CN102633371A - 一种全自动锅炉给水加氧装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动锅炉给水加氧装置，包括：PLC；流量检测装置、溶氧量检测装置、氧化还原电位检测装置、氢电导检测装置和流量控制器。本发明同时还公开了一种利用上述装置对给水进行加氧的方法。本发明采用给水复合加氧处理方式，通过全智能控制加氧技术，以给水流量为前馈辅助比例-积分-微分控制对给水进行微量加氧，进而改变水汽接触界面氧化膜的结构和形态，使氧化膜更加坚固致密，减轻甚至杜绝给水系统FAC的发生，从而解决给水系统水流加速腐蚀的难题，延长设备使用寿命、节能降耗，提高经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于电力及动力工程控制技术领域，具体是涉及一种全自动锅炉给水加氧装置及加氧方法。
背景技术
现有的锅炉给水和疏水系统的结构如图1所示，从汽轮机出来的蒸汽一部分分流至末级再热器中经加热后回用，从汽轮机出来的其余气液混合物经凝汽器冷凝，然后凝结水、疏水以及外界补给水经凝泵送往凝混床，经凝混床软化后的循环水进入低压给水系统进行初步低温加热，然后经除氧器处理，一部分氧气和蒸汽排出，除氧器出来的循环水再经高压加热器、省煤器以及水冷壁系统加热后进入汽水分离器，由汽水分离器排出的蒸汽经低温过热器、屏式过热器和末级过热器过热处理后进入汽轮机，由汽轮机把蒸汽中携带的热能转换成为机械功，最后输出电能。
为减小给水对循环管道的腐蚀，目前多采用对给水进行加氧处理，加氧处理意在实现给水系统氧化膜的全部转化，最终达到降低锅炉管的腐蚀和结垢速率、减缓直流炉运行压差的上升、延长锅炉化学清洗周期和凝结水精处理混床的运行周期等目的。目前锅炉给水处理方式主要有三种：还原性全挥发处理方式(AVT(R))、氧化性全挥发处理(AVT(O))方式以及给水加氧复合处理(OT)方式。火电厂大容量超(超)临界机组给水一般采用全挥发处理(AVT(R)和AVT(O))工况运行，长期运行引起受热面材质表面氧化膜形态疏松，导致给水系统水流加速腐蚀(FAC)严重，水汽系统的整体Fe含量高，最终产生以下问题：水汽清洁度较差、孔阀堵塞、结垢部位提前、炉管结垢速率高、高压加热器和锅炉压差大且上升速度快、锅炉化学清洗周期短、氧化铁垢在汽轮机高压缸的沉积量大。随着超临界和超超临界机组普遍运行，锅炉给水加氧技术在炉内水处理的应用将越来越广泛，因此对给水加氧处理也提出了新的要求，需要对现有的锅炉给水循环加氧处理方法进行改进。近几年来，在传统的锅炉给水加氧基础上，一些新的本质安全的锅炉给水加氧处理方法被不断开发：
公开号为CN101880092A(公开日期：2010.11.10)的专利文献公开了一种本质安全的直流锅炉给水加氧处理方法，包括以下步骤：(1)火电机组无铜系统加氧前给水处理方式为只加氨处理，加氨将炉前给水pH25℃值调节在9.3-9.6；(2)在满足一定条件后，将除氧器排气门关闭；(3)在机组凝结水精处理出口加氧点加氧；(4)控制省煤器入口溶解氧含量在5-50μg/L范围内且主蒸汽含氧量较加氧前无显著增加；(5)待炉前给水阳离子电导率(CC)降至0.15μS/cm以下，将炉前给水pH25℃控制范围降低至8.8-9.3；(6)机组停运前将炉前给水pH25℃值提高到9.3-9.6，直至停机；(7)停炉保养。上述处理方法增强给水加氧处理缓冲能力，给水溶解氧含量等参数波动减小。但是，该方法采用手动加氧，当机组负荷变化剧烈时，往往手动调节加氧流量满足不了需求，无法保证加氧流量的稳定。
