本發(fā)明屬于燃煤大氣污染物防治，具體屬于一種用于脫硝反應(yīng)器內(nèi)催化劑磨損統(tǒng)計系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在脫硝反應(yīng)器運行過程中，催化劑作為核心組件，其性能狀態(tài)直接影響到脫硝效率與整體系統(tǒng)的運行效果；催化劑的磨損情況是一個需要密切關(guān)注的關(guān)鍵指標(biāo)，因為磨損不僅會降低催化劑的活性，減少其使用壽命，還可能導(dǎo)致脫硝效率顯著下降，進(jìn)而影響到排放物的達(dá)標(biāo)情況及環(huán)保法規(guī)的遵守。

2、傳統(tǒng)的催化劑磨損統(tǒng)計方式主要依賴于人工巡檢，但這種方式在面對大型脫硝反應(yīng)器時存在諸多局限性；首先，反應(yīng)器通常具有較大的截面和相對狹隘的高度空間，這使得巡檢人員難以進(jìn)入并全面檢查催化劑層的每一個部位；此外，反應(yīng)器內(nèi)部往往充斥著高濃度的粉塵和有害氣體，這不僅對巡檢人員的身體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，還極大地降低了巡檢的效率和準(zhǔn)確性。

3、人工巡檢的另一個顯著缺陷在于其難以實現(xiàn)實時監(jiān)控和全面覆蓋，由于反應(yīng)器的運行是連續(xù)的，而人工巡檢通常只能定期進(jìn)行，因此很難及時發(fā)現(xiàn)催化劑的磨損情況并進(jìn)行處理，這種滯后性會導(dǎo)致磨損進(jìn)一步惡化，甚至引發(fā)更為嚴(yán)重的故障或停機事故。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有通過人工巡檢脫硝反應(yīng)器中催化劑的磨損時間長，不能及時發(fā)現(xiàn)磨損情況，導(dǎo)致磨損進(jìn)一步惡化的問題，本發(fā)明提供一種用于脫硝反應(yīng)器內(nèi)催化劑磨損統(tǒng)計系統(tǒng)及方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提出了一種用于脫硝反應(yīng)器內(nèi)催化劑磨損統(tǒng)計系統(tǒng)，包括：

4、集成在無人機上的催化劑采集模塊，用于控制無人機采集脫硝反應(yīng)器內(nèi)催化劑的實時數(shù)據(jù)，并獲取采集時間，關(guān)聯(lián)所述采集時間和所述實時數(shù)據(jù)；

5、磨損統(tǒng)計模塊，用于通過實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計催化劑的磨損深度和磨損面積，通過所述磨損深度和所述磨損面積制作磨損監(jiān)測圖。

6、優(yōu)選地，所述磨損統(tǒng)計模塊包括第一模型構(gòu)建單元、第二模型構(gòu)建單元、第一統(tǒng)計單元、第二統(tǒng)計單元和第三統(tǒng)計單元；

7、所述第一模型構(gòu)建單元用于基于催化劑的初始數(shù)據(jù)構(gòu)建催化劑初始模型；

8、所述第二模型構(gòu)建單元用于通過實時數(shù)據(jù)構(gòu)建催化劑實時模型；

9、所述第一統(tǒng)計單元用于將實時模型與催化劑初始模型進(jìn)行對比，統(tǒng)計得到催化劑的實時磨損深度以及標(biāo)記催化劑表面的磨損區(qū)域；

10、所述第二統(tǒng)計單元用于統(tǒng)計磨損區(qū)域的面積，得到實時磨損面積；

11、所述第三統(tǒng)計單元用于基于預(yù)設(shè)的磨損深度等級確定出所述實時磨損深度對應(yīng)的磨損深度實時等級、基于預(yù)設(shè)的磨損面積等級確定出所述實時磨損面積對應(yīng)的磨損面積實時等級，基于磨損深度實時等級和磨損面積實時等級制作磨損監(jiān)測圖；

12、所述第一存儲單元用于存儲所述磨損監(jiān)測圖，并基于催所述采集時間對至所述磨損監(jiān)測圖進(jìn)行排序。

13、優(yōu)選地，所述磨損統(tǒng)計模塊還包括數(shù)據(jù)管理單元和第二存儲單元；

14、所述數(shù)據(jù)管理單元用于使管理人員查詢所述磨損監(jiān)測圖，并基于查詢時間生成查詢信息；

15、所述第二存儲單元用于存儲查詢信息。

16、優(yōu)選地，所述磨損統(tǒng)計模塊還包括驗證單元；

17、所述驗證單元包括第一處理單元、第三存儲單元和第二處理單元；

18、所述第一處理單元用于通過所述磨損區(qū)域確定催化劑表面再次巡檢的區(qū)域位置，獲取催化劑表面對應(yīng)的區(qū)域位置的子圖像數(shù)據(jù)；

19、第二處理單元用于通過子圖像數(shù)據(jù)與所述第三存儲單元內(nèi)存儲的催化劑附著物圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，去除誤確定的磨損區(qū)域。

