CN104801096B - 一种智能型前置过滤器在线监测与诊断装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种智能型前置过滤器在线监测与诊断装置及方法，该装置包括依次连接于前置过滤器的智能取样分配系统和智能诊断单元，同时智能诊断单元通过通信接口依次连接前置过滤器运行程控PLC上位机和前置过滤运行程控PLC；智能取样分配系统包括取样冷却装置、样品分配装置和在线激光颗粒计数仪；智能诊断单元包括交换机、诊断评估模块和通信接口模块；智能取样分配系统监测多路水样中悬浮颗粒物的数量、体积和粒径分布指标，并将数据传输到智能诊断单元，同时智能诊断单元从程控系统获取前置过滤器的运行数据；本发明采用单项和综合分析评估指标，全面诊断评估前置过滤器的运行状况和机组运行工况，对前置过滤器的运行提供实时化、智能化指导，提高运行水平。

Description

一种智能型前置过滤器在线监测与诊断装置及方法

技术领域

本发明涉及发电厂凝结水、锅炉补给水和疏水等除铁或除悬浮物，以及石化、冶金行业凝结水、疏水、乳化液和脱脂液等除铁或除悬浮物用绕线式过滤器、粉末树脂覆盖过滤器、折叠式过滤器、大流量过滤器和熔喷式过滤器这些类型的前置过滤器，具体涉及一种智能型前置过滤器在线监测与诊断装置及方法。

背景技术

随着发电厂机组参数和容量的提高，对凝结水精处理系统提出了更高的要求，要求必须去除凝结水中大量的铁腐蚀产物等，精处理系统出水水质达到GB/T12145-2008标准值后才能回用于锅炉给水。热电联产中高温的热网疏水，石化、冶金等行业凝结水，乳化液，脱脂液等液体中也含有大量的铁，直接回用也会造成给水水质恶化，影响后续系统的安全和经济运行。因此，这些液体也必须经过除铁处理后才能回用，水汽循环系统中铁腐蚀产物以悬浮态、胶体态为主，可以采用前置过滤工艺去除水中的铁腐蚀产物。

前置过滤器主要以出水含铁量和进出口压差作为运行控制指标，但是由于含铁量测定方法(分光光度法、原子吸收法等)相对复杂且稳定性不高，所以工作人员一般情况下每周只测定一次进、出水含铁量，无法实时指示前置过滤器的运行状态，实际运行多数情况下将进出口压差作为前置过滤器唯一的运行控制指标，这就导致前置过滤器运行中出现的诸多问题不能及时被发现，尤其当过滤元件损坏时，反而由于压差上升缓慢而前置过滤器运行周期延长，最终导致前置过滤器大量泄漏铁腐蚀产物等颗粒污染物。除此之外，前置过滤器系统还存在着粉末树脂泄漏、过滤元件反洗不彻底引起运行周期不同程度缩短、过滤元件受污染严重无法正常运行等问题，导致前置过滤器常常无法科学运行，进而影响到系统的经济性和安全性，直接影响了热力系统的安全稳定运行。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种智能型前置过滤器在线监测与诊断装置及方法，通过智能取样分配系统采集的悬浮颗粒物的数量、体积和粒径分布等数据，结合实时记录的前置过滤器流量、水温、运行压差、运行时间等数据，通过建立的数学模型智能分析出前置过滤器对悬浮物的去除效率、截污总量和运行周期等指标；结合实时记录的反洗水量、空气压力、初始运行压差、解列压差等数据，智能分析前置过滤器的反洗时间、反洗工艺的合理性；结合实时记录的机组负荷、pH、溶氧、电导率等数据，智能分析得出机组水汽系统的运行工况，并根据建立的智能诊断方法，单项和综合分析评估指标，全面评估前置过滤器的运行状况和机组运行工况，对前置过滤器的运行提供实时化、智能化指导，提高其运行水平。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能型前置过滤器在线监测与诊断装置，包括依次连接的前置过滤器5、智能取样分配系统1、智能诊断单元2、前置过滤器运行程控PLC上位机3以及前置过滤运行程控PLC4，所述智能取样分配系统1监测多路水样中悬浮颗粒物的数量、体积和粒径分布指标，并通过MODBUS通讯协议将数据传输到智能诊断单元2进行存储及分析；所述智能取样分配系统1包括与前置过滤器5进水口和出水口连接的取样冷却装置1-1、与取样冷却装置1-1连接的样品分配装置1-2以及与样品分配装置1-2连接的在线激光颗粒计数仪1-3；所述智能诊断单元2包括交换机2-1以及与交换机2-1连接的诊断评估模块2-2和通信接口模块2-3，所述智能诊断单元2通过交换机2-1连接智能取样分配系统1的在线激光颗粒计数仪1-3，所述智能诊断单元2通过通信接口模块2-3连接前置过滤器运行程控PLC上位机3，诊断评估模块2-2与前置过滤器运行程控PLC上位机3通信。

