CN106000142A - 一种氨水自动配制储存装置及其使用方法 - Google Patents

一种氨水自动配制储存装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氨水自动配制储存装置及其使用方法，包括自动配制控制柜、氨水配制器、氨水储存箱、除盐水进水管和氨气进气管，所述自动配制控制柜分为上层柜体和下层柜体，除盐水进水管和氨气进气管分别接入下层柜体、并穿出下层柜体的壁体后与氨水配制器连接，氨水配制器的出口通过输送管道与氨水储存箱连接，在氨水储存箱上设有一液位检测装置，在输送管道内安装有电导率电极；电导率电极与液位检测装置均与自动配制控制柜信号连接。本发明以氨气与水作为配制氨水的原材料，通过设置的自动配制控制柜、氨水配制器、氨水储存箱以及液位检测装置、电导率电极来达到自动配制氨水的目的，具有安全性好、结构简单、使用方便、自动化程度高的特点。

Description

一种氨水自动配制储存装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种配备氨水的设备，具体涉及一种氨水自动配制储存装置及其使用方法，属于火电厂的机组锅炉给水加氨技术领域。
背景技术
火电厂的锅炉给水系统通常采用加氨的方法来防止系统的腐蚀，目前多数火电厂是将浓氨水稀释到一定浓度后，再加入到锅炉机组的给水系统中。因此，氨水的配制及储存显得尤为重要。
现有技术中，氨水的配制方法很多，例如：用气氨与水混合，工业规模化采用气氨与水混合法配制氨水的话，其对设备的安全性要求较高、投资成本大；而采用浓液氨与水混合法配制氨水的话，由于浓氨水的成本比氨气的成本贵，原料费用高，此外，由于浓氨水的极不稳定性、在配制过程损耗的氨量也较大。同时，不管采用以上何种方法配制氨水，在配制过程都需要相关工作人员在现场进行操作，这样难以避免工作人员接触到氨水以及氨水散发出的氨气，这样不仅配制效率低、且长期以往对员工的身体健康造成一定的影响。
发明内容
针对上述的不足，本发明所要解决的技术问题是提供氨水配制快捷、储存安全、智能化程度高的氨水自动配制储存装置。
为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种氨水自动配制储存装置，包括自动配制控制柜、氨水配制器、氨水储存箱、除盐水进水管和氨气进气管，所述自动配制控制柜分为上层柜体和下层柜体，除盐水进水管和氨气进气管分别接入下层柜体、并穿出下层柜体的壁体后与氨水配制器连接，氨水配制器的出口通过输送管道与氨水储存箱连接，在氨水储存箱上设有一液位检测装置，在输送管道内安装有电导率电极；所述电导率电极与液位检测装置均与自动配制控制柜信号连接。
上述方案中，在上层柜体内设有PLC控制器、用于测量配制好的氨水电导率的电导率仪以及用于设定氨水配制参数的触摸显示屏，所述电导率仪的输出端和触摸显示屏均与PLC控制器的输入端连接，电导率仪的输入端与电导率电极连接，PLC控制器的输出端分别与设于下层柜体内的阀门机构以及安装于输送管道上的电磁阀信号连接。
上述方案中，所述阀门机构可以包括依次安装于氨气进气管上的第一电动调节阀、第一手动阀和依次安装于除盐水进水管上的第二电动调节阀、第二手动阀，第一电动调节阀和第二电动调节阀均与PLC控制器的输出端连接。
上述方案中，进一步优选地，所述阀门机构还包括第一旁路手动阀和第二旁路手动阀，第一旁路手动阀安装在氨气进气管的旁路上、并与第一电动调节阀与第一手动阀所在的氨气进气管相并接，第二旁路手动阀安装在除盐水进管的旁路上、并与第二电动调节阀与第二手动阀所在的除盐水进管相并接。
上述方案中，所述自动配制控制柜上还连接有一安全报警装置，所述安全报警装置包括氨气检测仪和声光报警器，所述氨气检测仪安装于车间内、并与PLC控制器的输入端连接，所述声光报警器与PLC控制器的输出端连接。即氨气检测仪检测用于检测车间空气中所含的氨气浓度、并实时发送给PLC控制器，当检测到的氨气浓度高于安全值时，PLC控制器马上触发声光报警器报警，以通知值班人员前来检测该套设备是否存在氨气泄漏的不安全隐患。
