废气净化设备用电量与废气排放量的联动系统及应用方法与流程

废气净化（fluegaspurification）主要是指针对工业场所产生的工业废气诸如粉尘颗粒物、烟气烟尘、异味气体、有毒有害气体进行治理的工作。常见的废气净化有工厂烟尘废气净化、车间粉尘废气净化、有机废气净化、废气异味净化、酸碱废气净化、化工废气净化等。常用的工业废气处理主要通过活性炭吸附法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、等离子法等多种对工业尾气进行处理或净化，然后通过排气管或烟囱排出。目前工业废气处理只要实施的方法有以下几种：（1）蓄热式热力氧化工艺原理是将有机废气（vocs）加热到760℃以上，使废气中的vocs氧化分解成co2和h2o，氧化产生的高温气体采用蜂窝陶瓷蓄热体进行能量储存，并用来预热后续进入的有机废气，当废气中vocs浓度到达一定值时，系统可不消耗额外燃料而维持反应的自平衡（2）沸石转轮浓缩+蓄热式热力氧化工艺采用沸石转轮将较中低浓度、中大风量的vocs废气浓缩成较小风量、高浓度的废气，然后引入蓄热式热力氧化进行高温氧化，氧化后产生的一部分能量用于再生沸石转轮，另一部分用于维持蓄热式热力氧化反应的自平衡。（3）活性炭吸附+催化燃烧工艺采用特种蜂窝式活性炭对有机废气进行吸附净化，洁净的空气高空排放大气。再通过催化氧化炉（280−400℃）对吸附饱和的活性炭进行解析再生，相比传统单独活性炭吸附净化，该工艺可以重复使用活性炭（避免了频繁的更换活性炭），适用于vocs浓度较低、生产状况不连续等工况，具有吸附量大，处理效率高等优点。（4）光催化/低温等离子，低温等离子技术是通过高压放电击穿气体，在常温下将vocs分解的一种技术；光催化技术是用特定波长的高能uv紫外线光束照射有机废气及恶臭气体，在光触媒的作用下，改变其分子链结构达到净化效果的技术；两种技术可协同应用。对于工业废气净化还有acf冷凝回收工艺、生物滴滤系统工艺及等离子废气处理工艺等等，这里不再枚举。通过上面的工艺方法我们不难看出无论采用哪种废气处理方式都离不开一定的动力系统和处理设备，如燃烧类处理方案少不了鼓风和引风系统，液体吸收类少不了吸收液泵，吸附类工艺少不了气体输送风机等等，也就是说目前任何一种工业废气处理方法都要消耗一定的电能作为动力基础，也就是说工业废气治理消耗的能源要占用工业生产的一定比例，这是必然的不可替代的。

对于环保设施的投入运行情况及环保设施的实时用电量，这是在环保治理中可观存在的实时，是不以我们人为活动而改变的，那么，任何一种环保处理工艺的环保设施的实时用电量和废气排放量都存在一定的联系，也就是说在一定时间内环保设施的用电量增大说明处理的废气量就大，也就是说达标废气排放量是随着处理废气设施用电量增加而增加的，随着达标废气量的增加，企业的产品产量也在增加。反之，如果企业的产品产量增加，废气排量增加而环保设施用电量没有同步增加或增加很少，这说明该企业废气治理存在问题，可能是涉污排放企业，要重点监管。但是，目前还没有企业环保设施用电量与废气排放量的联动的技术方案。因此，加强企业环保设施用电量及废气排放量的联动监管是环保监管的当务之急，也是控制企业达标排放的必要的技术之一，亟待解决。

技术实现要素：

为了克服现有企业环保设施用电量与废气排放量的联动不及时、不稳定、不分析、不预警等问题，加强企业环保设施运行状态的监管，确保企业废气达标排放，本发明公开了一种废气净化设备用电量与废气排放量的联动系统，包括：环保设备运行检测单元，第一通信单元，主控制器，废气在线监测单元，第二通信单元，生产总用电检测单元，管控平台；所述的管控平台，包括用于监测环保设备运行的控制主机、监视器，控制主机通过无线信号与第一通信模块相连并通过通信模块获取主控制器监测的环保设备运行数据信息及废气在线监测设备检测的排出废气的数据信息，主控制器与保设备运行的动力设施通过信号线信息连接；主控制器监测环保动力设备的电流、电压及耗电量，同时监测环保设备的运行时间，主控制器把检测到的环保设备运行的电力数据和运行时间信息通过通过第一通信模块无线传输至控制主机；主控制器监测废气在线监测设备运行的废气流量、废气成分及废气总排量，同时监测在线设备的运行时间，主控制器把检测到的废气在线监测设备运行的废气数据和运行时间信息通过通过第一通信模块无线传输至控制主机；主控制器有存储器和运算器，主控制器把获取的环保设备运行的电力信息及废气信息存储到存储器中，运算器通过运算，得出环保设施用电量占生产总用电量的比值，并把该比值存储到存储器中，并把该比值与存储器中在相同时间段的废气在线监测排气量进行关联，并把关联结果通过第一通信模块无线传输至控制主机，控制主机把相关信息通过监视器显示出环保设备运行状况和废气在线监测设备运行状况，并给出正常或警告。

