高架火炬筒体在线监测和控制系统及其控制方法技术方案

本申请公开了一种高架火炬筒体在线监测和控制系统及其控制方法，该高架火炬筒体在线监测和控制系统包括火炬火焰监测仪，火炬火焰监测仪包括放大透镜、滤光片、红外传感器、可见光传感器和计算器；红外传感器和可见光传感器分别与计算器相连；红外传感器用于选择性探测火焰中气体的某些波长的红外辐射，其中，红外线依次经放大透镜和滤光片后进入红外传感器；可见光传感器用于接收火炬火焰发出的可见光。本发明专利技术通过红外传感器和可见光传感器可以同时独立监测火炬火焰的燃烧状态，节省人工。同时本发明专利技术通过计算气体辐射强度变化、火焰温度与设定值之间的关系，判定通往火炬筒体的消烟蒸汽大小，相对于现有的手动调节来说响应快速、准确性好、灵敏度高。

【技术实现步骤摘要】

本公开一般涉及火炬系统，具体涉及高架火炬筒体在线监测和控制系统及其控制方法。
技术介绍
火炬系统是精炼厂和化工厂内用来处理可燃废气的装置。正常情况下，通过燃烧，可燃废气会变成CO2和H2O被排入大气。当火炬燃烧地不好时，有可能会发生火炬冒黑烟或者VOC(挥发性有机化合物，VolatileOrganicCompounds)废气没有来得及完全燃烧而被直接排入大气，这两种情况都会污染环境。火炬筒体是用来处理大流量可燃废气的装备，经常发生不完全燃烧的情况，造成环境污染，也缩短了火炬设备的使用寿命。通过往火炬筒体中注入消烟蒸汽或空气，可以改善火炬的燃烧条件，从而抑制黑烟或上游通入的可燃废气的排放量。目前国内高架火炬筒体应用中的监测和控制方法通常是肉眼观察黑烟的排放大小，然后手动调节消烟阀门开度，以控制黑烟排放。国外有些先进的测量方法，通过红外探测器、红外摄像仪或是傅立叶光谱仪分析火炬火焰的燃烧状态，国外使用的仪器有的十分昂贵而且需要设计相关的算法，有的还需要专门的操作人员去操作。另外，这些仪器并没有解决风向变化对监控带来的影响。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种节省人工的高架火炬筒体在线监测和控制系统。第一方面，一种高架火炬筒体在线监测和控制系统，包括火炬火焰监测仪，所述火炬火焰监测仪包括放大透镜、滤光片、红外传感器和计算器；所述红外传感器和可见光传感器分别与计算器相连；所述红外传感器用于选择性探测火焰中气体的某些波长的红外辐射，其中，红外线依次经放大透镜和滤光片后进入红外传感器。第二方面，本专利技术还提供一种使用上述的高架火炬筒体在线监测和控制系统进行火炬筒体在线监测和控制的方法，包括以下步骤：火炬火焰监测仪通过无线方式接收风速仪发出的关于现场当时当地的风速风向的信号，并通过移动滚轮将火炬火焰监测仪移动到轨道1上的合适位置进行对火炬火焰的燃烧状态进行监测，当风速方向与监测方向的夹角α为小于10°或大于170°时，移动火炬火焰监测仪至下一个观测点；红外线经放大透镜后再经滤光片选择性地接收火炬火焰中特定气体特定的某几种波长的辐射能量，然后传输到红外辐射传感器，再经计算器比较特定气体的波峰红外辐射和波谷红外辐射之比，根据比值判断火炬火焰中碳粒的浓度，当波谷辐射强度与波峰辐射强度之比超过预先设定的第一阈值时，控制器开大蒸汽阀门4，增加通往火炬筒体的蒸汽量；采集火炬火焰发出的可见光，计算器通过可见光的三基色R值、G值、B值判断火炬火焰的温度，如果火炬火焰温度低于设定的第二阈值，控制器关小蒸汽阀门，减小通往火炬筒体8的蒸汽量。与现有技术相比，本专利技术的优点是：本专利技术通过红外传感器和可见光传感器可以同时独立监测火炬火焰的燃烧状态，节省人工，并能实现24小时实时监控，相对于现有的肉眼观察来说节省人工。同时本专利技术通过计算气体辐射强度变化、火焰温度与设定值之间的关系，判定通往火炬筒体的消烟蒸汽大小，相对于现有的手动调节来说响应快速、准确性好、灵敏度高。本专利技术通过现场当时当地的风向风速信号，在铺设轨道上通过移动滚轮将火炬火焰监测仪移动至合适的监测位置，抵抗了风向变化对监测带来的不便，本专利技术主要适用于高架火炬筒体的在线监测和控制。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术实施例提供的高架火炬筒体在线监测和控制系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的火炬火焰监测仪的结构示意图。图中：1轨道，2消烟蒸汽管道，3火炬气管道，4蒸汽阀门，5火炬火焰监测仪6移动滚轮，7风速仪，8火炬筒体，9黑烟，10火炬火焰。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。请参考图1和图2，一种高架高架火炬筒体在线监测和控制系统，包括火炬火焰监测仪5，火炬火焰监测仪5包括放大透镜201、滤光片202、红外传感器203和计算器205；红外传感器203和可见光传感器204分别与计算器205相连；红外传感器203用于选择性探测火焰中气体的某些波长的红外辐射，其中，红外线依次经放大透镜201和滤光片202后进入红外传感器203。本专利技术利用了红外探测器功能，可以实现对火炬筒体火焰燃烧状态的24小时实时监控，节省人力。进一步地，还包括可见光传感器204，可见光传感器204用于接收火炬火焰10发出的可见光。本专利技术还利用可见光传感器的功能，实现对火炬筒体火焰燃烧温度的检测，随时了解燃烧状态。为了实现自动控制，本专利技术还包括控制器，所述计算器与控制器相连，所述控制器与蒸汽阀门相连。本实施例在上述实施例的基础上，还包括轨道1和位于轨道1上的移动滚轮6，轨道1围绕火炬筒体8设置，移动滚轮6上的设有火炬火焰监测仪5。本专利技术基于监控数据调整消烟蒸汽量，在火炬筒体周边铺设轨道，根据当地当时的风向调整监测位置。本实施例在上述实施例的基础上，还包括风速仪7，火炬火焰监测仪5通过无线方式接收风速仪7发出的关于现场当时当地的风速风向的信号，并通过移动滚轮6将火炬火焰监测仪5移动到轨道上的合适位置进行对火炬火焰10的燃烧状态进行监测。本专利技术通过现场当时当地的风向风速信号，在铺设轨道上通过移动滚轮将火炬火焰监测仪移动至合适的监测位置，抵抗了风向变化对监测带来的不便。优选地，可见光传感器为CCD(Charge-coupledDevice，电荷耦合元件)相机。为了监测的准确性，轨道1上设置有等距离分布的若干个监测位置。优选地，轨道1上设置有等距离分布的8个监测位置。本专利技术还提供一种使用上述的高架火炬筒体在线监测和控制系统进行火炬筒体在线监测和控制的方法，包括以下步骤：火炬火焰监测仪通过无线方式接收风速仪发出的关于现场当时当地的风速风向的信号，并通过移动滚轮将火炬火焰监测仪移动到轨道1上的合适位置进行对火炬火焰的燃烧状态进行监测，当风速方向与监测方向的夹角α为小于10°或大于170°时，移动火炬火焰监测仪至下一个观测点；红外线经放大透镜后再经滤光片选择性地接收火炬火焰中特定气体特定的某几种波长的辐射能量，然后传输到红外辐射传感器，再经计算器比较特定气体的波峰红外辐射和波谷红外辐射之比，根据比值判断火炬火焰中碳粒的浓度，当波谷辐射强度与波峰辐射强度之比超过预先设定的第一阈值时，控制器开大蒸汽阀门，增加通往火炬筒体的蒸汽量；采集火炬火焰发出的可见光，计算器通过可见光的三基色R值、G值、B值判断火炬火焰的温度，如果火炬火焰温度低于设定的第二阈值，控制器关小蒸汽阀门，减小通往火炬筒体8的蒸汽量。本专利技术的特定气体选自CO和CO2中的一种。本专利技术通过计算气体辐射强度变化、火焰温度与设定值之间的关系，判定通往火炬筒体的消烟蒸汽大小，相对于现有的手动调节来说响应快速、准确性好、灵敏度高。下面通过具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1参见图1和图2，在工作时，本专利技术的火炬火焰监测仪5将通过无线方式接收风速仪7发出的关于现场当时当地的风速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高架火炬筒体在线监测和控制系统，其特征在于，包括火炬火焰监测仪，所述火炬火焰监测仪包括放大透镜、滤光片、红外传感器和计算器；所述红外传感器和可见光传感器分别与计算器相连；所述红外传感器用于选择性探测火焰中气体的某些波长的红外辐射，其中，红外线依次经放大透镜和滤光片后进入红外传感器。