为解决手动调节加氧带来的技术问题，授权公告号为CN201376921Y(授权公告日：2010.1.6)的专利文献公开了一种多通道并列组合电厂给水自动加氧装置，包括PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，PLC输入端接给水流量信号端和省煤器进口溶解氧浓度信号端，所述加氧装置还包括若干个单元通道，每个单元通道由电磁阀和节流部件组成，电磁阀接PLC；若干个单元通道为并联连接。上述加氧装置与现有的加氧装置相比，由于采用了自动化控制，提高了装置的抗干扰能力，且调节方便，氧气输出目标值控制稳定准确。但是，由于上述装置仅根据给水流量信号和省煤器进口溶解氧浓度信号两个信号对加氧流量进行控制，信息采样点少，无法对整个系统进行综合控制，且存在控制不及时，加氧流量不稳定。
因此，为了保证给水系统有足够加氧流量，既提升给水氧化还原电位，又不至于有过多氧进入蒸汽系统，探索发明一种新型的全自动安全经济的锅炉给水加氧方法及装置，将具有深远的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明提供了一种全自动锅炉给水加氧装置，该装置可实现加氧的全自动控制，采样点布置全面合理，加氧流量调节灵敏、控制方便，溶解氧及氧化还原电位目标值控制稳定，并设有报警和保护程序，无需人工干预，安全经济。
一种全自动锅炉给水加氧装置，包括：
PLC；
流量检测装置，采集给水流量并将给水流量信号传输给PLC；
溶氧量检测装置，采集检测点的溶氧量并将溶氧量信号传输给PLC；
氧化还原电位检测装置，采集检测点的氧化还原电位并将氧化还原电位信号传输给PLC；
氢电导检测装置，采集检测点的氢电导并将氢电导信号传输给PLC；
流量控制器，与氧气源相连并根据PLC指令控制给水的加氧流量。
PLC接收流量检测装置的水流量信号、溶氧量检测装置的溶氧量信号、氧化还原电位检测装置的氧化还原电位信号以及氢电导检测装置的氢电导信号并进行分析，同时向流量控制器发出控制指令，由流量控制器实现对给水加氧流量的控制。通过对溶氧量的检测可以了解给水中氧气的含量，进而可以确定需要加入的氧气的流量；通过对氧化还原电位的实时监测，可以了解水中Fe离子浓度以及氧化膜的形成状态，可以对Fe离子浓度进行实时控制；通过对氢电导的实时监测可以了解管路内腐蚀的严重程度，对加氧量进行控制。
一种优选的技术方案为：所述的流量控制器为质量流量控制器，质量流量控制器的流量信号输出端与PLC输入端相连。采用质量流量控制器可对检测点的流量值进行检测并可将检测信息传输给PLC，同时可根据PLC的反馈指令对加氧流量进行控制，提高了加氧流量控制的稳定性。
另一种优选的技术方案为：所述的氧气源与质量流量控制器之间的管路上设有电接点压力表，电接点压力表的信号输出端与PLC输入端相连。在电接点压力表内设定压力范围(具体根据系统设备而定)，当给水加氧装置管路压力过大或过小时，系统发出音频报警，及时调整压力符合加氧控制要求：当压力过大时，控制系统调整压力至控制要求内，保证加氧顺利进行；当压力过小时，控制系统调整压力至控制要求，经调整后压力扔过小时可考虑人工更换氧气钢瓶，保证加氧顺利进行。