所述智能取样分配系统1通过样品分配装置1-2内置的小型PLC等自控装置发送信号控制连接多台前置过滤器进水口和出水口水样的电磁阀，同时智能诊断单元与样品分配装置1-2内置的小型PLC自控装置通信，通过在智能诊断单元设置需要的切换逻辑，智能化切换监测多个水样。这就是实现了利用一台在线激光颗粒计数仪1-3实时监测多路水样中悬浮颗粒物的数量、体积和粒径分布数据，同时在传统的定时循环多通道监测的基础上，增加了多种逻辑的巡逻监测，并且可以根据需要修改内置的小型自控装置的下位程序或者智能诊断单元的上位程序添加更多智能化监测模式。

所述前置过滤器5为发电厂凝结水、锅炉补给水和疏水除铁或除悬浮物，以及石化、冶金行业凝结水、疏水、乳化液和脱脂液除铁或除悬浮物用绕线式过滤器、粉末树脂覆盖过滤器、折叠式过滤器、大流量过滤器或熔喷式过滤器。

上述所述智能型前置过滤器在线监测与诊断装置进行在线监测与诊断的方法，所述智能取样分配系统1的取样冷却装置1-1分别从前置过滤器5的进水口和出水口取样，并冷却至在线激光颗粒计数仪1-3所需的恒定温度，在线激光颗粒计数仪1-3分别测定前置过滤器5进出水中样品悬浮颗粒物数量、体积浓度和粒径分布数据；所述智能诊断单元2的交换机2-1接收在线激光颗粒计数仪1-3传输的前置过滤器5进水口和出水口中样品悬浮颗粒物数量、体积浓度和粒径分布数据，并传输至诊断评估模块2-2，前置过滤运行程控PLC4获取实时的前置过滤器流量、水温、压差、运行时间数据，并传输至前置过滤器运行程控PLC上位机3，诊断评估模块2-2通过通信接口模块2-3的OPC接口与前置过滤器运行程控PLC上位机3进行通信，结合从智能取样分配系统1获取的样品悬浮颗粒物数量、体积浓度和粒径分布数据，诊断评估模块2-2计算出前置过滤器5的除铁效率、截污总量、运行周期和周期制水量数据，分析前置过滤器5各个运行周期除铁效率、运行时间、周期制水量和截污总量，动态指导前置过滤器的运行，包括评估前置过滤器运行水平，预测前置过滤器的运行周期、过滤元件的使用寿命，预警前置过滤器过滤元件损坏、粉末树脂泄漏、过滤器制造安装缺陷及超负荷运行异常情况，指示前置过滤器的解列时间点、过滤元件更换时间点，表征锅炉、管道系统的腐蚀变化情况，指导前置过滤器运行工况和机组工况的调整。