当氨水不断进入氨气储存箱内时，氨水储存箱内的空气不断被挤压至顶部，由于液体与气体的压强不同，为了保证氨水储存的安全性，也为了能将氨水储存箱内的空气排出，在氨水储存箱的顶部设有一空气排管，所述空气排管上安装有一氨气吸收器。
上述方案中，为了提高氨水的配制效率，所述氨水配制器内设有一多孔蜂窝进氨管，所述多孔蜂窝进氨管与穿出下层柜体的氨气进气管连接。
上述方案中，所述液位检测装置可以为远传磁翻板液位计或超声波液位计中的任意一种。
本发明还公开了上述氨水自动配制储存装置的使用方法，具体包括以下步骤：
1)首先是自动配制控制柜根据液位检测装置的液位信号控制是否进行氨水配制工作，即当氨水储存箱内的液位低于设置的液位下限时，除盐水进水管和氨气进气管打开，并通过电导率电极实时检测配制过程中的氨水浓度；
2)通过自动配制控制柜来调节氨气和除盐水的加入量、使配制的氨水浓度达到设定的浓度；
3)被输送至氨水配制器内的氨气和除盐水充分混合均匀后，通过输送管道流入氨水储存箱内存储；
4)当氨水储存箱内的液位高于设置的液位上限时，自动配制控制柜控制除盐水进水管和氨气进气管停止输送工作。
在步骤2)中，氨气和除盐水的加入量是通过设于上层柜体的PLC控制器对分别安装于氨气进气管上的第一电动调节阀和安装于除盐水进管上的第二电动调节阀的开度进行控制。
本装置在使用时，当自动配制控制柜发生故障无法自行进行氨水配制且又急需配制氨水时，只要电导率仪能正常工作，便可以使用旁路手动阀，通过观察电导率仪的读数，手动控制旁路手动阀的开度，可以实现手动配制指定浓度的氨水。
本发明的有益效果为：
1、本发明以使用氨气与水作为配制氨水的原材料，并通过设置的自动配制控制柜、氨水配制器、氨水储存箱以及液位检测装置、电导率电极来达到自动配制氨水的目的，整个氨水配制过程均为全自动化的、无需工作人员在现场操作，避免了人与氨的接触，加药间也不再有氨气的刺激气味，所有的配氨系统在封闭的管道中完成，具有安全性好、结构简单、使用方便、自动化程度高的特点；
2、由于使用的氨气来自脱硝氨站气化产生，其成本比浓氨水低，采用此装置可以节约用氨费用，同时无需再储存大量浓氨水，减少了一个危险源，有利于改善生产环境。
附图说明
图1为本氨水自动配制储存装置的整体结构示意图。
图2为自动配制控制柜的内部示意图。
图中标号为：1、自动配制控制柜；1-1、PLC控制器；1-2、触摸显示屏；1-3、电导率仪；1-4、第一电动调节阀；1-5、第一手动阀；1-6、第一旁路手动阀；1-7、第二电动调节阀；1-8、第二手动阀；1-9、第二旁路手动阀；2、氨水配制器；2-1、多孔蜂窝进氨管；3、电导率电极；4、氨水储存箱；5、液位检测装置；6、除盐水进水管；7、氨气进气管；8、空气排管；9、氨气吸收器；10、安全报警装置；11、电磁阀。
具体实施方式
如图1所示，一种氨水自动配制储存装置，包括自动配制控制柜1、氨水配制器2、氨水储存箱4、除盐水进水管6和氨气进气管7，所述自动配制控制柜1分为上层柜体和下层柜体，除盐水进水管6和氨气进管7分别接入下层柜体、并穿出下层柜体的壁体后与氨水配制器2连接，氨水配制器2的出口通过输送管道与氨水储存箱4连接，在氨水储存箱4上设有一液位检测装置5，在输送管道内安装有电导率电极3。所述电导率电极3和液位检测装置5均与自动配制控制柜1信号连接。本实施例中，所述液位检测装置5具体为远传磁翻板液位计或超声波液位计中的任意一种。
