CN107551837A - 一种改进安全型自动配氨装置及自动配氨方法 - Google Patents
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Abstract
一种改进安全型自动配氨装置及自动配氨方法，该装置包括相连接的自动配氨控制柜、配药箱及防氨逃逸装置、氨气检测和报警系统、氨气吸收保护装置；利用电导率仪检测配药箱中氨水的电导率，经过自动配氨控制柜中的PLC换算成氨水的浓度，当该浓度低于设定值时，PLC发出指令打开氨水循环泵及室外氨气电动阀门；当浓度到达设定值时，PLC发出指令关闭氨水循环泵及室外氨气电动阀门；当药箱液位低于设定值的低限位时，PLC发出指令开启除盐水进水电动阀门，当达到高限位时，PLC发出指令关闭除盐水进水电动阀门；本发明在氨水的配置过程中不需要人工操作；同时，氨水循环泵将氨气在室外通过氨气吸收保护装置吸收后以氨水的形式引入室内，室内电气设备不需要进行防爆升级。
Description
技术领域
本发明涉及火电厂、核电站的机组给水加氨技术领域，具体涉及一种改进安全型自动配氨装置及自动配氨方法。
背景技术
火电厂、核电站的给水系统普遍采用加氨防腐，而目前大多使用氨水配置成一定浓度的氨水后加到机组的给水系统，在配置氨水的过程中人要接触到氨水，因此对职业安全均造成一定的影响。与此同时，使用氨气和除盐水在加药间通过自动配氨装置配置氨水过程中，需要将加药间的电气设备均升级成防爆型，否则可能有爆炸风险。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种改进安全型自动配氨装置及自动配氨方法，在配置氨水的过程中不需要人工操作，配氨的浓度和药箱液位的高度均可自由设定，而且氨气经过室外的氨气吸收保护装置后以高浓度氨水的形式进入加药间，室内电气设备无需升级成防爆型。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种改进安全型自动配氨装置，包括相连接的自动配氨控制柜1、配药箱及防氨逃逸装置2、氨气检测和报警系统3以及氨气吸收保护装置4；
所述自动配氨控制柜1包括PLC控制器1-1，与PLC控制器1-1连接的人机界面1-2、电导率仪1-3、氨水循环泵1-4、除盐水进水电动阀门1-5；
所述配药箱及防氨逃逸装置2包括药箱2-1，设置在药箱2-1内中部的氨水循环泵回水管2-2，设置在药箱2-1内、氨水循环泵回水管2-2下方的与自动配氨控制柜1内的电导率仪1-3连接的电导电极2-3，连通氨气吸收器2-4与药箱2-1的补水溢流管2-5，所述氨气吸收器2-4的顶部连接有补水管2-6以及连通排空气的管道2-7，管道2-7上设置有第一气体止回阀2-8，在与氨气吸收器2-4顶部的进空气管路2-9上设置有第二气体止回阀2-10；在所述配药箱2-1上还设置有与自动配氨控制柜1内的PLC 1-1连接的液位传感器2-11；
所述氨气检测和报警系统3包括氨气检测仪3-1，与氨气检测仪3-1连接的就地声光报警仪3-2和远程报警仪3-3；
所述氨气吸收保护装置4包括304不锈钢材质或PVDF材质的射流器4-1和室外进氨气电动阀门4-2。
上述所述自动配氨装置的自动配氨方法，利用与药箱2-1内的电导电极2-3连接的电导率仪1-3检测药箱2-1中氨水的电导率，并将电导率数据传送给PLC1-1，经过PLC1-1换算成氨水的浓度，当该浓度低于设定值时，PLC1-1发出指令打开氨水循环泵1-4和室外进氨气电动阀门4-2，通过304不锈钢材质或PVDF材质的射流器4-1将药箱2-1中的低浓度氨水和氨气混合成高浓度氨水，经氨水循环泵回水管2-2再输送回药箱2-1；当到达设定值时由PLC1-1发出指令关闭氨水循环泵1-4和室外进氨气电动阀门4-2；药箱2-1的磁翻板液位计2-11将液位信号传送给PLC1-1，当液位低于设定值的低限位时，PLC1-1发出指令开启除盐水进水电动阀门1-5，向药箱2-1充除盐水；当到达液位设定值的高限位时，PLC1-1发出指令关闭除盐水进水电动阀门1-5；