分别以上述两种技术为基础，形成两种进一步优选的方案，其中所述的质量流量控制器与给水的加氧点之间的管路上设有两条并联的管路，其中一条管路上串联有第一流量计和控制第一流量计的第一调节阀，另一条管路上串联有第二流量计以及控制第二流量计的第二调节阀。所述的第一流量计为大氧气流量计，第一调节阀为大流量调节阀；所述的第二流量计为小氧气流量计，第二调节阀为小流量调节阀。设置大小氧气流量计，方便了现场工人的读数和控制，弥补了质量流量控制器远程控制的不足。
为便于实现本发明的装置可根据不同采集点对水质以及溶氧量进行综合控制，可设置多个检测头，一种优选的技术方案为：所述的溶氧量检测装置包括若干检测头，若干检测头分别设于省煤器入口、省煤器出口、汽水分离器出口以及末级过热器出口的管路上；所述的氢电导检测装置包括若干检测头，若干检测头分别设于除氧器入口、除氧器出口和省煤器入口的管路上；所述的氧化还原电位检测装置的检测头设于省煤器出口的管路上。例如，当需要确定给水加氧流量时，需要检测给水流量和省煤器入口给水的溶氧量；为避免过多溶氧进入末级过热器中，防止对设备系统造成负面影响时，则需要进行加氧自动调节保护控制，此时，需要检测省煤器出口给水的溶氧量、汽水分离器出口给水的溶氧量以及末级过热器出口蒸汽的溶氧量；在给水水质恶化情况下(氢电导达到上限)，为防止加氧对系统造成损害，则需要进行加氧自动调节报警控制，此时，需要检测除氧器入口给水的氢电导、除氧器出口给水的氢电导和省煤器入口给水的氢电导。
所述的PLC带有报警装置。报警装置的设置，使得当给水中水质恶化、过多溶氧进入末级过热器或者管路压力过大或者过小时，PLC能够在自动调整的同时，提醒现场工作人员查看，大大提高了管路循环的安全性和稳定性。
本发明还提供了一种全自动锅炉给水加氧方法，该方法调节控制精确，能根据机组负荷变化及时有效调整加氧量，平稳控制给水溶氧量和氧化还原电位；同时辅以报警和保护命令，保证OT工况下机组安全经济的运行。
一种全自动锅炉给水加氧方法，其特征在于，包括：
(1)预先设定省煤器入口给水的溶氧量目标值；
设定省煤器出口给水的氧化还原电位的上限值ORP1；
设定省煤器出口给水的氧化还原电位的下限值ORP2；
然后检测省煤器出口给水的氧化还原电位ORP，并对预先设定省煤器入口给水的溶氧量目标值进行如下调整：
(i)当ORP2＜ORP＜ORP1时，按照预先设定省煤器入口给水的溶氧量目标值进入步骤(2)；
(ii)当ORP≥ORP1时，减小省煤器入口给水的溶氧量目标值，直至ORP2＜ORP＜ORP1，回到步骤(i)；
(iii)当ORP≤ORP2时，增大省煤器入口给水的溶氧量目标值，直至ORP2＜ORP＜ORP1，回到步骤(i)；
(2)检测给水流量，根据给水流量以及步骤(1)最终得到的预定省煤器入口给水的溶氧量目标值计算得到给水的加氧流量；
所述的给水的加氧流量与给水流量之间的关系为：
FLOWO2＝0.151×k×Flowfeed water+0.625L/h
其中，FLOWO2为给水的加氧流量，L/h；Flowfeed water为给水流量，m3/h；k为相关系数，由预先设定省煤器入口给水的溶氧量目标值确定；
(3)按照计算得到的加氧流量对给水进行加氧操作。
加氧操作过程中，由于给水流量在不断变化，导致溶氧量实际值与给水的溶氧量目标值存在偏差，此时，需要实时检测实际省煤器入口给水的溶氧量，当省煤器入口给水的溶氧量实测值与预定省煤器入口给水的溶氧量目标值有偏差时，利用比例-积分-微分控制(PID偏差调节)，对加氧操作进行微调，直至省煤器入口给水的溶氧量的实测值与预定省煤器入口给水的溶氧量目标值一致。
