[發(fā)明專利]一種監(jiān)測工業(yè)廢氣流量的方法及設(shè)備

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810016965.8
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108562336A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李旭軍;謝靖;龔躍球;陳博
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種監(jiān)測工業(yè)廢氣流量的方法及設(shè)備。其中，該方法包括以下步驟：在待測煙囪的排放口安裝風(fēng)力發(fā)電機，通過所述風(fēng)力發(fā)電機將排放氣體時產(chǎn)生的風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能；獲取待檢測參數(shù)；根據(jù)所獲取的待檢測參數(shù)確定氣體流量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，一方面運用著名的貝茲理論計算工業(yè)廢氣排放時廢氣的流量可以達(dá)到實時監(jiān)控的效果；另一方面通過風(fēng)力發(fā)電機將廢氣排放時產(chǎn)生的巨大風(fēng)力轉(zhuǎn)換為電能并儲存，達(dá)到廢氣轉(zhuǎn)化與利用的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境領(lǐng)域，尤其涉及一種監(jiān)測工業(yè)廢氣流量的方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

工業(yè)廢氣，是指企業(yè)廠區(qū)內(nèi)燃料燃燒和生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的各種排入空氣的含有污染物氣體的總稱。這些廢氣有：二氧化碳、二硫化碳、硫化氫、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氫、一氧化碳、硫酸(霧)鉛汞、鈹化物、煙塵及生產(chǎn)性粉塵，排入大氣，會污染空氣。這些廢氣可以通過不同的途徑進(jìn)入人體內(nèi)，對人體健康產(chǎn)生危害。

當(dāng)前我國大氣污染情況依然嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為煙煤型污染，在各類排放源中電廠和工業(yè)鍋爐排放量占總排放的70％。現(xiàn)階段以集中控制為主，降低大氣污染物的排放量從污染源頭進(jìn)行監(jiān)測，其中，國家還頒布了相應(yīng)的法律法規(guī)如《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》，嚴(yán)格要求工廠控制氣體的排放量。

目前用于測量工業(yè)廢流量的主流儀器有以下三種，V錐流量計、渦街流量計和金屬浮子流量計。前兩者屬于差壓流量計，應(yīng)用范圍廣；缺點是耗電量大，測量精度偏低，范圍度窄，一般僅3：1～4：1，產(chǎn)生的壓力損失較大，且現(xiàn)場安裝條件要求高。金屬浮子流量計雖結(jié)構(gòu)簡單且使用方便，但耗電量大，不適用于高、低溫場合，工作時還會產(chǎn)生噪聲及振動。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷之一，提供一種用于監(jiān)測工業(yè)廢氣流量的方法，包括以下步驟：

在待測煙囪的排放口安裝風(fēng)力發(fā)電機：風(fēng)力發(fā)電機的葉輪正對煙囪排放口，通過風(fēng)力發(fā)電機將氣體排放時產(chǎn)生的風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能；

獲取待檢測參數(shù)：待檢測參數(shù)包括煙囪通道內(nèi)排放的氣體濃度參數(shù)和風(fēng)力發(fā)電機的系統(tǒng)參數(shù)，風(fēng)力發(fā)電機的系統(tǒng)參數(shù)包括風(fēng)力發(fā)電機的電壓以及風(fēng)能轉(zhuǎn)換電能的轉(zhuǎn)換效率；

根據(jù)獲取的待檢測參數(shù)通過(2)和式(1)確定氣體流量并顯示：

其中：

P為風(fēng)力發(fā)電機的功率，根據(jù)式(2)得到：P＝U²/R式(2)，U為采集到的風(fēng)力發(fā)電機的電壓，R為風(fēng)力發(fā)電機的負(fù)載；C_p為風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的轉(zhuǎn)換效率；ρ是氣體濃度；r為風(fēng)力發(fā)電機的葉輪半徑；

不管排放時氣體流量的大小，通過對測量到的瞬時所述待檢測參數(shù)隨時間進(jìn)行積分，持續(xù)更新所述排放氣體的流量并進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步的，氣體的濃度參數(shù)是通過MQ-2濃度傳感器獲取。

進(jìn)一步的，風(fēng)能轉(zhuǎn)換電能的轉(zhuǎn)換效率通過電流傳感器獲取。

進(jìn)一步的，風(fēng)力發(fā)電機的電壓通過PCI6251數(shù)據(jù)采集卡采集獲取。

進(jìn)一步的，還包括報警步驟，具體為：如果計算出的氣體流量數(shù)值超過預(yù)設(shè)閥值，則輸出報警信號。

本發(fā)明還提供一種用于測量工業(yè)廢風(fēng)力量的設(shè)備，包括風(fēng)力發(fā)電機、處理單元，與處理單元相連的氣體濃度測量單元、一端與處理單元相連、另一端與所述風(fēng)力發(fā)電機相連用于獲取所述風(fēng)力發(fā)電機電壓的數(shù)據(jù)采集卡，一端與所述風(fēng)力發(fā)電機相連另一端和所述處理單元相連的效率測量單元；

風(fēng)力發(fā)電機：用于將排放氣體時產(chǎn)生的風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能；

氣體濃度測量單元：用于測量煙囪通道內(nèi)排放的氣體濃度并向處理單元輸出電壓模擬信號；