所述的环保设备运行检测单元，其特征在于环保设备包括：环保设备动力电机或静态耗电设备（如静电除尘）的电流传感器、电压传感器及，负载电流传感器的电流互感器采样范围0-1000a，电流均有一个电流传感器，电流传感器把电机或静态耗电设备运行的电流大小信息实时馈送至主控制器，并存储在存储器中；电压传感器的电压互感器采样范围0-1000v，电压均有一个电压互感器，电压传感器把电机运行的电压大小信息实时馈送至主控制器，每一台环保设施电机或环保静态耗电设备均装置有电能计量传感器，把环保设备运行消耗的电能实时馈送至主控制器，并存储在存储器中。

所述的环保设备运行检测单元，其特征在于环保动力设备为用于废气治理的引风机，鼓风机，净化水泵，气体压缩机，净化液循环泵，污水循环泵中的至少一种；环保静态设备为用于废气治理的静电除尘器，等离子废气处理器及环保设施的电控系统。

所述的生产总用电检测单元，其特征在于生产总用电的电能计量单元为现有技术，总电能计量表为智能远传电表，该电表通过485接口及modbus通信协议与第二通信模块联通，第二通信模块获取总电能计量表的用电电能信息，并馈送至主控制器，主控制器获取生产总用电信息并把它存储在存储器中。

所述的废气在线监测单元，废气在线监测单元包括废气成分在线监测仪和废气流量计中的一种，其特征在于废气在线监测仪为现有技术，本技术方案废气在线监测设备为聚光科技的etms-100在线监测系统，该系统通过485接口及modbus通信协议与第二通信模块联通，第二通信模块获取在线监测系统的废气数据信息并馈送至主控制器，主控制器获取在线监测系统的废气数据信息并把它存储在存储器中；废气流量计为；废气流量计为现有技术，本技术方案废气流量计为多钦仪表(上海)有限公司所提供的dqz废气流量计，该流量计通过485接口及modbus通信协议与第二通信模块联通，第二通信模块获取在线监测系统的废气数据信息并馈送至主控制器，主控制器获取在线监测系统的废气数据信息并把它存储在存储器中。

所述的第一通信单元，其特征在于第一通信单元包括用于提供gps定位信息的gps装置，通信模块为nb-iot通信模块及5g通信模块中的一种，第一通信单元与主控制器电路连接，并与主控制器信息反馈，第一通信单元接收主控制器指令，并把主控制器存储的信息以无线的形式发送至远程控制主机，同时，第一通信单元接受管控平台控制主机发送的控制指令，并把该控制指令反馈至主控制器，主控制器对环保设施电机运行进行管理和控制。

所述的第二通信单元，其特征在于第二通信单元包括用于提供gps定位信息的gps装置，通信模块为lora通信模块或zigbee通信模块中的一种，第二通信单元与主控制器无线连接，并与主控制器信息反馈，第二通信单元通过网络接口及接口协议与废气在线监测设备连接，获取在线监测系统的废气数据信息并馈送至主控制器。

一种废气净化设备用电量与废气排放量的联动系统的应用方法，具体包括以下步骤:

s1：启动环保设施动力系统，启动环保静态设备，启动总电能检测单元，启动联动系统，各功能单元及传感器模块进入工作状态；

s2：主控制器记下当前环保设施系统的启动时间及工作时间，主控制器通过信号线获取环保设施动力设备和静态设备的用电功率和用电量，并把环保设备的功率和用电量累加汇总并存储在存储器中，同时，通过第一通信模块馈送至远程监控平台；

s3：主控制器通过信号线连接生产总用电检测单元，并获取生产总用电量信息，主控制器的运算器通过运算，得出环保设施用电量占生产总用电量的比值，并把该比值存储到存储器中；

s4:主控制器通过无线通信第二通信模块联通，第二通信模块获取在线监测系统或废气流量计的废气数据信息并馈送至主控制器，主控制器获取在线监测系统的废气成分及流量数据信息或废气流量计的废气流量数据信息，并把它存储在存储器中，同时，通过第一通信模块馈送至远程监控平台；

s5:电、仪联动，主控制器通过运算器，把s3步骤中的环保设施用电量与生产总用电量的比值与s4步骤中的废气总流量建立关联对应关系，并设定关联对应关系预警阈值，超过预警阈值，则主控制器发出警告信息，并通过第一通信单元发送至管控平台；