由于给水的循环使用，给水中由于腐蚀溶解的金属阳离子越来越多，造成水质恶化，为防止继续加氧造成给水水质进一步恶化，一种优选的技术方案为：在步骤(1)中同时设定除氧器入口给水的氢电导上限、除氧器出口给水的氢电导上限和省煤器入口给水的氢电导上限为H上限；然后实时检测除氧器入口给水的氢电导Ha、除氧器出口给水的氢电导Hb和省煤器入口给水的氢电导Hc，并根据检测值做如下处理：(i)Ha、Hb和Hc中任意两个值均大于H上限时，进行报警，同时停止加氧操作，直至Ha、Hb和Hc中至少两个均小于H上限，恢复步骤(2)中给水的加氧流量。
对给水的加氧处理，一方面是为了使省煤器、高压加热器以及除氧器内壁能形成氧化膜，保护其不受腐蚀；另一方面，应该防止由于高温环境，氧气的过多加入会对低温过热器、屏式过热器、末级过热器和末级再热器的管壁造成严重的腐蚀，所以一种优选的技术方案为：在步骤(1)中同时设定省煤器出口给水的溶氧量上限值、汽水分离器出口给水的溶氧量上限值和末级过热器出口蒸汽的溶氧量上限值；然后实时检测省煤器出口给水的溶氧量、汽水分离器出口给水的溶氧量和末级过热器出口蒸汽的溶氧量，如果省煤器出口给水的溶氧量、汽水分离器出口给水的溶氧量和末级过热器出口蒸汽的溶氧量三个检测值中有一个达到其相应的上限值时，进行报警，同时调小给水的加氧流量，直至省煤器出口给水的溶氧量、汽水分离器出口给水的溶氧量和末级过热器出口蒸汽的溶氧量的检测值均小于其相应的上限值，恢复步骤(2)中的给水的加氧流量。
本发明的全自动锅炉给水加氧装置，该装置可实现加氧的全自动控制，采样点布置全面合理，采用智能自动加氧控制技术，加氧流量调节灵敏、控制方便，溶解氧及氧化还原电位目标值控制稳定，并设有报警和保护程序，无需人工干预，安全经济。
本发明采用给水复合加氧处理(OT)方式，通过全智能控制加氧技术，以给水流量为前馈辅助比例-积分-微分控制(PID偏差调节)对给水进行微量加氧，进而改变水汽接触界面氧化膜的结构和形态，使氧化膜更加坚固致密，减轻甚至杜绝给水系统FAC的发生，从而解决给水系统水流加速腐蚀的难题，延长设备使用寿命、节能降耗，提高经济效益和社会效益。
本发明采用全智能控制火电厂大容量超临界机组给水复合加氧试验后，在避免了全挥发处理容易引起的问题，同时具有以下优点：
1、基建新机组给水系统原有Fe3O4氧化膜比较薄，利用本发明的方法和装置加氧后，致密的Fe2O3氧化膜转化速度较快，所需时间远远小于运行机组，对基建新机组在水汽质量合格后尽早实施给水加氧具有明显优越性。
2、传统AVT工况下，机组运行一段时间后，锅炉压差上升明显；采用本发明的OT工况运行后，锅炉压差下降显著。
3、传统AVT工况下，给水Fe浓度较大；在本发明的OT工况下，随着氧化还原电位(ORP)的上升，Fe浓度明显下降。
4、采用智能自动加氧控制技术，以给水流量为前馈辅助比例-积分-微分控制(PID偏差调节)，对给水进行微量加氧，调节品质精确，能根据机组负荷变化及时有效调整加氧量，平稳控制给水溶氧量和ORP；同时辅以报警和保护命令，保持OT工况下机组安全经济的运行。
附图说明
图1为现有技术中锅炉给水运行系统图；
图2为本发明的全自动锅炉给水加氧装置的原理结构示意图；
图3为实施例中利用PID偏差调节对预定省煤器入口给水的溶氧量目标值进行调节的实际检测图。
具体实施方式
下面以现有的锅炉给水循环系统为例，对本发明的全自动锅炉给水加氧装置以及方法作进一步说明：
