于150℃，特殊现场除外)，伴热管线3加热到合适的工作温度(一般加热温度不低于120℃，特殊现场除外)，热湿法预处理装置4需加热到合适工作温度(一般加热温度不低于120℃，特殊现场除外)，冷干法预处理装置4冷凝温度在3～5℃，采样流量恒定在分析装置6要求的流量值(一般采样流量为1L/min)。本实施例通过增加与取样装置2相连的反吹自动控制装置11、采样器温度报警装置10和采样器流量报警装置26，与预处理装置4相连的预处理温度报警装置13以及与伴热管线3相连的伴热管线3温度报警装置，实现了烟气排放连续监测装置对测量条件的模拟量和开关量进行监控，设定异常报警，以及记录测量数据的详细 日志，而且还能实现自动故障修复的功能，如测量流量过低启动反吹自动控制装置11以流量正常自动修复，从而保障了***连续稳定可靠运行。

可选地，烟气排放连续监测装置还包括烟气排放连续监测装置还包括与数据采集装置7连接的数据处理装置8、与数据处理装置8连接的数据传输装置9、以及与数据传输装置9连接的远程管理平台16；数据处理装置8，用于对数据采集装置7的输出数据进行转换后通过数据传输装置9传送给远程管理平台16；远程管理平台16，用于对数据传输装置9的输出数据进行远程监测和管理；数据采集装置7上还相连有对数据采集装置7的输出数据进行分类标识的自动标识装置15以及对数据采集装置7的输出数据进行存储的日志记录装置14。

可选地，远程管理平台16连接有自动数据有效性审核及统计装置17，和/或远程反吹控制装置18，和/或标气核查装置19，和/或数据显示和打印装置20，和/或超标核查及报警提醒装置21。自动数据有效性审核及统计装置17，用于区分有效数据和无效数据，并统计数据的有效率；远程反吹控制装置18，用于对取样装置2进行远程自动反吹控制；标气核查装置19，用于对核查装置5进行远程自动核查控制；超标核查及报警提醒装置21，用于对核查确实超标的数据进行区别展示和短信提醒。

其中自动标识装置15主要用于将各运行状态测量数据区分开来，例如可令标识“N”为正常测量，“S”为设备断线，“Md”为缺失数据，“M”为维护反吹，“C”为校准数据，“O”为数据超标，“D”为仪器故障，“F”为排放源停运，“T”为超量程测量。通过标识把各运行状态测量数据区分开来，设备断线数据、缺失数据、维修反吹数据、仪器故障数据都认为是异常数据，能查询任意时间段的超标数据、异常数据、校准数据，其超标数据/超量程数据核查漂移在正常范围内为有效数据，异常数据定为无效数据，校准数据定为无效数据，排放源停运数据定为无效数据。这样一来把海量的数据自动区分开来，实现自动数据有效性审核准确反映排污情况。

通过远程管理平台16可以安全便捷的实现现场端的监督管理。现场端除了上传监测数据，还把详细运行日志记录及状态标识上传到远程管理平台16。能实时的掌握现场设备运行情况。远程管理平台16通过每个带标识的数据进行区分开来，能清晰的展示和查询有效数据和无效数据，并准确的统计数据有效率，海量数据实现自动审核统计。远程管理平台16还可以对现场端进行远程反控自动标气核查，核查现场端仪器的准确性。管理平台发出核查命令，现场端***接收到核查命令后，自动通标准气体核查分析仪器的零点/跨度漂移，并把核查结果上传到平台可供查询，实现远程核查现场设备的准确性。远程管理平台16对核查确实超标的数据除了区别展示外还进行短信提醒，提醒到主要管理人员。什么排污源于什么时间什么参数超标排放，从而及时地采取相应的处理措施。远程管理平台16可以对现场端进行远程反控自动反吹扫，清理***的采样装置，实现***自动维护。管理平台发出反吹扫命令，现场端***接收到反吹扫命令，启动反吹扫功能，对采用装置进行清理，实现远程***维护。远程管理平台16可以管理日常维护工作，通过下端录入运维工作记录和汇报运维工作情况，有故障设备报备处理流程，可以缺失数据补录。远程管理平台16通过历史曲线能直观的展示各污染源的各污染因子的排放浓度变化趋势。远程管理平台16可以对每个污染源的各污染因子的排放量进行统计，用图形直观展示各污染源各污染因子排放量变化趋势，分每月、每季度、每 年份统计。

可选地，本发明还提供了一种基于本发明中的烟气排放连续监测装置进行数据有效性自动核查的方法，包括：定期和/或当数据采集装置7监测的烟气测量值超过排放限值时，采集数据采集装置7的烟气测量数据；对气体分析仪23的仪器误差进行测量；判断气体分析仪23的仪器误差是否在允许的范围内，若是则将烟气测量数据作为有效测量数据，若否则将烟气测量数据作为无效测量数据。可选地，对气体分析仪23的仪器误差进行测量包括：对核查气体输入端的标气进行测量，得到标气测量数据；将标气测量数据与标气标准数据进行比较，得到气体分析仪23的漂移；将漂移作为气体分析仪23的仪器误差。可选地，当***对气体分析仪23的仪器误差进行测量后，发现气体分析仪23的仪器误差不在允许的范围内时，还会发出相应的对气体分析仪23进行自动校准的校准信号，从而不需要人工对气体分析仪23进行人工校准，从而实现了整个装置的连续稳定运行。