所述前置过滤器5进出水中样品悬浮颗粒物数量由在线激光颗粒计数仪1-3直接测定，分为各粒径范围颗粒数和总颗粒数，用N表示，单位为个/mL或100个/mL；粒径分布范围由同类型水样数据库的数据提供；

前置过滤器过滤元件过滤精度

${\stackrel{\‾}{\mathrm{\β}}}_x=\frac{{\stackrel{\‾}{N}}_{i,x}}{{\stackrel{\‾}{N}}_{o,x}}---\left(1\right)$

$X=\frac{(X_1-X_2)\×\lg (5/{\stackrel{\‾}{\mathrm{\β}}}_{x_1})}{\lg ({\stackrel{\‾}{\mathrm{\β}}}_{x_1}/{\stackrel{\‾}{\mathrm{\β}}}_{x_2})}+X_1---\left(2\right)$

式中：——整个测定过程中，过滤前颗粒尺寸大于X的平均颗粒数，个/mL；

——整个测定过程中,过滤后颗粒尺寸大于X的平均颗粒数，个/mL；

——颗粒尺寸为X的平均过滤比；

X——平均过滤比为5所对应的颗粒尺寸，μm；

——测定结果中在小于5的范围内最接近5的平均过滤比；

——测定结果中在大于5的范围内最接近5的平均过滤比；

X₁——所对应的颗粒尺寸值，μm；

X₂——所对应的颗粒尺寸值，μm；

前置过滤器对悬浮颗粒物的总去除效率

$\mathrm{\η}=\frac{N_1-N_2}{N_1}\×100\%---\left(3\right)$

式中：η——悬浮颗粒物的去除率，％；

N₁——前置过滤器进水中悬浮颗粒物总数，个/mL；

N₂——前置过滤器出水中悬浮颗粒物总数，个/mL

所述前置过滤器5进出水中样品悬浮颗粒物的体积浓度根据在线激光颗粒计数仪测定的悬浮颗粒物各粒径范围的颗粒数计算，计算公式如(4)所示，需满足以下假设条件：悬浮颗粒物为球形；

式中：V_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物体积浓度，10^-3μL/L(ppb)；

——指定粒径范围内悬浮颗粒物的平均粒径，μm；

N_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物颗粒数，个/mL；

V_样——水样体积，mL；

所述前置过滤器5的截污总量的计算公式如下：

$C=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_n{V}_n---\left(5\right)$

$S=\underset{T}{\∫}{q}_t(C_1-C_2)\×{10}^{-6}\mathrm{dt}---\left(6\right)$

式中：C——悬浮物质量浓度，μg/L；

ρ_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物密度，g/cm³；

V_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物体积浓度，10^-3μL/L(ppb)；

S——单台前置过滤器的截污总量，kg；

q_t——t时刻前置过滤器出水流量，m³/h；

C₁——t时刻前置过滤器进水中悬浮物质量浓度，μg/L；

C₂——t时刻前置过滤器出水中悬浮物质量浓度，μg/L；

T——过滤器运行周期，h；

dt——单位运行时间，h；

前置过滤器5进出水中悬浮铁质量浓度的计算公式如下：

式中：C_Fe——悬浮铁质量浓度，μg/L；

——悬浮铁占悬浮颗粒物的质量百分数，％；

ρ_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物密度，g/cm³；

V_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物体积浓度，10^-3μL/L(ppb)；智能型在线监测与诊断装置测定前置过滤器某正常运行阶段进、出水中的悬浮颗粒物的体积浓度，根据公式(7)能够计算出同阶段悬浮铁质量浓度；其中：根据特定前置过滤器进出水中悬浮颗粒物的元素分析结果取值，ρ_n的取值范围是3.0～5.5g/cm³，根据特定前置过滤器进出水中悬浮颗粒物的X射线衍射结果取值；经过多次监测和测定后，同类型水体中悬浮颗粒物的值和ρ_n值能够确定，存储在智能诊断单元2的诊断评估模块2-2的软件数据库中；