如图1所示，图1待检测的锅炉给水循环系统：包括依次串联的汽轮机、凝汽器、凝泵、混凝床、低压给水系统、除氧器、高压加热器、省煤器、水冷壁系统、汽水分离器低温过热器、屏式过热器和末级过热器，另外还包括对汽轮机内一部分蒸汽进行热回收利用的末级再热器。上述循环系统的运行过程为：从汽轮机出来的蒸汽一部分分流至末级再热器中经加热后回用，从汽轮机出来的其余气液混合物经凝汽器冷凝，然后凝结水、疏水以及外界补给水经凝泵送往凝混床，经凝混床软化后的循环水进入低压给水系统进行初步低温加热，然后经除氧器处理，一部分氧气和蒸汽排出，除氧器出来的循环水再经高压加热器、省煤器以及水冷壁系统加热后进入汽水分离器，由汽水分离器排出的蒸汽经低温过热器、屏式过热器和末级过热器过热处理后进入汽轮机，由汽轮机把蒸汽中携带的热能转换成为机械功，最后输出电能。
如图2为本发明的全自动锅炉给水加氧装置，包括：流量检测装置1、溶氧量检测装置2、氧化还原电位检测装置3、氢电导检测装置4、电接点压力表5、流量控制器6、第一流量计7、第一调节阀8、第二流量计9、第二调节阀10以及PLC。
流量检测装置1可选择常见的多种液体流量计，例如差压式流量计、浮子流量计、容积式流量计等，用于采集给水流量并将给水流量信号传输给PLC；溶氧量检测装置2可选用常规的溶氧表，用于连续在线采集检测点的溶氧量并将溶氧量信号传输给PLC；氧化还原电位检测装置3为常规的氧化还原电位表，用于连续在线采集检测点的氧化还原电位并将氧化还原电位信号传输给PLC；氢电导检测装置4为常规的氢导表，用于连续在线采集检测点的氢电导并将氢电导信号传输给PLC；电接点压力表5设于氧气源12的输出管路上，其信号输出端与PLC输入端相连，用于连续在线检测氧气管路的压力，并将压力压力信号输入给PLC；流量控制器6为质量流量控制器，其流量信号输出端与PLC输入端相连，用于连续在线采集氧气管路的加氧流量，同时将检测的加氧流量信号输出给PLC，然后根据PLC反馈指令对加氧流量进行控制；质量流量控制器6与给水的加氧点11之间的管路上设有两条并联的管路，其中一条管路上串联有第一流量计7和控制第一流量计7的第一调节阀8，另一条管路上串联有第二流量计9以及控制第二流量计9的第二调节阀10。第一流量计7、第二流量计9均可选择常见的多种液体流量计，且第一流量计7为大氧气流量计，第二流量计9为小氧气流量计，用于现场检测加氧流量，当加氧流量较大时，启用大氧气流量计，加氧流量较小时，启动小氧气流量计，便于现场人员观察和读数；第一调节阀8和第二调节阀10分别用于控制第一流量计7和第二流量计9。
溶氧量检测装置设有4个检测头，4个检测头分别设于省煤器入口、省煤器出口、汽水分离器出口以及末级过热器出口的管路上，用于检测省煤器入口、省煤器出口、汽水分离器出口以及末级过热器出口的给水中的溶氧量。氢电导检测装置包括3个检测头，3个检测头分别设于除氧器入口、除氧器出口和省煤器入口的管路上，用于检测除氧器入口、除氧器出口和省煤器入口的给水中的氢电导。氧化还原电位检测装置的检测头设于省煤器出口的管路上，用于检测省煤器出口的给水中的氧化还原电位。
PLC上设有音频报警器，当PLC检测到控制参数出现异常时，PLC自动报警，并采取相应控制措施。
利用上述装置对图1所示循环系统的给水进行加氧控制，方法步骤如下：
(1)预先设定省煤器入口给水的溶氧量目标值DO，例如DO为40ug/L；
(2)检测给水流量，例如给水流量为2000L/h，根据给水流量以及预定省煤器入口给水的溶氧量目标值计算得到质量流量控制器开度：不同给水的溶氧量目标值下，给水流量与质量流量控制器开度的相关性为：
当目标值DO＝60ug/L时，KD＝0.0124Flowfeed water