【技术特征摘要】
1.一种高架火炬筒体在线监测和控制系统，其特征在于，包括火炬火焰监测仪，所述火炬火焰监测仪包括放大透镜、滤光片、红外传感器和计算器；所述红外传感器和可见光传感器分别与计算器相连；所述红外传感器用于选择性探测火焰中气体的某些波长的红外辐射，其中，红外线依次经放大透镜和滤光片后进入红外传感器。2.根据权利要求1所述的高架火炬筒体在线监测和控制系统，其特征在于，还包括可见光传感器，所述可见光传感器用于接收火炬火焰发出的可见光。3.根据权利要求2所述的高架火炬筒体在线监测和控制系统，其特征在于，还包括控制器，所述计算器与控制器相连，所述控制器与蒸汽阀门相连。4.根据权利要求2所述高架火炬筒体在线监测和控制系统，其特征在于，所述可见光传感器为电荷耦合元件相机。5.根据权利要求1-4任一项所述的高架火炬筒体在线监测和控制系统，其特征在于，还包括轨道和位于轨道上的移动滚轮，所述轨道围绕火炬筒体设置，所述移动滚轮上设有所述火炬火焰监测仪。6.根据权利要求5所述的高架火炬筒体在线监测和控制系统，其特征在于，还包括风速仪，所述火炬火焰监测仪通过无线方式接收所述风速仪发出的关于现场当时当地的风速风向的信号，并通过移动滚轮将火炬火焰监测仪移动到轨道上的合适位置进行对火炬火焰的燃烧状态进行监测。7.根据权利要求6所述的高架火炬筒体在线监测和控...

【专利技术属性】
技术研发人员：管齐，潘博，雷江震，魏伦，张建辉，郄忠伟，
申请(专利权)人：上海齐耀科技集团有限公司，上海齐耀热能工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31