为了防止本发明在使用时，氨气的泄露对现场车间造成的安全隐患，所述自动配制控制柜1上还连接有一安全报警装置10，所述安全报警装置10包括氨气检测仪和声光报警器，所述氨气检测仪安装于车间内、并与PLC控制器1-1的输入端连接，所述声光报警器与PLC控制器1-1的输出端连接。为了使氨气进入氨水配制器2时与水的接触面更大、从而起到加快氨气与水的反应速度，可在氨水配制器2内设有一多孔蜂窝进氨管2-1，所述多孔蜂窝进氨管2-1与穿出下层柜体的氨气进气管7连接。本实施例中，为了平衡氨水储存箱4和外界的压力、从而进一步保证氨水储存箱4的安全性，所述氨水储存箱4的顶部设有一空气排管8，所述空气排管8上安装有一氨气吸收器9。
本实施例中，所述氨水储存箱4的壳体为不锈钢、塑料或玻璃材质构成，为防止氨水的挥发，可在箱体的外壳表面涂覆有一层遮光隔热的涂料。
如图2所示，在上层柜体内设有PLC控制器1-1、用于测量配制好的氨水电导率的电导率仪1-3以及用于设定氨水配制参数的触摸显示屏1-2，所述电导率仪1-3的输出端和触摸显示屏1-2均与PLC控制器1-1的输入端连接，电导率仪1-3的输入端与电导率电极3连接，PLC控制器1-1的输出端分别与设于下层柜体内的阀门机构以及安装于输送管道上的电磁阀11信号连接。
所述阀门机构包括依次安装于氨气进气管7上的第一电动调节阀1-4、第一手动阀1-4和依次安装于除盐水进水管6上的第二电动调节阀1-7、第二手动阀1-8，第一电动调节阀1-4和第二电动调节阀1-7均与PLC控制器1-1的输出端连接。当电动调节阀或手动阀出现故障或损坏、不能正常工作时，为了保证氨气和除盐水的正常供应，所述阀门机构还包括第一旁路手动阀1-6和第二旁路手动阀1-9，第一旁路手动阀1-6安装在氨气进气管7的旁路上、并与第一电动调节阀1-4与第一手动阀1-5所在的氨气进气管7相并接，第二旁路手动阀1-9安装在除盐水进管6的旁路上、并与第二电动调节阀1-7与第二手动阀1-8所在的除盐水进管6相并接。
所述氨水浓度的可通过如下公式得到：
c＝(13.2S2+62.7S)×10-7(％)，其中c为氨水的浓度，S为电导率(μS/cm)。电导率S由电导率仪1-3检测得到，在氨水浓度c确定的情况下以及除盐水的密度、氨气的密度均为已知的情况下，通过计算可得到氨气与除盐水的体积(即加入量)。氨水配制的浓度设定通过触摸显示屏1-2输入PLC控制器中，而PLC控制内集成有现有计算氨水浓度的计算单元。
所述氨水自动配制储存装置的使用方法，包括以下步骤：
1)首先是自动配制控制柜1根据液位检测装置5的液位信号控制是否进行氨水配制工作，即当氨水储存箱4内的液位低于设置的液位下限时，除盐水进水管6和氨气进气管7打开，具体是通过PLC控制器1-1控制第一电动调节阀1-4和第二电动调节阀1-7开启，并通过电导率电极3实时检测配制过程中的氨水浓度；
2)通过自动配制控制柜1来调节氨气和除盐水的加入量、使配制的氨水浓度达到设定的浓度，即具体是通过PLC控制器1-1内集成的计算单元来得到氨气与除盐水的体积比(加入量)；
3)被输送至氨水配制器2内的氨气和除盐水反应并充分混合均匀后，通过输送管道流入氨水储存箱4内存储；
4)当氨水储存箱4内的液位高于设置的液位上限时，自动配制控制柜1控制除盐水进水管6和氨气进气管7停止输送工作，具体是通过PLC控制器1-1控制第一电动调节阀1-4和第二电动调节阀1-7关闭。
在步骤2)中，氨气和除盐水的加入量通过设于上层柜体的PLC控制器1-1对分别安装于氨气进管7上的第一电动调节阀1-4和安装于除盐水进管6上的第二电动调节阀1-7的开度进行控制。
本装置在使用时，当自动配制控制柜发生故障无法自行进行氨水配制且又急需配制氨水时，只要电导率仪1-3能正常工作，便可以使用旁路手动阀，通过观察电导率仪1-3的读数，手动控制旁路手动阀的开度，可以实现手动配制指定浓度的氨水。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氨水自动配制储存装置，其特征在于：包括自动配制控制柜(1)、氨水配制器(2)、氨水储存箱(4)、除盐水进水管(6)和氨气进气管(7)，所述自动配制控制柜(1)分为上层柜体和下层柜体，除盐水进水管(6)和氨气进气管(7)分别接入下层柜体、并穿出下层柜体的壁体后与氨水配制器(2)连接，氨水配制器(2)的出口通过输送管道与氨水储存箱(4)连接，在氨水储存箱(4)上设有一液位检测装置(5)，在输送管道内安装有电导率电极(3)；所述电导率电极(3)与液位检测装置(5)均与自动配制控制柜(1)信号连接。