当目标值DO＝50ug/L时，KD＝0.0103Flowfeed water
当目标值DO＝40ug/L时，KD＝0.0083Flowfeed water
当目标值DO＝30ug/L时，KD＝0.0062Flowfeed water
当目标值DO＝20ug/L时，KD＝0.0041Flowfeed water
然后根据质量流量控制器开度可以得到加氧流量，质量流量控制器开度与加氧流量的相关性为：
FLOWO2＝0.151KD+0.625L/h(0≤KD≤100，％)
其中：DO为省煤器入口给水的溶氧量目标值，μg/L；KD为质量流量控制器开度，％；Flowfeed water为给水流量，L/h；FLOWO2为加氧流量，L/h)。
步骤(1)中，为了自动控制ORP在合理范围内，控制Fe浓度在较低范围内，设置ORP自动调节省煤器入口给水的溶氧量目标值：当实际检测的省煤器出口给水的ORP达到上限值ORP1(上限值可选择180-200μg/L中的一个数值，具体可根据实际系统确定)时，自动控制程序根据实际检测的省煤器出口给水的ORP的大小自动调整省煤器入口给水的溶氧量目标值(溶氧目标值下调5μg/L)，程序继而及时自动调整质量流量控制器开度，调整加氧量，使省煤器入口给水的溶氧浓度与省煤器入口给水的溶氧量目标值一致。当实际检测的省煤器出口给水的ORP达到下限值ORP2(下限值可选择80-100μg/L中的一个数值，具体可根据实际系统确定)时，自动控制程序根据实际检测的省煤器出口给水的ORP的大小自动调整省煤器入口给水的溶氧量目标值(溶氧目标值上调5μg/L)，程序继而及时自动调整质量流量控制器开度，调整加氧量，使省煤器入口溶氧浓度与目标值一致。当ORP2＜ORP＜ORP1时，按照预先设定省煤器入口给水的溶氧量目标值进入步骤(2)。
当机组负荷变化时，给水流量会出现相应的变化，此时自动加氧控制系统会自动根据给水流量的大小调节质量流量控制器的开度，保证给水中溶解氧的精确性和稳定性；若此时实时检测实际省煤器入口给水的溶氧量与预定省煤器入口给水的溶氧量目标值有偏差时，利用比例-积分-微分控制(PID偏差调节)，对加氧操作进行微调，直至省煤器入口给水的溶氧量的实测值与预定省煤器入口给水的溶氧量目标值一致；PID偏差调节过程中参数的设定可根据实际运行系统进行确定。
我们选取24小时内实际控制过程见图3，图3中，Flowfeed water为给水流量，DO为省煤器入口给水的溶氧量目标值，ORP为氧化还原电位，Time为时间：24小时内，机组负荷连续变化，此时省煤器进口给水的溶氧目标值控制在40μg/L，由于自动加氧程序的控制，机组负荷在0-10小时内上升，此时给水流量从1300m3/h上升至2400m3/h左右，加氧量随着流量的变换自动调节，但省煤器入口给水的溶氧浓度出现一个小波动后就维持稳定，省煤器出口给水的ORP从150mV下降至130mV左右；10-12小时，当负荷减小时，给水流量减小，此时给水中溶氧浓度略微上升，省煤器出口给水的ORP也略微上升；从12小时到22小时，给水流量先增大后减小，此时省煤器出口ORP先减小后增大，而省煤器入口溶氧相当平稳，始终在目标值附近。
在给水水质恶化情况下，为防止加氧对系统造成损害，设置氢电导上限报警方法如下：