所述前置过滤器(5)的除铁效率的计算公式如下：

$\mathrm{\β}=\frac{C_{{\mathrm{Fe}}_1}-C_{{\mathrm{Fe}}_2}}{C_{{\mathrm{Fe}}_1}}\×100\%---\left(8\right)$

式中：β——悬浮态铁的去除率，％；

——前置过滤器进水中悬浮态铁的含量，μg/L；

——前置过滤器出水中悬浮态铁的含量，μg/L；

所述前置过滤器5的运行周期为前置过滤器投运到解列的时间T，前置过滤器运行数据的采集、运算以及诊断评估均以前置过滤器运行周期为基准，单位为小时(h)；

所述前置过滤器5的周期制水量的计算公式如下：

$Q_T=\underset{T}{\∫}{q}_t\mathrm{dt}---\left(9\right)$

式中：Q_T——周期制水量，m³；

q_t——t时刻前置过滤器出水流量，m³/h；

T——过滤器运行周期，h；

所述前置过滤器5过滤元件的使用寿命采用前置过滤器过滤元件寿命评价系数评价，计算公式如下：

K＝P/Q(10)

式中：K——前置过滤器过滤元件寿命评价系数；

P——过滤元件投运初期，不同流量下的运行压差，kPa；

Q——过滤元件投运初期，t时刻的流量，m³/h。

智能型前置过滤器运行评估方法如下：

1)数据采集、处理与存储

(1)单项指标

将初次投运的清洁过滤元件、初次铺膜的前置过滤器的运行压差标注为初始运行压差(根据不同流量标注)；将同一阶段前置过滤器对悬浮物的去除率、过滤元件精度、截污总量、悬浮铁的去除率和过滤元件寿命评价系数标注为初始数据，分组记忆，并分各个周期标注，最终能够在分组分周期调出数据后，绘制成指示曲线。

(2)综合指标

将每个周期“运行压差(不同流量)—截污总量”、“周期制水量—截污总量”、“进水悬浮物含量—悬浮物去除率”分组记忆，并分各个周期标注，最终能够在分组分周期调出数据后，绘制成指示曲线。

2)单项指标评价

(1)前置过滤器运行压差达到以下指标时，前置过滤器进行解列：

●对管式过滤器，运行压差ΔP≥0.08MPa

●对粉末树脂覆盖过滤器，运行压差ΔP≥0.175MPa

(2)机组正常运行阶段，前置过滤器对悬浮物的总去除率应达到下表1的要求。

表1前置过滤器除悬浮物效果的评估标准

序号	悬浮物的去除率(％)*	效果评价
			1	≥95	优
2	90～95	良
			3	80～90	合格
4	≤80	不合格

若效果评价结果显示悬浮铁的去除率不合格，应采取以下措施：

●对管式过滤器，应检查过滤元件是否有损坏或松动，对损坏的过滤元件应更换

●对粉末覆盖过滤器，应首先检查过滤元件是否有损坏，并对损坏的过滤元件予以更换。另外还应检查粉末树脂铺膜的优劣性，若铺膜效果差，应分析原因并予以解决。

(3)前置过滤器运行若干周期后，当前置过滤器出水流量、运行条件相同的前提下，过滤元件精度达到过滤元件初始精度的50％时，过滤元件可能发生损坏或者松动，应对过滤元件进行更换；过滤元件精度达到过滤元件初始精度的2倍时，应对过滤元件进行化学清洗或更换。

