CN101254953A - 循环冷却水净化再利用自动监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环冷却水净化再利用自动监控系统，它含有采样和在线仪表装置、监控装置以及加药装置，所述采样和在线仪表装置的取样潜水泵直接悬吊在水池的循环水中，潜水泵的出水管分三路分别进入粘泥收集器旁路、在线仪表监测旁路和模拟换热器旁路；所述监控装置包括控制柜和管理计算机；所述加药装置包含加药泵、加药箱和变频器三部分，加药箱与加药泵相连，加药泵通过变频器与监控装置的控制柜和管理计算机连接。本发明实现了电厂循环冷却水系统水质情况的实时监测，并能自动控制加药量以净化循环冷却水的水质使其达到再利用，推广后具有良好的经济效益。

Description

循环冷却水净化再利用自动监控系统

一、技术领域：

本发明涉及一种自动监测电厂循环冷却水水质并实现自动加药功能净化水质的循环冷却水净化再利用自动监控系统。

二、背景技术：

电厂对循环冷却水的监控是很重要的，当监控不力时，循环冷却水系统(特别是换热器)发生结垢、腐蚀及微生物的滋生和粘泥等问题，容易在循环冷却水系统的换热器(凝汽器)中形成污垢，不仅影响换热设备的传热、堵塞管路，而且会引起沉积物下腐蚀。因此必须对冷却水水质严格控制。

在火力发电厂的循环冷却水系统中，凝汽器管材采用耐腐蚀性很轻的铜锌合金或不锈钢和钛管，而且设计成列管式，水流特性好，沉积物不易沉积。因此，循环冷却水监控的主要目的是防止水垢产生，其次是控制微生物生长。电厂一般以加阻垢剂和杀菌剂的方式来净化冷却水的水质使其达到循环再利用。

目前，电厂对循环冷却水水质的监测处于人工操作的原始状态。每天由操作人员每隔一定时间段从冷却水水池中提取样水，送实验室检验水的各项指标(如PH、电导率、氧化还原电位ORP等)，观察挂片腐蚀状况，当出现水质情况超标时，计算加药(阻垢剂、杀菌剂)量并人工加药净化水质。这种粗放的水质监控方式效率低下，对水的超标情况不能快速做出反应，缩短装置寿命；增加了所需的化学物质和由此引起的处理成本，减短了两次日常维修的间隔；增加了腐蚀物质和腐蚀物质在水中的吸收，增加了维护成本，经济上无益，对操作也复杂。更重要的是，随着大容量、超临界、超超临界发电机组的建设，这种不能快速做出反应的监测方式已经明显不适应大机组对水质的监测要求，大容量、大机组的水反应非常速度非常快，达到秒、毫秒量级，因此对冷却水水质监测的适时性也提出了更高的要求。

三、发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能在线实时监测电厂循环冷却水水质情况并实现自动加药功能净化水质的循环冷却水自动净化再利用监控系统。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

本系统包括：采样和在线仪表装置、监控装置、加药装置三大部分组成。

采样和在线仪表装置的取样点设在循环水泵前池，将一台潜水泵直接悬吊在前池循环水中，出水管分三路分别进入粘泥收集器旁路、在线仪表监测旁路和模拟换热器旁路。

粘泥收集器旁路：由潜水泵引出的一路采样水管串接球阀、玻璃转子流量计、粘泥收集器后排入水池；电磁阀并接在球阀的两端。

在线仪表监测旁路：由潜水泵引出的另一路采样水直接安装在线式PH仪表、氧化还原电位ORP仪表、电导率仪表后排入水池；PH仪表、氧化还原电位ORP仪表、电导率仪表测量的水质参数传送到控制柜和微机系统。

模拟换热器旁路：由潜水泵引出的第三路采样水管依次串接球阀、电子流量计、手动调节阀、玻璃转子流量计、球阀、挂片架、球阀、模拟换热器、球阀、挂片架、球阀后通入水池；并且，电子流量计和玻璃转子流量计之间的手动调节阀两端并接一个电磁调节阀；挂片架及两端的球阀与另外一个球阀并接。

模拟换热器的侧面安装有液位计，内部靠近底端安装有恒温加热器，模拟换热器内部的换热管的进水处和出水处两端安装有进出水温度传感器和玻璃温度计，模拟换热器内部靠近顶端安装有蒸汽温度传感器和玻璃温度计。