20、優(yōu)選地，所述第三統(tǒng)計單元包括閾值預(yù)設(shè)子單元、等級判斷子單元和等級圖譜擬合單元；

21、所述閾值預(yù)設(shè)子單元用于設(shè)定磨損深度等級以及磨損面積等級；

22、所述等級判斷子單元用于將所述實時磨損深度與所述磨損深度等級進(jìn)行對比，確定出磨損深度實時等級；將所述實時磨損面積與磨損面積等級對比，確定出磨損面積實時等級；

23、所述等級圖譜擬合單元用于對磨損深度實時等級和磨損面積實時等級使用顏色進(jìn)行標(biāo)記，將標(biāo)記后的磨損深度實時等級和磨損面積實時等級擬合，制作成磨損監(jiān)測圖。

24、優(yōu)選地，所述閾值預(yù)設(shè)子單元內(nèi)設(shè)定磨損深度等級為設(shè)定為一級深度磨損、二級深度磨損、三級深度磨損、四級深度磨損，其中，一級深度為磨損深度大于等于15cm，二級深度為磨損深度為10~15cm，三級深度為磨損深度為5cm~10cm，四級深度小于等于5cm；

25、所述閾值預(yù)設(shè)子單元內(nèi)設(shè)定磨損面積等級為一級面積磨損、二級面積磨損、三級面積磨損、四級面積磨損，其中，一級面積磨損為磨損面積于大于等于催化劑厚度值的50%，二級面積磨損為磨損面積是催化劑厚度值的30%~50%，三級面積磨損為磨損面積是催化劑厚度值的10%~30%，四級面積為磨損面積小于等于催化劑厚度值的10%。

26、優(yōu)選地，所述催化劑采集模塊包括無人機主體、路徑規(guī)劃單元、圖像采集單元和圖像處理單元；

27、所述路徑規(guī)劃單元用于通過脫銷反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及催化劑的初始數(shù)據(jù)規(guī)劃無人機主體的飛行路徑；

28、所述圖像采集單元安裝于所述無人機上，通過控制無人機沿著飛行路徑在脫銷反應(yīng)器內(nèi)飛行，采集催化劑的圖像數(shù)據(jù)和催化劑的實時尺寸數(shù)據(jù)；

29、所述圖像處理單元用于對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理和特征提取后，結(jié)合所述實時尺寸數(shù)據(jù)得到脫硝反應(yīng)器內(nèi)催化劑的實時數(shù)據(jù)。

30、優(yōu)選地，所述催化劑采集模塊還包括溫度處理單元；所述溫度處理單元包括溫度采集子單元和溫度整合子單元；

31、所述溫度采集子單元用于采集催化劑表面的溫度數(shù)據(jù)；

32、所述溫度整合子單元用于采集所述溫度數(shù)據(jù)所在催化劑表面的溫度區(qū)域，將溫度區(qū)域與溫度數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)制作催化劑溫度圖譜。

33、優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括磨損分析模塊，所述磨損分析模塊包括數(shù)據(jù)預(yù)處理單元、策略制定單元和溫?fù)p分析單元；

34、所述溫?fù)p分析單元用于通過磨損監(jiān)測圖與催化劑溫度圖譜對比分析，確定溫度對催化劑的磨損影響程度數(shù)據(jù)；

35、所述數(shù)據(jù)預(yù)處理單元用于通過磨損影響程度數(shù)據(jù)確定出催化劑磨損最小溫度數(shù)據(jù)；

36、所述策略制定單元用于通過催化劑磨損最小溫度數(shù)據(jù)制定脫銷反應(yīng)器中溫度調(diào)整策略。

37、本發(fā)明提出了一種用于脫硝反應(yīng)器內(nèi)催化劑磨損統(tǒng)計方法，包括以下步驟：

38、通過無人機采集脫硝反應(yīng)器內(nèi)催化劑的實時數(shù)據(jù)；

39、基于所述實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計催化劑的磨損深度和磨損面積；

40、基于所述磨損深度和所述磨損面積制作磨損監(jiān)測圖。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

42、本發(fā)明提出了一種用于脫硝反應(yīng)器內(nèi)催化劑磨損統(tǒng)計系統(tǒng)，本系統(tǒng)通過集成在無人機上的催化劑采集模塊控制無人機在脫銷反應(yīng)器內(nèi)飛行，獲取催化劑的實時數(shù)據(jù)，通過控制無人機能夠減少檢測人員的工作量，同時，通過無人機縮短了脫銷反應(yīng)器內(nèi)的巡檢時間，提高了巡檢效率；實時圖像通過磨損統(tǒng)計模塊統(tǒng)計出催化劑的磨損深度和磨損面積，制作成磨損監(jiān)測圖能夠使得檢測人員直觀地了解到脫銷反應(yīng)器中催化劑的磨損情況，進(jìn)而基于磨損情況制定出對應(yīng)的修補方案，提高催化劑磨損統(tǒng)計效率，降低成本。