(1)设置除氧器入口给水的氢电导上限值(上限值可选取0.15-0.20μs/cm的一个数值，根据实际情况确定)、设置除氧器出口给水的氢电导上限值(上限值可选取0.15-0.20μs/cm的一个数值，根据实际情况确定)和省煤器入口给水的氢电导上限值(上限值可选取0.15-0.20μs/cm的一个数值，根据实际情况确定)，当除氧器入口、除氧器出口和省煤器入口三者氢电导表中任意两个表的测得的氢电导值达到其相应上限值时，PLC系统发出音频报警，自动加氧系统及时根据水质调整加氧策略：当任意两个氢电导达到上限值时，控制系统停止加氧，待水质恢复正常，即除氧器入口、除氧器出口和省煤器入口三者氢电导表中任意两个表的测得的氢电导值低于上限值时，调整回原来加氧流量。该控制方法中，选择当任意两个氢电导达到上限时才进行控制，主要是为防止当其中某一个氢导表本身发生故障时，导致氢电导数值高于上限值，系统PLC采取错误的控制措施对加氧流量进行控制对系统带来的不良影响。
实际操作中，氧气源管道一般先依次接氧气汇流排、减压稳压阀、电动球阀、缓冲罐、安全阀和减压阀后再接电接点压力表，同时对电接点压力表设定压力范围(具体根据系统设备而定)，当给水加氧装置管路压力过大或过小时，PLC系统发出音频报警，及时调整压力符合加氧控制要求：当压力过大时，控制系统调整压力至控制要求内，保证加氧顺利进行；当压力过小时，控制系统调整压力至控制要求，如果经调整后压力仍过小，则需要人工更换氧气钢瓶，保证加氧顺利进行。
为了避免过多溶氧进入末级过热器中，设置溶氧上限保护，具体方法为：
设定省煤器入口给水中的溶氧量上限值(具体上限值可选择50-80μg/L中的一个，可根据具体系统确定)、汽水分离器出口溶氧量上限值(具体上限值可选择3-10μg/L中的一个，可根据具体系统确定)和末级过热器给水中的溶氧量上限值(具体上限值可选择5-10μg/L中的一个，可根据具体系统确定)，当省煤器入口、汽水分离器出口和末级过热器三者溶氧表中任意一个表计测得的溶氧量值达到上限时，PLC发出音频报警；同时根据溶氧浓度程序及时自动调整质量流量控制器至最低开度(0％-10％，具体根据仪器设备而设)，当溶氧指标达到要求后自动运行原来的加氧流量。
由于给水、凝结水或疏水溶解氧量的多少，一方面影响氧化膜的结构和形态，控制氧化膜的生产速度；另一方面影响设备使用寿命、系统经济安全运行，因此在机组负荷发生变化时，稳定地控制加氧量至关重要。质量流量控制器具备稳压、加氧流量自动调节和控制反馈功能，一方面能保证质量流量控制器进、出口压力的稳定，减少波动；另一方面能自动调节加氧流量并进行流量反馈，根据实际要求保证给水所需稳定加氧量。
Claims (10)
1.一种全自动锅炉给水加氧装置，包括PLC，其特征在于，还包括：
流量检测装置，采集给水流量并将给水流量信号传输给PLC；
溶氧量检测装置，采集检测点的溶氧量并将溶氧量信号传输给PLC；
氧化还原电位检测装置，采集检测点的氧化还原电位并将氧化还原电位信号传输给PLC；
氢电导检测装置，采集检测点的氢电导并将氢电导信号传输给PLC；
流量控制器，与氧气源相连并根据PLC指令控制给水的加氧流量。
2.根据权利要求1所述的全自动锅炉给水加氧装置，其特征在于，所述的流量控制器为质量流量控制器，质量流量控制器的流量信号输出端与PLC输入端相连。
3.根据权利要求2所述的全自动锅炉给水加氧装置，其特征在于，所述的氧气源与质量流量控制器之间的管路上设有电接点压力表，电接点压力表的信号输出端与PLC输入端相连。
4.根据权利要求2或3所述的全自动锅炉给水加氧装置，其特征在于，所述的质量流量控制器与给水的加氧点之间的管路上设有两条并联的管路，其中一条管路上串联有第一流量计和控制第一流量计的第一调节阀，另一条管路上串联有第二流量计以及控制第二流量计的第二调节阀。