电子流量计的流量信号、换热管的进水处和出水处的进出水温度传感器信号、以及模拟换热器内部顶端的蒸汽温度传感器信号远传至控制柜和微机。

监控装置：包括控制柜和管理计算机。

控制柜设在循环冷却水系统现场，在线PH仪表、氧化还原电位ORP仪表、电导率仪表的测量数据，模拟换热器的进口温度、出口温度、蒸汽温度的数据，电子流量计的数据均在此显示，并通过管理计算机的485通讯口传送到设在化学分场办公室的管理计算机。

管理计算机设在化学分场办公室，机内运行“数据管理及专家支持系统”，控制柜内仪表通过管理计算机的485通讯口与“数据管理及专家支持系统”软件实行通讯，实现微机在线监控。“数据管理及专家支持系统”通过智能仪表能对模拟换热器进口温度、出口温度、蒸汽温度实行在线监测并自动测算污垢热阻值等参数，通过电子流量计能对循环冷却水的流量实行在线监测。

计算机机内运行的“数据管理及专家支持系统”的功能是完成对循环冷却水处理所有参数的数据管理，提供调整措施，具备数据远程管理，进行远程数据支持。软件具有主控面、装置流程、显示面等界面，数据的曲线及报表在SQL数据库中实现。

加药装置，又包含加药泵、加药箱、变频器三部分。变频器安装在控制柜内部；阻垢剂、杀菌剂的加药泵设在循环水前池；阻垢剂、杀菌剂加药箱分别与加药泵相连。管理计算机发出的控制信号控制控制柜内的2个变频器，通过变频分别控制阻垢剂、杀菌剂加药泵的转速，实现加药量的变化。

本发明的积极有益效果是：

1、本发明实现了电厂循环冷却水系统水质情况的实时监测，并能自动控制加药量以净化循环冷却水的水质使其达到再利用。

2、本发明实现了水质情况的精细监控，能对水的超标情况快速做出反应，延长装置寿命；减少所需的化学物质和由此引起的处理成本，延长了两次日常维修的间隔；减少腐蚀物质和腐蚀物质在水中的吸收，降低了维护成本，经济上有益，对操作也有益。

3、本发明设计合理，采用全自动控制，大大减少人力，并且降低人力的劳动强度，省时省工。

4、本发明适用范围广，特别是适用于大容量、大机组对循环冷却水系统水质的自动净化再利用的适时监控，推广后具有良好的经济效益。

四、附图说明：

图1为循环冷却水净化再利用自动监控系统的结构示意图。

五、具体实施方式：

实施例：参见图1，图中，图中，循环冷却水净化再利用自动监控系统含有采样和在线仪表装置、监控装置以及加药装置，其中，采样和在线仪表装置的取样潜水泵1直接悬吊在水池的循环水中，潜水泵1的出水管分三路分别进入粘泥过滤器旁路、在线仪表监测旁路和模拟换热器旁路。

粘泥过滤器旁路由潜水泵1、球阀2、电磁阀3、玻璃转子流量计4、粘泥收集器5、排水管6、水池38组成。

在线仪表监测旁路由潜水泵1、PH仪表7、ORP仪表8、电导率仪表9、排水管10、水池38组成。

模拟换热器旁路由潜水泵1、球阀11、电子流量计12、手动调节阀13、电磁调节阀14、玻璃转子流量计15、球阀16、挂片架17、球阀18，球阀19、模拟换热器20、球阀21、挂片架22、球阀23、球阀24，排水管25、水池38组成。其中模拟换热器20由恒温加热器26、液位计27、蒸汽温度传感器28、蒸汽玻璃温度计29、补水口30、换热管31、出水温度传感器32、出水玻璃温度计33、进水温度传感器40、进水玻璃温度计39等组成。

监控装置由微机34、控制柜35组成。

加药装置由阻垢剂加药泵36、杀菌剂加药泵37、水池38组成。

工作原理：

粘泥过滤器旁路：工作时，由潜水泵1引出的采样进水或者经球阀2自动控制、或者经电磁阀3手动控制，进入玻璃转子流量计4控制流量后再通过粘泥收集器5，顺着排水管6排入水池；不工作时，球阀2和电磁阀3均处于关闭状态。该旁路视电厂的实际需要而处于工作或不工作状态。

在线仪表监测旁路：在线式PH仪表7、氧化还原电位ORP仪表8、电导率仪表9测量由潜水泵1引出的采样进水后，输出水质参数给控制柜35和微机系统34。

模拟换热器旁路：

模拟换热器20是模拟换热器(凝汽器)而制造的，内部换热管31使用凝汽器管备用管，数量2根，运行条件劣于凝汽器运行工况。蒸汽温度传感器28、蒸汽玻璃温度计29用于监测模拟换热器20内蒸汽的温度，使蒸汽温度达到凝汽器内蒸汽的温度。出水温度传感器32、出水玻璃温度计33、进水温度传感器40、进水玻璃温度计39用于监测模拟换热器20的进出水温度，使其能模拟凝汽器。液位计27用于测量模拟换热器20内的液位，以确定是否需要补水。