当通过补水管2-6向药箱2-1充除盐水时，药箱2-1液位上升,因系统密闭，液位上部的气体被压缩，此时第二气体止回阀2-10在受压状态处于关闭状态，气体只能从顶部排到氨气吸收器2-4的除盐水中，空气中的氨被除盐水吸收，空气通过第一气体止回阀2-8及管道2-7排出室外；当停止配药，且用配置的氨水向机组加药过程中，液位逐渐下降，药箱2-1的气空间形成负压，这时第一气体止回阀2-8处于关闭状态，当负压达到一定值时第二气体止回阀2-10开，空气进入药箱2-1，负压破坏，第二气体止回阀2-10又自动关闭；
氨气检测仪3-1检测室内空气中的氨含量，当超过设定值时，就地声光报警仪3-2和远程报警仪3-3分别会发出就地声光报警和远程报警，并通知远方值班人员处理；同时氨气检测仪3-1发出指令关闭室外进氨气电动阀门4-2；工作人员可在加药间外关闭加氨一次手动门。
所述氨水的浓度的换算公式为：c＝(13.2S2+62.7S)×10-7(％)，其中c为氨水浓度，S为电导率(μS/cm)。
本装置能够通过人机界面1-2自由设定需要配氨水的浓度，氨水浓度在2.5％以下选择电极常数为0.1的电导电极2-3，浓度大于2.5％，选择电极常数为1的电导电极2-3。
药箱2-1的低限位和高限位均能够通过人机界面1-2自由设定，但低限位不能低于0，高限位不得高于液位计的最大量程。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
本发明装置使用气体氨(来自液氨气化——用于烟气脱硝系统)来配置氨水，人不与氨水接触，加药间不再有氨味，所有的配氨系统都在管道和密闭容器中自动进行。由于24％的氨水(氨水浓度最大值)比100％气体氨(来自液氨汽化)还要贵30％，所以采用此装置可以节约用氨费用80％以上。
同时，氨气和药箱中的低浓度氨水在室外通过氨气吸收保护装置混合成高浓度氨水，再通过循环泵输送进室内，避免了氨气直接进入室内，室内的电气需要升级成防爆型。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是自动配氨控制柜控制系统示意图。
图3是配药箱及防氨逃逸系统示意图。
图4是报警系统示意图。
图5是氨气吸收保护装置示意图。
具体实施方式
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，本发明一种改进安全型自动配氨装置，包括相连接的自动配氨控制柜1、配药箱及防氨逃逸装置2、氨气检测和报警系统3以及氨气吸收保护装置4。
如图2所示，所述自动配氨控制柜1包括PLC1-1，与PLC1-1连接的人机界面1-2、电导率仪1-3、氨水循环泵1-4、除盐水进水电动阀门1-5。
自动配氨控制柜由加氨控制系统和液位控制系统组成。
加氨控制系统由PLC 1-1、人机界面1-2、电导率仪1-3以及氨水循环泵1-4组成。其工作过程为：利用电导率仪1-3检测药箱2-1中氨水的电导率，并将电导率数据传送给PLC控制器1-1，PLC控制器1-1根据电导率(S)与氨水浓度c(％)的换算公式c＝(13.2S2+62.7S)×10-7(％)换算成药箱中氨水的浓度，当该浓度低于设定值时，PLC控制器1-1发出指令打开氨水循环泵1-4和室外进氨气电动阀门4-2，通过304不锈钢材质或PVDF材质的射流器4-1将药箱2-1中的低浓度氨水和氨气混合成高浓度氨水，再输送回药箱2-1；当到达设定值时关闭氨水循环泵1-4和室外进氨气电动阀门4-2。