5.根据权利要求1所述的全自动锅炉给水加氧装置，其特征在于，所述的溶氧量检测装置包括若干检测头，若干检测头分别设于省煤器入口、省煤器出口、汽水分离器出口以及末级过热器出口的管路上；所述的氢电导检测装置包括若干检测头，若干检测头分别设于除氧器入口、除氧器出口和省煤器入口的管路上；所述的氧化还原电位检测装置的检测头设于省煤器出口的管路上。
6.根据权利要求1所述的全自动锅炉给水加氧装置，其特征在于，所述的PLC带有报警装置。
7.一种全自动锅炉给水加氧方法，其特征在于，包括：
(1)预先设定省煤器入口给水的溶氧量目标值；
设定省煤器出口给水的氧化还原电位的上限值ORP1；
设定省煤器出口给水的氧化还原电位的下限值ORP2；
然后检测省煤器出口给水的氧化还原电位ORP，并对预先设定省煤器入口给水的溶氧量目标值进行如下调整：
(i)当ORP2＜ORP＜ORP1时，按照预先设定省煤器入口给水的溶氧量目标值进入步骤(2)；
(ii)当ORP≥ORP1时，减小省煤器入口给水的溶氧量目标值，直至ORP2＜ORP＜ORP1，回到步骤(i)；
(iii)当ORP≤ORP2时，增大省煤器入口给水的溶氧量目标值，直至ORP2＜ORP＜ORP1，回到步骤(i)；
(2)检测给水流量，根据给水流量以及步骤(1)最终得到的预定省煤器入口给水的溶氧量目标值计算得到给水的加氧流量；
所述的给水的加氧流量与给水流量之间的关系为：
FLOWO2＝0.151×k×Flowfeed water+0.625L/h
其中，FLOWO2为给水的加氧流量，L/h；Flowfeed water为给水流量，m3/h；k为相关系数，由预先设定省煤器入口给水的溶氧量目标值确定；
(3)按照计算得到的加氧流量对给水进行加氧操作。
8.根据权利要求7所述的全自动锅炉给水加氧方法，其特征在于，还包括：
实时检测实际省煤器入口给水的溶氧量，当省煤器入口给水的溶氧量实测值与步骤(1)最终得到的预定省煤器入口给水的溶氧量目标值有偏差时，利用PID偏差调节，对加氧操作进行微调，直至省煤器入口给水的溶氧量的实测值与预定省煤器入口给水的溶氧量目标值一致。
9.根据权利要求7所述的全自动锅炉给水加氧方法，其特征在于，还包括：
在步骤(1)中同时设定除氧器入口给水的氢电导上限、除氧器出口给水的氢电导上限和省煤器入口给水的氢电导上限为H上限；
然后实时检测除氧器入口给水的氢电导Ha、除氧器出口给水的氢电导Hb和省煤器入口给水的氢电导Hc，并根据检测值做如下处理：
(i)Ha、Hb和Hc中任意两个值均大于H上限时，进行报警，同时停止加氧操作，直至Ha、Hb和Hc中至少两个均小于H上限，恢复步骤(2)中给水的加氧流量。
10.根据权利要求7所述的全自动锅炉给水加氧方法，其特征在于，还包括：
在步骤(1)中同时设定省煤器出口给水的溶氧量上限值、汽水分离器出口给水的溶氧量上限值和末级过热器出口蒸汽的溶氧量上限值；
然后实时检测省煤器出口给水的溶氧量、汽水分离器出口给水的溶氧量和末级过热器出口蒸汽的溶氧量，如果省煤器出口给水的溶氧量、汽水分离器出口给水的溶氧量和末级过热器出口蒸汽的溶氧量三个检测值中有一个达到其相应的上限值时，进行报警，同时调小给水的加氧流量，直至省煤器出口给水的溶氧量、汽水分离器出口给水的溶氧量和末级过热器出口蒸汽的溶氧量的检测值均小于其相应的上限值，恢复步骤(2)中的给水的加氧流量。
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