2.根据权利要求1所述的氨水自动配制储存装置，其特征在于：在上层柜体内设有PLC控制器(1-1)、用于测量配制好的氨水电导率的电导率仪(1-3)以及用于设定氨水配制参数的触摸显示屏(1-2)，所述电导率仪(1-3)的输出端和触摸显示屏(1-2)均与PLC控制器(1-1)的输入端连接，电导率仪(1-3)的输入端与电导率电极(3)连接，PLC控制器(1-1)的输出端分别与设于下层柜体内的阀门机构以及安装于输送管道上的电磁阀(11)信号连接。
3.根据权利要求2所述的氨水自动配制储存装置，其特征在于：所述阀门机构包括依次安装于氨气进气管(7)上的第一电动调节阀(1-4)、第一手动阀(1-5)和依次安装于除盐水进水管(6)上的第二电动调节阀(1-7)、第二手动阀(1-8)，第一电动调节阀(1-4)和第二电动调节阀(1-7)均与PLC控制器(1-1)的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的氨水自动配制储存装置，其特征在于：所述阀门机构还包括第一旁路手动阀(1-6)和第二旁路手动阀(1-9)，第一旁路手动阀(1-6)安装在氨气进气管(7)的旁路上、并与第一电动调节阀(1-4)与第一手动阀(1-5)所在的氨气进气管(7)相并接，第二旁路手动阀(1-9)安装在除盐水进管(6)的旁路上、并与第二电动调节阀(1-7)与第二手动阀(1-8)所在的除盐水进管(6)相并接。
5.根据权利要求2所述的氨水自动配制储存装置，其特征在于：所述自动配制控制柜(1)上还连接有一安全报警装置(10)，所述安全报警装置(10)包括氨气检测仪和声光报警器，所述氨气检测仪安装于车间内、并与PLC控制器(1-1)的输入端连接，所述声光报警器与PLC控制器(1-1)的输出端连接。
6.根据权利要求1所述的氨水自动配制储存装置，其特征在于：所述氨水储存箱(4)的顶部设有一空气排管(8)，所述空气排管(8)上安装有一氨气吸收器(9)。
7.根据权利要求1所述的氨水自动配制储存装置，其特征在于：所述氨水配制器(2)内设有一多孔蜂窝进氨管(2-1)，所述多孔蜂窝进氨管(2-1)与穿出下层柜体的氨气进气管(7)连接。
8.根据权利要求1所述的氨水自动配制储存装置，其特征在于：所述液位检测装置(5)为远传磁翻板液位计或超声波液位计中的任意一种。
9.一种如权利要求1所述的氨水自动配制储存装置的使用方法，包括以下步骤：
1)首先是自动配制控制柜(1)根据液位检测装置(5)的液位信号控制是否进行氨水配制工作，即当氨水储存箱(4)内的液位低于设置的液位下限时，除盐水进水管(6)和氨气进气管(7)打开，并通过电导率电极(3)实时检测配制过程中的氨水浓度；
2)通过自动配制控制柜(1)来调节氨气和除盐水的加入量、使配制的氨水浓度达到设定的浓度；
3)被输送至氨水配制器(2)内的氨气和除盐水反应并充分混合均匀后，通过输送管道流入氨水储存箱(4)内存储；
4)当氨水储存箱(4)内的液位高于设置的液位上限时，自动配制控制柜(1)控制除盐水进水管(6)和氨气进气管(7)停止输送工作。
10.根据权利要求9所述的氨水自动配制储存装置的使用方法，其特征在于：在步骤2)中，氨气和除盐水的加入量通过设于上层柜体的PLC控制器(1-1)对分别安装于氨气进气管(7)上的第一电动调节阀(1-4)和安装于除盐水进管(6)上的第二电动调节阀(1-7)的开度进行控制。
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