液位控制系统由PLC1-1、除盐水进水电动阀门1-4以及液位传感器2-11组成。其工作过程为：药箱2-1的液位传感器2-11将液位信号传送给PLC1-1，当液位低于设定值的低限位时，PLC1-1发出指令开启除盐水进水电动阀门1-5，向药箱2-1充除盐水；当到达液位设定值的高限位时，PLC控制器1-1发出指令关闭除盐水进水电动阀门1-5。
其他说明：①可自由设定需要配氨水的浓度。浓度在2.5％以下可选择电极常数为0.1的电极；浓度大于2.5％，可选择电极常数为1的电极。②药箱的低限位和高限位均可自由设定，但低限位不能低于0，高限位不得高于液位计的最大量程。③系统调试完成后除充氨旁路门关闭外，所有的手动阀门全打开。
如图3所示，所述配药箱及防氨逃逸装置2包括药箱2-1，设置在药箱2-1内中部的氨水循环泵回水管2-2，设置在药箱2-1内、氨水循环泵回水管2-2上方的与自动配氨控制柜1内的电导率仪1-3连接的电导电极2-3，连通氨气吸收器2-4与药箱2-1的补水溢流管2-5，所述氨气吸收器2-4的顶部连接有补水管2-6以及连通外部空气的管道2-7，管道2-7上设置有第一气体止回阀2-8，在连通药箱2-1顶部与氨气吸收器2-4顶部的管路上设置有第二气体止回阀2-10；在所述配药箱及防氨逃逸装置2上还设置有与自动配氨控制柜1内的PLC控制器1-1连接的液位传感器2-11。
药箱2-1材质：不锈钢、钛或塑料。
氨水循环泵回水管2-2：设置在药箱中部均匀分布。
电导电极2-3：根据所需配药浓度选电极常数，并将电极安装在充氨布气管上方50～100mm处。
补水溢流管2-5：从氨气吸收器中溢流到药箱。
氨气吸收器2-4：主要是净化排出室外的空气。工作原理如下:当通过补水管2-6向药箱2-1充除盐水时，药箱2-1液位上升,因系统密闭，液位上部的气体被压缩，因第二气体止回阀2-10处于关闭状态，气体只能从顶部排到氨气吸收器2-4的除盐水中，空气中的氨被除盐水吸收，空气通过第一气体止回阀2-8及管道2-7排出室外；当停止配药，并且用所配的氨水向机组加药时，液位逐渐下降，药箱2-1的气空间形成负压，这时第一气体止回阀2-8处于关闭状态，当负压达到一定值时第二气体止回阀2-10打开，空气进入药箱2-1，负压破坏，第二气体止回阀2-10又自动关闭。
如图4所示，所述氨气检测和报警系统3包括氨气检测仪3-1，与氨气检测仪3-1连接的就地声光报警仪3-2和远程报警仪3-3。
氨气检测仪3-1检测氨气吸收保护装置4周围空气中的氨含量，当超过设定值时，就地声光报警仪3-2和远程报警仪3-3分别会发出就地声光报警和远程报警，并通知远方值班人员处理；同时氨气检测仪3-1发出指令关闭室外进氨气电动阀门4-2；工作人员可在加药间外关闭加氨一次手动门。
如图5所示，所属氨气吸收保护装置4包括304不锈钢材质或PVDF材质的射流器4-1和室外进氨气电动阀门4-2。
药箱2-1的氨水浓度低于设定值时，PLC1-1发出指令打开氨水循环泵1-4，在射流器4-1的氨气进入口产生负压，5秒后打开室外进氨气电动阀门4-2，氨气被吸入射流器4-1，与射流器4-1中的低浓度氨水混合成高浓度氨水，经氨水循环泵回水管2-2回到药箱2-1，药箱2-1中的氨水浓度逐步升高；当到达设定值时由PLC1-1发出指令关闭室外进氨气电动阀门4-2，5秒后关闭氨水循环泵1-4。
Claims (6)
1.一种改进安全型自动配氨装置，其特征在于：包括相连接的自动配氨控制柜(1)、配药箱及防氨逃逸装置(2)、氨气检测和报警系统(3)以及氨气吸收保护装置(4)；
所述自动配氨控制柜(1)包括PLC(1-1)，与PLC(1-1)连接的人机界面(1-2)、电导率仪(1-3)、氨水循环泵(1-4)、除盐水进水电动阀门(1-5)；
