[实用新型]一种火电厂高温水分无线传感器网络监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线传感器网络监测技术领域，特别涉及一种火电厂高温水分无线传感器网络监测系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展，电力需求持续增加。截至2010年底，全国电力装机容量已达9.62亿千瓦，居世界第二位，其中火电为7.07亿千瓦，占全国总装机容量的73%，火电发电量约占全部发电量的80%以上，消耗燃煤16亿吨。以燃煤为基础的火电厂所产生的烟气、烟尘等污染物是大气污染的重要来源。为了控制火电厂对环境的污染，国家先后出台了一系列政策法规，下达多项扶植政策鼓励电力环保产业的发展。GB13223-1996《火电厂大气污染物排放标准》要求1997年1月1日起环境影响报告书待审查批准的新、扩、改建火电厂必须在烟囱或烟道上安装固定的烟气排放连续监测系统（ContinuousEmission Monitoring System，CEMS）以准确地监测污染物的排放总量、排放状况，控制和掌握烟气净化装置（除尘器、脱硫设备）的工作和运行情况。2005年5月10日，国家发改委发布《关于加快火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见》，国家继续支持一批烟气脱硫关键技术与设备本土化示范项目，提高烟气脱硫项目工艺技术装备水平和设备本土化水平率，烟气脱硫行业在此背景下快速发展，烟气脱硫的快速发展对相关检测技术和远程监控技术提出了迫切需求。

固定污染源烟气连续监测系统（CEMS）包括颗粒物（烟尘）监测系统、气态污染物（SO₂、NO_X等）监测系统、烟气参数监测系统及数据采集处理系统，其中，烟气参数监测系统主要包括：烟气温度、流量、压力、水分含量以及含氧量等参数的监测。测量烟气中水分含量的目的是要计算出标准状态下的干烟气流量，从而准确计算烟气污染物排放总量。高温烟气水分监测设备通常体积庞大，要求工作环境条件良好，现行采用工作人员携带设备对烟气进行抽检，而高温烟气通常处于几十米或者更高的烟道或烟囱处，工作环境恶劣，工人检测工作量大、繁琐而不安全，且传统的集中式检测设备只能检测单点。采用有线（如现场总线）的方式使自动实现检测信息的收集成为了可能，但在烟道外布线时，受高温烟气监测处高温、腐蚀、雷击等恶劣环境的影响可能导致现场总线工作不稳定或出现故障，使该支路上的连接监测系统无法顺利运行。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种火电厂高温水分无线传感器网络监测系统，将无线传感器网络应用于火电厂高温水分的在线监测，自动、连续、可靠的监测高温烟气水分含量和烟道、烟囱周围的温度、湿度、酸性气体以及烟道、烟囱的倾斜、振动、沉降状态，工作人员通过互联网可以远程查看各个火电厂的监测数据及控制传感器网络的运行参数，实现了火电厂高温水分监测的网络化、智能化。

本实用新型采用如下技术方案：一种火电厂高温水分无线传感器网络监测系统，其特征在于：设有基站节点、路由节点和终端节点组成的无线带状拓扑结构传感器监测网络以及本地监测中心和远程监测中心，其中：

基站节点包括无线微处理器、无线通信模块、电源模块和外部接口，外部接口包含串口和现场总线接口，无线微处理器分别与无线通信模块及外部接口双向连接，电源模块给基站节点供电；

终端节点共设有3个，设置在烟道及烟囱上，分别位于烟道中的脱硫脱硝设备之前、脱硫脱硝设备之后以及烟囱排口处，每个终端节点均包括无线微处理器、无线通信模块、含有温度、湿度、酸性气体、振动、沉降和倾斜传感器的传感器模块、电源模块和外部接口，外部接口包括串口及传感器扩展接口，传感器模块中各传感器的输出连接无线微处理器，无线微处理器分别与无线通信模块及外部接口双向连接，电源模块给终端节点供电；每个终端节点处还设有高温水分传感器，高温水分传感器通过串口与终端节点双向连接但两者之间通信隔离，外部直流电源给高温水分传感器直接供电，通过电源隔离给电源模块供电；

路由节点呈带状分布在终端节点与基站节点之间，其中，烟囱排口处终端节点和脱硫脱硝设备后的终端节点之间沿着烟道呈带状分布路由节点，基站节点和脱硫脱硝设备前的终端节点之间也呈带状分布着路由节点，每个路由节点包括无线微处理器、无线通信模块、含有温度、湿度、酸性气体、振动、沉降和倾斜传感器的传感器模块、电源模块和外部接口，外部接口包括串口及传感器扩展接口，传感器模块中各传感器的输出连接无线微处理器，无线微处理器分别与无线通信模块及外部接口双向连接，电源模块给路由节点供电；

本地监测中心包括上位机及数据库服务器，数据库服务器用于存储传感器监测网络采集的数据以及对传感器监测网络的控制信息，基站节点与上位机之间采用串口或现场总线的方式通信；