(4)单台前置过滤器截污总量的评估可通过计算截污总量评价系数来进行。截污总量评价系数的计算公式：

$R_s=\frac{S_r}{S_s}$

式中：R_s——截污总量评价系数；

S_r——目前运行条件下的截污总量，kg；

S_s——初始截污总量，kg。

若管式过滤器的截污总量评价系数小于0.5，说明过滤元件发生了严重的污染，周期制水量将明显减少，自用水耗将明显上升，应对过滤元件进行化学清洗或更换。

若粉末覆盖过滤器的截污总量评价系数小于0.5，除过滤元件污染的原因外，还有可能是铺膜效果较差等因素造成的，应改进铺膜工艺。

(5)机组正常运行阶段，前置过滤器对悬浮铁的去除率应达到下表的要求。

表2前置过滤器除铁效果的评估标准

序号	悬浮态铁的去除率(％)*	效果评价
			1	≥90	优
2	80～90	良
			3	70～80	合格
4	≤70	不合格

前置过滤器对悬浮铁的去除率与进水含铁量有关。一般情况下，进水含铁量越低，去除率也越低，当进水悬浮态铁很低时，可不作评价。

若效果评价结果显示悬浮铁的去除率不合格，应采取以下措施：

●对管式过滤器，应检查过滤元件是否有损坏或松动，对损坏的过滤元件应更换

●对粉末覆盖过滤器，应首先检查过滤元件是否有损坏，并对损坏的过滤元件予以更换。另外还应检查粉末树脂铺膜的优劣性，若铺膜效果差，应分析原因并予以解决。

(6)前置过滤器运行若干周期后，当前置过滤器出水流量、运行条件相同的前提下，过滤器过滤元件寿命评价系数达到初始状态过滤元件寿命评价系数的4倍时，应对过滤元件进行化学清洗或更换。

3)综合指标评价

表3综合指标的评估标准

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

1)本发明利用新型在线激光颗粒计数仪实时测量前置过滤器进、出口的悬浮颗粒物含量，相对利用运行压差作为前置过滤器运行控制指标，是一项突破性的进展，再通过各个电厂悬浮颗粒物体积浓度与悬浮铁质量浓度之间的数学模型，可推算出前置过滤器进出口悬浮铁的质量浓度，可以更直观、快捷地了解前置过滤器的运行情况。

相比其它分光光度法、原子吸收法测量悬浮铁含量，利用在线激光颗粒计数仪测量悬浮铁含量，具有快捷实用的优点。运行人员根据本装置测得的实时悬浮颗粒物浓度变化情况，可以及时了解锅炉和管道系统的腐蚀情况。

2)利用智能型在线监测与诊断装置采集前置过滤器运行工况的全部数据，进行综合分析，可以非常全面的评估前置过滤器的运行状况，从而指导前置过滤器的运行，可以避免因操作人员经验的差别而引起前置过滤器的运行问题。

附图说明

图1为本发明装置整体结构示意图。

图2为智能取样分配系统结构示意图。

图3为智能诊断单元结构示意图。

实施案例

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，本发明一种智能型前置过滤器在线监测与诊断装置，包括依次连接的前置过滤器5、智能取样分配系统1、智能诊断单元2、前置过滤器运行程控PLC上位机3以及前置过滤运行程控PLC4，所述智能取样分配系统1监测多路水样中悬浮颗粒物的数量、体积和粒径分布指标，并通过MODBUS通讯协议将数据传输到智能诊断单元2进行存储及分析。

如图2所示，所述智能取样分配系统1包括与前置过滤器5进水口和出水口连接的取样冷却装置1-1、与取样冷却装置1-1连接的样品分配装置1-2以及与样品分配装置1-2连接的在线激光颗粒计数仪1-3。

如图3所示，所述智能诊断单元2包括交换机2-1以及与交换机2-1连接的诊断评估模块2-2和通信接口模块2-3，所述智能诊断单元2通过交换机2-1连接智能取样分配系统1的在线激光颗粒计数仪1-3，所述智能诊断单元2通过通信接口模块2-3连接前置过滤器运行程控PLC上位机3，诊断评估模块2-2与前置过滤器运行程控PLC上位机3通信。