所述配药箱及防氨逃逸装置(2)包括药箱(2-1)，设置在药箱(2-1)内中部的氨水循环泵回水管(2-2)，设置在药箱(2-1)内、氨水循环泵回水管(2-2)下方的与自动配氨控制柜(1)内的电导率仪(1-3)连接的电导电极(2-3)，连通氨气吸收器(2-4)与药箱(2-1)的补水溢流管(2-5)，所述氨气吸收器(2-4)的顶部连接有补水管(2-6)以及排空气的管道(2-7)，管道(2-7)上设置有第一气体止回阀(2-8)，在连通药箱(2-1)顶部与氨气吸收器(2-4)顶部的进空气管路(2-9)上设置有第二气体止回阀(2-10)；在所述配药箱(2-1)上还设置有与自动配氨控制柜(1)内的PLC(1-1)连接的液位传感器(2-11)；
所述氨气检测和报警系统(3)包括氨气检测仪(3-1)，与氨气检测仪(3-1)连接的就地声光报警仪(3-2)和远程报警仪(3-3)；
所述氨气吸收保护装置(4)包括304不锈钢材质或PVDF材质的射流器(4-1)和室外进氨气电动阀门(4-2)。
2.权利要求1所述自动配氨装置的自动配氨方法，其特征在于：利用与药箱(2-1)内的电导电极(2-3)连接的电导率仪(1-3)检测药箱(2-1)中氨水的电导率，并将电导率数据传送给PLC(1-1)，经过PLC(1-1)换算成氨水的浓度，当该浓度低于设定值时，PLC(1-1)发出指令打开氨水循环泵(1-4)和室外进氨气电动阀门(4-2)，通过304不锈钢材质或PVDF材质的射流器(4-1)将药箱(2-1)中的低浓度氨水和氨气混合成高浓度氨水，经氨水循环泵回水管(2-2)再输送回药箱(2-1)；当到达设定值时由PLC(1-1)发出指令关闭氨水循环泵(1-4)和室外进氨气电动阀门(4-2)；药箱(2-1)的液位传感器(2-11)将液位信号传送给PLC(1-1)，当液位低于设定值的低限位时，PLC(1-1)发出指令开启除盐水进水电动阀门(1-5)，向药箱(2-1)充除盐水；当到达液位设定值的高限位时，PLC(1-1)发出指令关闭除盐水进水电动阀门(1-5)；
当通过补水管(2-6)向药箱(2-1)充除盐水时，药箱(2-1)液位上升,因系统密闭，液位上部的气体被压缩，因第二气体止回阀(2-10)在受压状态时处于关闭状态，气体只能从顶部排到氨气吸收器(2-4)的除盐水中，空气中的氨被除盐水吸收，空气通过管道(2-7)及第一气体止回阀(2-8)排出室外；当停止配药，且用配置的氨水向机组加药过程中，液位逐渐下降时，药箱(2-1)的气空间形成负压，这时第一气体止回阀(2-8)处于关闭状态，当负压达到一定值时第二气体止回阀(2-10)被打开，空气进入药箱(2-1)，负压破坏后，第二气体止回阀(2-10)又自动关闭；
氨气检测仪(3-1)检测氨气吸收保护装置(4)周围空气中的氨含量，当超过设定值时，就地声光报警仪(3-2)和远程报警仪(3-3)分别会发出就地声光报警和远程报警，并通知远方值班人员处理；同时氨气检测仪(3-1)发出指令关闭室外进氨气电动阀门(4-2)；工作人员可在加药间外关闭加氨一次手动门。
3.根据权利要求2所述的自动配氨方法，其特征在于：所述氨水的浓度的换算公式为：c＝(13.2S2+62.7S)×10-7(％)，其中c为氨水重量百分比浓度，S为电导率，单位为μS/cm。
4.根据权利要求2所述的自动配氨方法，其特征在于：能够自由设定需要配氨水的浓度，氨水浓度在2.5％以下选择电极常数为0.1的电导电极(2-3)，浓度大于2.5％，选择电极常数为1的电导电极(2-3)。
5.根据权利要求2所述的自动配氨方法，其特征在于：药箱(2-1)的液位的低限位和高限位均能够自由设定，但低限位不能低于0，高限位不得高于液位计的最大量程。
6.根据权利要求2所述的自动配氨方法，其特征在于：药箱(2-1)的氨水浓度低于设定值时，PLC(1-1)发出指令打开氨水循环泵(1-4)，5秒后打开室外进氨气电动阀门(4-2)；当到达设定值时由PLC(1-1)发出指令关闭室外进氨气电动阀门(4-2)，5秒后关闭氨水循环泵(1-4)。
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