s6:管控平台的控制主机访问远程服务器，获取s2、s3、s4步骤中各功能单元的电流、电压、功率及用电量数值，获取s5步骤总的预警值，及各功能单元的工作时间，绘制各功能单元用电量曲线、废气总排量曲线，建立电、仪关联点离散数学模型，采用线性拟合方法，绘制出废气排放超标点曲线图，根据曲线图预判断环保设施运行状态和可能发生的废气排放超标概率，并通过监视器或监控大屏显示出来；

s7:环保监督检查人员查看管控平台，了解废气排放情况及环保设施运行情况及可能出现的故障概率，获取该环保设备的运行位置和工作节点对环保设备进行提前维护或处理，以防止环保设备故障对废气超标排放及环境污染造成。

本发明的显著效果：

本发明把环保设施实时用电量与废气排放量联动起来，彻底解决环保达标排放监管难的问题，实现环保设施开启量及生产总量之间的联动关系，把环保设施运行落到实处，有利于环保事业发展及企业可持续发展。

附图说明

图1是本发明的系统组成结构示意图；

图2是本发明废气净化设备用电量与废气排放量的联动系统的应用方法流程图；

图中：1、环保设备运行检测单元，11、环保设施动力设备，12、环保设施静态设备，2、第一通信单元，3、主控制器，4、废气在线监测单元，5、第二通信单元，6、生产总用电检测单元，7、管控平台，71、控制主机，72、监视器。

具体实施方式

下面将结合附图1及图2对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种废气净化设备用电量与废气排放量的联动系统，包括：环保设备运行检测单元1，第一通信单元2，主控制器3，废气在线监测单元4，第二通信单元5，生产总用电检测单元6，管控平台7；所述的管控平台7，包括用于监测环保设备运行的控制主机71、监视器72，控制主机71通过无线信号与第一通信模块2相连并通过通信模块获取主控制器3监测的环保设备运行数据信息及废气在线监测设备检测的排出废气的数据信息，主控制器3与保设备运行的动力设施11通过信号线信息连接；主控制器3监测环保动力设备11的电流、电压及耗电量，同时监测环保设备的运行时间，主控制器3把检测到的环保设备运行的电力数据和运行时间信息通过通过第一通信模块2无线传输至控制主机71；主控制器3监测废气在线监测设备运行的废气流量、废气成分及废气总排量，同时监测在线设备的运行时间，主控制器3把检测到的废气在线监测设备运行的废气数据和运行时间信息通过通过第一通信模块2无线传输至控制主机71；主控制器3有存储器和运算器，主控制器把获取的环保设备运行的电力信息及废气信息存储到存储器中，运算器通过运算，得出环保设施用电量占生产总用电量的比值，并把该比值存储到存储器中，并把该比值与存储器中在相同时间段的废气在线监测排气量进行关联，并把关联结果通过第一通信模块2无线传输至控制主机71，控制主机71把相关信息通过监视器72显示出环保设备运行状况和废气在线监测设备运行状况，并给出正常或警告。

所述的环保设备运行检测单元，其特征在于环保设备包括：环保设备动力电机11或静态耗电设备12（如静电除尘）的电流传感器、电压传感器及，负载电流传感器的电流互感器采样范围0-1000a，电流均有一个电流传感器，电流传感器把电机或静态耗电设备运行的电流大小信息实时馈送至主控制器3，并存储在存储器中；电压传感器的电压互感器采样范围0-1000v，电压均有一个电压互感器，电压传感器把电机运行的电压大小信息实时馈送至主控制器3，每一台环保设施电机11或环保静态耗电设备12均装置有电能计量传感器，把环保设备运行消耗的电能实时馈送至主控制器3，并存储在存储器中。

所述的环保设备运行检测单元，其特征在于环保动力设备11为用于废气治理的引风机，鼓风机，净化水泵，气体压缩机，净化液循环泵，污水循环泵中的至少一种；环保静态设备12为用于废气治理的静电除尘器，等离子废气处理器及环保设施的电控系统。

所述的生产总用电检测单元，其特征在于生产总用电的电能计量单元6为现有技术，总电能计量表为智能远传电表，该电表通过485接口及modbus通信协议与第二通信模块5联通，第二通信模块获取总电能计量表的用电电能信息，并馈送至主控制器3，主控制器3获取生产总用电信息并把它存储在存储器中。