实施例1

以本发明在我国北方某超临界空冷机组电厂的粉末树脂覆盖过滤器的运行中进行的评估，说明其技术方案。

该电厂2台600MW超临界机组为直接空冷机组，凝结水精处理系统前置过滤器采用粉末树脂覆盖过滤器。表4为在线激光颗粒计数仪测定的凝结水进、出水中颗粒物粒径分布、悬浮颗粒去除率，以及根据进出水颗粒物体积浓度，计算所得的平均悬浮体含量。

表4粉末过滤器悬浮物去除效率数据表

从表4中数据可知，该电厂粉末树脂覆盖过滤器的悬浮铁颗粒去除率较低，且过滤器出水中仍然存在粒径较大的(5～15μm)的悬浮铁颗粒，过滤器出水的全铁含量明显偏高，达到了20μg/L。智能评估单元根据以上数据，结合发明内容中的评估标准，智能诊断单元可得出结论：电厂粉末覆盖过滤器的铺膜效果还不是很理想，过滤器实际运行的过滤精度较低。

由于过滤元件在铺膜效果较差的情况容易受到污染，为了判断该电厂的粉末过滤器过滤元件的污染程度，及是否需要清洗或更换，本装置还对上都电厂粉末过滤器的运行压差及截污总量进行评估。

该电厂粉末树脂覆盖过滤器的过滤元件已使用一年，铺膜后的初始运行压差(出力300～400m³/h)约为30～40kPa。根据智能诊断单元存储的运行记录可知，过滤元件一年前处于清洁状态时，同样铺膜工艺下的初始运行压差(出力300～400m³/h)约为25～35kPa，与评估期间的压差相比无较大差异。在最近的运行周期中，粉末覆盖过滤器投运后，直至运行压差超过100kPa时，过滤器解列反洗，对应的周期制水量约为20万m³，截污总量约2kg，与运行初期过滤器截污总量相差也不大。根据以上情况，智能型前置过滤器在线监测与诊断装置得出判断：该电厂的粉末覆盖过滤元件受到的污染程度不大，仍可继续使用。

实施例2

选取了我国北方某靠海边的湿冷电厂，该电厂采用的前置过滤器为管式过滤器，选用过滤精度为5μm的折叠式过滤元件。根据智能型前置过滤器在线监测与诊断装置的采样与计算，前置过滤器进出水中当前一个阶段内悬浮物粒径分布和管式过滤器对悬浮物的去除率见下表：

表5管式过滤器悬浮物去除效率数据表

该电厂的管式过滤器过滤元件的过滤精度为5μm，无法有效拦截5μm以下的悬浮颗粒物，悬浮颗粒物的去除率仅为50％。但该电厂的给水采用加氧处理方式，凝结水中的含铁量较小，管式过滤器对悬浮颗粒物的去除率较低时，其出水全铁含量仍保持在较低水平。虽然机组给水采用加氧处理时，机组腐蚀较轻，水汽中含铁量相对较小，利用前置过滤器评估方法，通过智能型前置过滤器在线监测与诊断装置分析，得出结论：该厂前置过滤器对悬浮颗粒物的去除率虽然较低，但可以继续正常运行。

智能型前置过滤器在线监测与诊断装置对该厂管式过滤器的起始运行压差和截污总量进行了统计，结果如下表：

表6管式过滤器的运行压差和截污总量

根据试验测得，5μm的折叠式过滤元件在清洁状态下，额定流量的初始运行压差基本相同，为4～7kPa，该厂的管式过滤器的初始运行压差，均保持在清洁过滤元件起始运行压差的1～2倍。该厂因为给水采用加氧处理方式，凝结水中的铁含量较少，小于3μg/L，过滤器过滤元件的使用寿命相应较长，截止目前已使用3.5年，但其初始运行压差仍然保持在较低水平，根据以上因素，智能型前置过滤器在线监测与诊断装置判断：当前该厂所用过滤元件污染程度较轻，仍可继续使用，暂时不需要清洗或更换。

Claims (5)