43、進(jìn)一步地，本系統(tǒng)通過第一模型構(gòu)建單元與第二模型構(gòu)建單元的協(xié)同工作，能夠基于催化劑的初始數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)，分別構(gòu)建起催化劑的初始模型與實時模型，第一統(tǒng)計單元通過對實時模型與初始模型的細(xì)致對比，能夠精確地統(tǒng)計出催化劑的實時磨損深度，并準(zhǔn)確標(biāo)記出催化劑表面的磨損區(qū)域，提高了磨損檢測的準(zhǔn)確性，第二統(tǒng)計單元進(jìn)一步對磨損區(qū)域的面積進(jìn)行統(tǒng)計，得出實時磨損面積，實時磨損面積與磨損深度的雙重監(jiān)測，可以更加全面地評估催化劑的磨損程度，第三統(tǒng)計單元則通過預(yù)設(shè)的磨損深度等級與磨損面積等級，將實時磨損數(shù)據(jù)與等級標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)，制作出磨損監(jiān)測圖，通過磨損監(jiān)測圖能夠清晰地反映出催化劑的磨損趨勢與狀況。

44、更進(jìn)一步地，本系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)管理單元使得管理人員能夠輕松查詢磨損監(jiān)測圖，并即時生成查詢信息，極大地便利了數(shù)據(jù)的管理與追蹤。

45、更進(jìn)一步地，本系統(tǒng)通過判斷子單元確定再次巡檢的區(qū)域位置，并獲取對應(yīng)區(qū)域的子圖像數(shù)據(jù)，再與第三存儲單元中存儲的催化劑附著物圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，可以有效地去除誤確定的磨損區(qū)域，從而確保磨損統(tǒng)計結(jié)果的準(zhǔn)確無誤，提高了磨損監(jiān)測的精度。

46、更進(jìn)一步地，本系統(tǒng)通過閾值預(yù)設(shè)子單元設(shè)定磨損深度等級和磨損面積等級，等級判斷子單元則能夠精準(zhǔn)地將實時磨損深度與磨損深度等級、實時磨損面積與磨損面積等級進(jìn)行對比，快速準(zhǔn)確地確定出磨損深度實時等級和磨損面積實時等級，等級圖譜擬合單元，使用顏色對磨損深度實時等級和磨損面積實時等級進(jìn)行標(biāo)記，使得磨損狀況一目了然，將標(biāo)記后的等級信息進(jìn)行擬合，制作出直觀易懂的磨損監(jiān)測圖，提高了磨損監(jiān)測的直觀性，使得檢測人員能夠直觀地了解到催化劑的磨損情況，提供磨損統(tǒng)計效率。

47、更進(jìn)一步地，本系統(tǒng)通過路徑規(guī)劃單元依據(jù)脫硝反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和催化劑的初始數(shù)據(jù)，科學(xué)規(guī)劃無人機主體的飛行路徑，確保了采集工作的全面性和針對性，圖像采集單元搭載于無人機上，通過沿規(guī)劃路徑飛行，能夠深入脫硝反應(yīng)器內(nèi)部，精準(zhǔn)采集催化劑的圖像數(shù)據(jù)和實時尺寸數(shù)據(jù)，圖像處理單元則對采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理和特征提取，有效提升了數(shù)據(jù)的清晰度和可用性。

48、更進(jìn)一步地，本系統(tǒng)通過溫度采集子單元能夠精準(zhǔn)采集催化劑表面的溫度數(shù)據(jù)，為催化劑的工作狀態(tài)評估提供了重要依據(jù)，溫度整合子單元則將溫度數(shù)據(jù)與催化劑表面的溫度區(qū)域相關(guān)聯(lián)，制作出直觀的催化劑溫度圖譜，使檢測人員能夠清晰地了解催化劑表面的溫度分布情況，進(jìn)而及時發(fā)現(xiàn)異常溫度區(qū)域，同時，催化劑溫度圖譜的生成也為后續(xù)的磨損統(tǒng)計與分析提供了更為全面的數(shù)據(jù)參考，有助于提升磨損監(jiān)測的準(zhǔn)確性和效率。

49、更進(jìn)一步地，本系統(tǒng)通過溫?fù)p分析單元通過對比分析磨損監(jiān)測圖與催化劑溫度圖譜，能夠精確確定溫度對催化劑磨損的影響程度，數(shù)據(jù)預(yù)處理單元利用這些影響程度數(shù)據(jù)，確定出催化劑磨損最小的溫度，策略制定單元則基于催化劑磨損最小溫度數(shù)據(jù)，制定出針對性的脫硝反應(yīng)器溫度調(diào)整策略，有助于降低催化劑磨損，延長其使用壽命，從而提高脫硝效率和經(jīng)濟性。

50、本發(fā)明提出了一種用于脫硝反應(yīng)器內(nèi)催化劑磨損統(tǒng)計方法，本方法通過無人機高效采集實時數(shù)據(jù)，精確統(tǒng)計磨損深度和磨損面積，并基于磨損深度和磨損面積制作磨損監(jiān)測圖，實現(xiàn)了對催化劑磨損狀況的全面、直觀監(jiān)測，使得就檢測人員能夠直觀地了解到催化劑的磨損情況，提升了脫硝反應(yīng)器中催化劑磨損統(tǒng)計效率。