本发明基于烟气排放连续监测装置提出的数据有效性自动核查的方法可以对测量数据进行有效性自动核查，主要是通过定期和/或当数据采集装置7监测的烟气测量值超过排放限值时，采集数据采集装置7的烟气测量数据；对气体分析仪23的仪器误差进行测量；判断气体分析仪23的仪器误差是否在允许的范围内，若是则将烟气测量数据作为有效测量数据，若否则将烟气测量数据作为无效测量数据，并对气体分析仪23进行自动校准。解决了现有技术不能对烟气测量数据进行有效性自动核查，从而实现了对测量数据准确性进行佐证，提高了烟气排放连续监测数据测量的准确性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟气排放连续监测装置，包括：

与烟道(1)相连的取样装置(2)、与所述取样装置(2)连接的预处理装置(4)、与所述预处理装置(4)连接的分析装置(6)以及与所述分析装置(6)连接的数据采集装置(7)；其特征在于，

所述烟气排放连续监测装置还包括核查装置(5)，所述核查装置(5)包括核查气体输入端、切换装置与核查控制装置；

所述切换装置包括连通所述预处理装置(4)与所述分析装置(6)的第一换向端以及连通所述核查气体输入端与所述分析装置(6)的第二换向端；

所述核查控制装置，用于定期和/或当所述数据采集装置(7)监测的烟气测量值超过排放限值时，控制所述切换装置切换至第二换向端，并对所述分析装置(6)进行自动核查。

2.根据权利要求1所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于，

所述核查气体输入端通过调节阀(25)与所述第二换向端连接。

3.根据权利要求2所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于，

所述核查气体输入端设置压力传感器(24)，所述压力传感器(24)用于检测所述核查气体输入端的气体压力。

4.根据权利要求3所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于，

所述切换装置为电控阀或气控阀。

5.根据权利要求4所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于，

所述分析装置(6)包括流量控制器(22)和气体分析仪(23)，所述流量控制器(22)的一端与所述切换装置连接，所述流量控制器(22)的另一端与所述气体分析仪(23)连接。

6.根据权利要求5所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于，

所述烟气排放连续监测装置还包括与所述取样装置(2)相连的反吹自动控制装置(11)、采样器温度报警装置(10)和采样流量报警装置(26)以及与所述预处理装置(4)相连的预处理温度报警装置(13)；其中，

所述反吹自动控制装置(11)，用于当所述数据采集装置(7)监测的流量值低于流量排放限值时，对所述取样装置(2)进行自动反吹；

所述采样器温度报警装置(10)，用于当所述数据采集装置(7)监测的采样温度值异常时进行报警；

所述采样流量报警装置(26)，用于当所述数据采集装置(7)监测的采样流量值异常时进行报警；

所述预处理温度报警装置(13)，用于当所述数据采集装置(7)监测的预处理温度值异常时进行报警。

7.根据权利要求1-6任一所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于，

所述烟气排放连续监测装置还包括与所述数据采集装置(7)连接的数据处理装置(8)、与所述数据处理装置(8)连接的数据传输装置(9)、以及与所述数据传输装置(9)连接的远程管理平台(16)；

所述数据处理装置(8)，用于对所述数据采集装置(7)的输出数据进行转换后通过所述数据传输装置(9)传送给所述远程管理平台(16)；

所述远程管理平台(16)，用于对所述烟气排放连续监测装置进行远程监控和管理；

所述数据采集装置(7)上还相连有用于对所述数据采集装置(7)的输出数据进行分类标识的自动标识装置(15)以及用于对所述数据采集装置(7)的输出数据进行存储的日志记录装置(14)。

8.根据权利要求7所述的烟气排放连续监测装置，其特征在于，

所述远程管理平台(16)至少连接自动数据有效性审核及统计装置(17)，远程反吹控制装置(18)，标气核查装置(19)，超标核查及报警提醒装置(21)；其中，

所述自动数据有效性审核及统计装置(17)，用于区分有效数据和无效数据，并统计数据的有效率；

所述远程反吹控制装置(18)，用于对所述取样装置(2)进行远程自动反吹控制；

所述标气核查装置(19)，用于对所述核查装置(5)进行远程自动核查控制；

所述超标核查及报警提醒装置(21)，用于对核查确实超标的数据进行区别展示和短信提醒。

9.一种基于权1-8中所述的烟气排放连续监测装置的监测数据的有效性自动核查的方法，其特征在于，包括：

定期和/或当所述数据采集装置(7)监测的烟气测量值超过排放限值时，采集所述数据采集装置(7)的烟气测量数据；

对所述气体分析仪(23)的仪器误差进行测量；

判断所述气体分析仪(23)的仪器误差是否在允许的范围内，若是则将所述烟气测量数据作为有效测量数据，若否则将所述烟气测量数据作为无效测量数据，并对所述气体分析仪(23)进行自动校准。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，对所述气体分析仪(23)的仪器误差进行测量包括：

对所述核查气体输入端的标气进行测量，得到标气测量数据；

将所述标气测量数据与标气标准数据进行比较，得到所述气体分析仪(23)的漂移；

将所述漂移作为所述气体分析仪(23)的仪器误差。