1.一种智能型前置过滤器在线监测与诊断装置，其特征在于：包括依次连接于前置过滤器(5)的智能取样分配系统(1)和智能诊断单元(2)，同时智能诊断单元(2)通过通信接口依次连接前置过滤器运行程控PLC上位机(3)和前置过滤运行程控PLC(4)，所述智能取样分配系统(1)监测多路水样中悬浮颗粒物的数量、体积和粒径分布指标，并将数据传输到智能诊断单元(2)进行存储及分析；所述智能取样分配系统(1)包括与前置过滤器(5)进水口和出水口连接的取样冷却装置(1-1)、与取样冷却装置(1-1)连接的样品分配装置(1-2)以及与样品分配装置(1-2)连接的在线激光颗粒计数仪(1-3)；所述智能诊断单元(2)包括交换机(2-1)以及与交换机(2-1)连接的诊断评估模块(2-2)和通信接口模块(2-3)，所述智能诊断单元(2)通过交换机(2-1)连接智能取样分配系统(1)的在线激光颗粒计数仪(1-3)，所述智能诊断单元(2)通过通信接口模块(2-3)连接前置过滤器运行程控PLC上位机(3)，诊断评估模块(2-2)与前置过滤器运行程控PLC上位机(3)通信。

2.根据权利要求1所述的智能型前置过滤器在线监测与诊断装置，其特征在于：所述智能取样分配系统(1)能够智能化自动切换多台前置过滤器进水口和出水口水样，利用一台在线激光颗粒计数仪(1-3)监测多路水样中悬浮颗粒物的数量、体积和粒径分布数据。

3.根据权利要求1所述的智能型前置过滤器在线监测与诊断装置，其特征在于：所述前置过滤器(5)为发电厂凝结水、锅炉补给水和疏水除铁或除悬浮物，以及石化、冶金行业凝结水、疏水、乳化液和脱脂液除铁或除悬浮物用绕线式过滤器、粉末树脂覆盖过滤器、折叠式过滤器、大流量过滤器或熔喷式过滤器。

4.权利要求1所述智能型前置过滤器在线监测与诊断装置进行在线监测与诊断的方法，其特征在于：所述智能取样分配系统(1)的取样冷却装置(1-1)分别从前置过滤器(5)的进水口和出水口取样，并冷却至在线激光颗粒计数仪(1-3)所需的恒定温度，在线激光颗粒计数仪(1-3)分别测定前置过滤器(5)进出水中样品悬浮颗粒物数量、体积浓度和粒径分布数据；所述智能诊断单元(2)的交换机(2-1)接收在线激光颗粒计数仪(1-3)传输的前置过滤器(5)进水口和出水口中样品悬浮颗粒物数量、体积浓度和粒径分布数据，并传输至诊断评估模块(2-2)，前置过滤运行程控PLC(4)获取实时的前置过滤器流量、水温、压差、运行时间数据，并传输至前置过滤器运行程控PLC上位机(3)，诊断评估模块(2-2)通过通信接口模块(2-3)的OPC接口与前置过滤器运行程控PLC上位机(3)进行通信，结合从智能取样分配系统(1)获取的样品悬浮颗粒物数量、体积浓度和粒径分布数据，诊断评估模块(2-2)计算出前置过滤器(5)的除铁效率、截污总量、运行周期和周期制水量数据，分析前置过滤器(5)各个运行周期除铁效率、运行时间、周期制水量和截污总量，动态指导前置过滤器的运行，包括评估前置过滤器运行水平，预测前置过滤器的运行周期、过滤元件的使用寿命，预警前置过滤器过滤元件损坏、粉末树脂泄漏、过滤器制造安装缺陷及超负荷运行异常情况，指示前置过滤器的解列时间点、过滤元件更换时间点，表征锅炉、管道系统的腐蚀变化情况，指导前置过滤器运行工况和机组工况的调整。