所述的废气在线监测单元，废气在线监测单元4包括废气成分在线监测仪和废气流量计中的一种，其特征在于废气在线监测仪为现有技术，本技术方案废气在线监测设备为聚光科技的etms-100在线监测系统，该系统通过485接口及modbus通信协议与第二通信模块5联通，第二通信模块5获取在线监测系统的废气数据信息并馈送至主控制器3，主控制器3获取在线监测系统的废气数据信息并把它存储在存储器中；废气流量计为；废气流量计为现有技术，本技术方案废气流量计为多钦仪表(上海)有限公司所提供的dqz废气流量计，该流量计通过485接口及modbus通信协议与第二通信模块5联通，第二通信模块5获取在线监测系统的废气数据信息并馈送至主控制器3，主控制器3获取在线监测系统的废气数据信息并把它存储在存储器中。

所述的第一通信单元，其特征在于第一通信单元2包括用于提供gps定位信息的gps装置，通信模块为nb-iot通信模块及5g通信模块中的一种，第一通信单元2与主控制器电路连接，并与主控制器3信息反馈，第一通信单元2接收主控制器3指令，并把主控制器3存储的信息以无线的形式发送至远程控制主机71，同时，第一通信单元2接受管控平台7控制主机71发送的控制指令，并把该控制指令反馈至主控制器3，主控制器3对环保设施电机运行进行管理和控制。

所述的第二通信单元，其特征在于第二通信单元5包括用于提供gps定位信息的gps装置，通信模块为lora通信模块或zigbee通信模块中的一种，第二通信单元5与主控制器3无线连接，并与主控制器3信息反馈，第二通信单元5通过网络接口及接口协议与废气在线监测设备连接，获取在线监测系统的废气数据信息并馈送至主控制器。

一种废气净化设备用电量与废气排放量的联动系统的应用方法，具体实施例包括以下步骤:

s1：启动环保设施动力系统，环保动力系统为鼓风机和引风机，启动环保静态设备，静态环保设备为静电除尘器，启动总电能检测单元，启动联动系统，废气流量监测单元为废气流量计，废气流量计为多钦仪表(上海)有限公司所提供的dqz废气流量计各功能单元及传感器模块进入工作状态；

s2：主控制器3记下鼓风机、引风机、静电除尘器的工作时间，及总电源当前电量，主控制器3通过信号线获取环保设施动力设备鼓风机的功率为110kw,引风机的功率为90kw和静态设备静电除尘器的功率为10kw,当前运行时间为1小时，当前1小时环保设备的功率和用电量累加汇总，其中环保设施的生产总用电量为210kwh,并把当前用电量存储在存储器中，同时，通过第一通信模块2馈送至远程监控平台；

s3：主控制器2通过信号线连接生产总用电检测单元，并获取生产总用电量信息本实施例当前总2100kwh，主控制器3的运算器通过运算，得出环保设施用电量占生产总用电量的比值，运算公式为：环保设备用电量÷生产生产总用电量=环电比，本实施例环电比为210÷2100=0.1，并把该比值存储到存储器中；

s4:主控制器3通过无线通信第二通信模块5联通，第二通信模块5提供gps定位信息的gps装置，通信模块为lora通信模块，lora模块通过485接口及modbus通信协议获取多钦仪表(上海)有限公司所提供的dqz废气流量计的废气数据信息并馈送至主控制器3，主控制器3获取废气流量计的废气流量数据信息废气流量为15000m³/h，并把它存储在存储器中，同时，通过第一通信模块2馈送至远程监控平台7；

s5:电、仪联动，主控制器通过运算器，把s3步骤中的环保设施用电量与生产总用电量的比值0.1与s4步骤中的废气总流量15000m³/h建立关联对应关系，即0.1对应15000m³/h，并设定关联对应关系预警阈值，即预警值为11000～15000m³/h，也就是说低于11000m³/h的预警阈值时，说明当前生产的环保设施运行不正常，这时则主控制器3发出警告信息，并通过第一通信单元2发送至管控平台7；

s6:管控平台7的控制主机71访问远程服务器，获取s2、s3、s4步骤中各功能单元的电流、电压、功率，用电量数值及环电比为0.1，获取s5步骤总的预警值11000～15000m³/h，及各功能单元的工作时间为1小时，绘制各功能单元用电量曲线、废气总排量曲线，建立电、仪关联点离散数学模型，采用线性拟合方法，绘制出废气排放超标点曲线图，根据曲线图预判断环保设施运行状态和可能发生的废气排放超标概率，本实施例的预警值为11000～15000m³/h，也就是说低于11000m³/h的预警阈值时，说明当前生产的环保设施运行不正常，监控平台7并通过监视器72或监控大屏显示出来；

s7:环保监督检查人员查看管控平台7，了解废气排放情况及环保设施运行情况及可能出现的故障概率，获取该环保设备的运行位置和工作节点对环保设备进行提前维护或处理，以防止环保设备故障对废气超标排放及环境污染造成。

上述实施例只是说明本发明的技术构思及特点，其目的是让本领域的普通技术人员能够了解本发明的特点并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所进行的等效变化或修饰，均应涵盖在本发明的保护范围。