在模拟换热器前后均设有腐蚀挂片架17、22，可以各挂4个试片，用以直观测量腐蚀状况；当需要观测挂片的腐蚀状况时，关闭挂片架17两端的球阀16、18，打开与之并联的球阀19；关闭挂片架22两端的球阀21、23，打开与之并联的球阀24。

采样水经模拟换热器20后，排入排水管25。排水管25接至循环水池38或者至循环水泵前池的导流渠内。模拟换热器对其化学成分基本无影响，故回水还可排入循环水系统。

监控装置：包括控制柜35和管理计算机34。控制柜35设在循环冷却水系统现场，在线PH仪表7、氧化还原电位ORP仪表8、电导率仪表9的测量数据，模拟换热器的进口温度传感器40、出口温度传感器32、蒸汽温度传感器28的数据，电子流量计12的数据均在此显示，并通过管理计算机34的485通讯口传送到设在化学分场办公室的管理计算机34。管理计算机34的机内运行“数据管理及专家支持系统”，控制柜内仪表通过管理计算机的485通讯口与“数据管理及专家支持系统”软件实行通讯，实现微机在线监控。“数据管理及专家支持系统”通过智能仪表能对循环水进口温度、出口温度、蒸汽温度实行在线监测并自动测算污垢热阻值等参数，通过电子流量计能对循环冷却水的流量实行在线监测。

计算机机内运行的“数据管理及专家支持系统”的功能是完成对循环冷却水处理所有参数的数据管理，提供调整措施，具备数据远程管理，进行远程数据支持。软件具有主控面、装置流程、显示面等界面，数据的曲线及报表在SQL数据库中实现。“数据管理及专家支持系统”对冷却水化学处理方案的判定和对循环冷却水处理运行工况的监督，都极为有效。

Claims (4)

1、一种循环冷却水净化再利用自动监控系统，含有采样和在线仪表装置、监控装置以及加药装置，其特征是：所述采样和在线仪表装置的取样潜水泵直接悬吊在水池的循环水中，潜水泵的出水管分三路分别进入粘泥收集器旁路、在线仪表监测旁路和模拟换热器旁路，其中，

粘泥收集器旁路：由潜水泵引出的第一路采样水管依次串接球阀、玻璃转子流量计、粘泥过滤器后通入水池，并且，该球阀的两端和电磁阀的两端并接，

在线仪表监测旁路：由潜水泵引出的第二路采样水管直接安装在线式PH仪表、氧化还原电位ORP仪表、电导率仪表后通入水池；PH仪表、氧化还原电位ORP仪表、电导率仪表测量的水质参数传送到监控装置的控制柜和管理计算机，

模拟换热器旁路：由潜水泵引出的第三路采样水管依次串接球阀、电子流量计、手动调节阀、玻璃转子流量计、球阀、挂片架、球阀、模拟换热器、球阀、挂片架、球阀后通入水池；并且，电子流量计和玻璃转子流量计之间的手动调节阀两端并接一个电磁调节阀；挂片架及两端的球阀与另外一个球阀并接；电子流量计的流量信号传送到监控装置的控制柜和管理计算机，

所述加药装置：包含加药泵、加药箱和变频器三部分，加药箱与加药泵相连，加药泵通过变频器与监控装置的控制柜和管理计算机连接。

2、根据权利要求1所述的循环冷却水净化再利用自动监控系统，其特征是：所述模拟换热器的侧面安装有液位计，其内部靠近底端安装有恒温加热器，其上部安装有换热管，该换热管的两端分别于挂片架前的球阀连通，换热管进水处和出水处安装有进出水温度传感器和玻璃温度计，模拟换热器内部靠近顶端安装有蒸汽温度传感器和玻璃温度计；所述进出水温度传感器信号、所述蒸汽温度传感器信号传送到监控装置的控制柜和管理计算机。

3、根据权利要求1所述的循环冷却水净化再利用自动监控系统，其特征是：所述加药泵、加药箱和变频器均为两个，形成两组，一组加阻垢剂，另一组加杀菌剂，两个变频器安装在控制柜内部，管理计算机发出的控制信号控制两个变频器，通过变频后分别控制阻垢剂、杀菌剂加药泵的转速，实现加药量的变化。

4、根据权利要求1或2或3所述的循环冷却水净化再利用自动监控系统，其特征是：所述挂片架中设置有四个挂片。