5.根据权利要求4所述的在线监测与诊断的方法，其特征在于：

所述前置过滤器(5)进出水中样品悬浮颗粒物数量由在线激光颗粒计数仪(1-3)直接测定，分为各粒径范围颗粒数和总颗粒数，分别用N_n和N表示，单位为个/mL或100个/mL；粒径分布范围由同类型水样数据库的数据提供；

所述前置过滤器(5)进出水中样品悬浮颗粒物的体积浓度根据在线激光颗粒计数仪测定的悬浮颗粒物各粒径范围的颗粒数计算，计算公式如(4)所示，需满足以下假设条件：悬浮颗粒物为球形；

式中：V_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物体积浓度，10^-3μL/L(ppb)；

——指定粒径范围内悬浮颗粒物的平均粒径，μm；

N_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物颗粒数，个/mL；

V_样——水样体积，mL；

所述前置过滤器(5)的截污总量的计算公式如下：

$C=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_n{V}_n---\left(5\right)$

$S=\underset{T}{\∫}{q}_t(C_1-C_2)\×{10}^{-6}dt---\left(6\right)$

式中：C——悬浮物质量浓度，μg/L；

ρ_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物密度，g/cm³；

V_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物体积浓度，10^-3μL/L(ppb)；

S——单台前置过滤器的截污总量，kg；

q_t——t时刻前置过滤器出水流量，m³/h；

C₁——t时刻前置过滤器进水中悬浮物质量浓度，μg/L；

C₂——t时刻前置过滤器出水中悬浮物质量浓度，μg/L；

T——过滤器运行周期，h；

dt——单位运行时间，h；

前置过滤器(5)进出水中悬浮铁质量浓度的计算公式如下：

式中：C_Fe——悬浮铁质量浓度，μg/L；

——悬浮铁占悬浮颗粒物的质量百分数，％；

ρ_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物密度，g/cm³；

V_n——指定粒径范围内悬浮颗粒物体积浓度，10^-3μL/L；

智能型在线监测与诊断装置测定前置过滤器某正常运行阶段进、出水中的悬浮颗粒物的体积浓度，根据公式(7)能够计算出同阶段悬浮铁质量浓度；其中：根据特定前置过滤器进出水中悬浮颗粒物的元素分析结果取值，ρ_n的取值范围是3.0～5.5g/cm³，根据特定前置过滤器进出水中悬浮颗粒物的X射线衍射结果取值；经过多次监测和测定后，同类型水体中悬浮颗粒物的值和ρ_n值能够确定，存储在智能诊断单元(2)的诊断评估模块(2-2)的软件数据库中；

所述前置过滤器(5)的除铁效率的计算公式如下：

$\mathrm{\β}=\frac{C_{{\mathrm{Fe}}_1}-C_{{\mathrm{Fe}}_2}}{C_{{\mathrm{Fe}}_1}}\×100\%---\left(8\right)$

式中：β——悬浮态铁的去除率，％；

——前置过滤器进水中悬浮态铁的含量，μg/L；

——前置过滤器出水中悬浮态铁的含量，μg/L；

所述前置过滤器(5)的运行周期为前置过滤器投运到解列的时间T，前置过滤器运行数据的采集、运算以及诊断评估均以前置过滤器运行周期为基准，单位为小时；

所述前置过滤器(5)的周期制水量的计算公式如下：

$Q_T=\underset{T}{\∫}{q}_{t}dt---\left(9\right)$

式中：Q_T——周期制水量，m³；

q_t——t时刻前置过滤器出水流量，m³/h；

T——过滤器运行周期，h；

所述前置过滤器(5)过滤元件的使用寿命采用前置过滤器过滤元件寿命评价系数评价，计算公式如下：

K＝P/Q(10)

式中：K——前置过滤器过滤元件寿命评价系数；

P——过滤元件投运初期，不同流量下的运行压差，kPa；

Q——过滤元件投运初期，t时刻的流量，m³/h。