CN109799114B - 一种高炉煤气综合利用工程汽水取样系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽水取样技术领域，具体为一种高炉煤气综合利用工程汽水取样系统，包括由水汽取样装置、除盐水箱、除盐水循环泵和板式换热器组成的闭式循环系统，高温高压样水通过本套设备，将样水温度高值通过预冷器和冷却器，使样水温度冷却到50℃以下，达到低温操作效果，同时样水经过减压阀，使其压力降至0.25‑1.0MPa之间，之后样水流经低温仪表盘进行手工取样或通过恒温装置流经到在线仪表进行在线数据采集。提供发电机组水汽系统的连续取样，并能满足在线仪表分析和人工取样分析的条件，提供水汽监测和数据处理系统，应能准确及时分析、显示水汽品质和相关参数，并对监测对象的异常工况进行报警，为DCS加药系统编程提供所需要的信号。
Description
技术领域
本发明涉及汽水取样技术领域，具体为一种高炉煤气综合利用工程汽水取样系统。
背景技术
高炉为正常生产需要检测部分蒸汽介质一种或者几种组分的含量，但是蒸汽介质本身具有压力高、压力波动大，温度高、含较多固体颗粒物等特性，日常无法直接对其进行在线检测，也无法直接对其进行化验取样，发电厂水汽环境在线分析仪表对介质的温度、压力、流量等要求苛刻，鉴于蒸汽的温度与压力指标，水汽环境在线分析仪表无法直接运用于该场合，在日常生产过程中，我们需要使用蒸汽介质预处理系统对蒸汽介质进行处理后再通过水汽环境在线分析仪表对其组分进行检测。为此，我们提出一种高炉煤气综合利用工程汽水取样系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉煤气综合利用工程汽水取样系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高炉煤气综合利用工程汽水取样系统，包括由水汽取样装置、除盐水箱、除盐水循环泵和板式换热器组成的闭式循环系统，所述水汽取样装置包括高温高压架、低温仪表盘和加药装置，低温仪表盘又由手工取样部分和在线仪表检测部分组成，在线仪表检测部分的信号通过硬接线接至DCS系统，DCS系统经程序运算通过硬接线把控制信号送到加药装置的控制箱，实现在化水、集控室操作员站对取样系统进行监视，外配除盐冷却水供水装置，高温高压架把样水通过一或二级冷却，使样水温度冷却到50℃以下，通过高温高压架上的减压阀把样水压力控制到0.25MPa左右；低温仪表盘内的恒温水箱把样水温度控制在26℃以下，这样使取样系统具备连续取样要求，化学仪表能够准确测定样水数据，从而及时准确地监督机炉运行中水、汽品质变化情况，从而诊断系统中的设备故障，以保证电厂机组的安全运行。
优选的，所述高温高压架包括安装架、安装在安装架上的多个冷却器、与冷却器一一对应的样水进水管、与冷却器一一对应的样水出水管以及位于冷却器与样水进水管之间的预冷器，安装架的下端安装有连通冷却器下方的冷却水进水管，冷却水进水管上安装有冷却器进水阀，预冷器的上方设置有冷却水出水管，所述样水进水管上从下到上依次安装有高温过滤器、一次高温高压阀和二次高温高压阀，样水出水管从下到上依次安装有减压阀和电磁保护阀。
优选的，所述手工取样部分包括与样水出水管连通的进样水管、与进样水管连通的恒温水箱以及与恒温水箱连接的手工取样管，进样水管上安装有温控仪，恒温水箱上连通除盐冷却水进液管，所述手工取样管上连通有一分支管，分支管从下到上依次安装有过滤器、离子交换柱、仪表样水节流阀和仪表样水流量计，分支管的另一端流向流通池，手工取样管上安装有手工取样阀，手工取样管的另一端设置有手工取样点，所述低温仪表盘位于手工取样点下方的一段设置有排污管。
优选的，所述在线仪表检测部分包括在线仪表以及电箱。
优选的，所述加药装置包括两个搅拌器罐以及连通在搅拌器罐下端的出料管，出料管远离搅拌器罐一端依次安装有计量泵、压力缓冲器和安全阀，所述加药装置还包括控制箱。
优选的，所述板式换热器的两端接通有工业水进口管和工业水出口管，且工业水进水管内的工业水的温度小于25℃，压力在0.3-0.4MPa之间，流量为50立方/小时。
优选的，所述出料管位于搅拌器罐与计量泵之间还安装有Y型过滤器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：高温高压样水通过本套设备，将样水温度高值通过预冷器和冷却器，使样水温度冷却到50℃以下，达到低温操作效果，同时样水经过减压阀，使其压力降至0.25-1.0MPa之间，之后样水流经低温仪表盘进行手工取样或通过恒温装置流经到在线仪表进行在线数据采集。提供发电机组水汽系统的连续取样，并能满足在线仪表分析和人工取样分析的条件，提供水汽监测和数据处理系统，应能准确及时分析、显示水汽品质和相关参数，并对监测对象的异常工况进行报警。为DCS加药系统编程提供所需要的信号。
附图说明
图1为本发明原理结构示意框图；
图2为本发明高温高压架结构示意图；
图3为图2的左视结构示意图；
图4为图2的右视结构示意图；
图5为本发明低温仪表盘结构示意图；
图6为图5的左视结构示意图；
图7为本发明加药装置结构示意图；
图8为图7的俯视结构示意图；
图9为图7的左视结构示意图。
图中：高温高压架1、电磁保护阀11、冷却器进水阀12、冷却器13、高温过滤器14、二次高温高压阀15、预冷器16、减压阀17、低温仪表盘2、进样水管21、温控仪22、仪表样水流量计23、除盐冷却水进液管24、仪表样水节流阀25、手工取样阀26、手工取样点27、排污管28、在线仪表29、恒温水箱210、过滤器211、离子交换柱212、流通池213、加药装置3、搅拌器罐31、控制箱32、安全阀33、压力缓冲器34、计量泵35、除盐水箱4、除盐水循环泵5、板式换热器6。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：
一种高炉煤气综合利用工程汽水取样系统，包括由水汽取样装置、除盐水箱4、除盐水循环泵5和板式换热器6组成的闭式循环系统，板式换热器6的两端接通有工业水进口管和工业水出口管，且工业水进水管内的工业水的温度小于25℃，压力在0.3-0.4MPa之间，流量为50立方/小时，水汽取样装置包括高温高压架1、低温仪表盘2和加药装置3，低温仪表盘2又由手工取样部分和在线仪表检测部分组成，在线仪表检测部分的信号通过硬接线接至DCS系统，DCS系统经程序运算通过硬接线把控制信号送到加药装置3的控制箱32，实现在化水、集控室操作员站对取样系统进行监视，外配除盐冷却水供水装置，高温高压架1把样水通过一或二级冷却，使样水温度冷却到50℃以下，通过高温高压架1上的减压阀17把样水压力控制到0.25MPa左右；低温仪表盘2内的恒温水箱210把样水温度控制在26℃以下，这样使取样系统具备连续取样要求，化学仪表能够准确测定样水数据，从而及时准确地监督机炉运行中水、汽品质变化情况，从而诊断系统中的设备故障，以保证电厂机组的安全运行。
高温高压架1包括安装架、安装在安装架上的多个冷却器13、与冷却器13一一对应的样水进水管、与冷却器13一一对应的样水出水管以及位于冷却器13与样水进水管之间的预冷器16，将280℃左右的高温水通过预冷器16冷却到110℃左右，冷却器13将110℃左右高温水冷却至40-50℃，安装架的下端安装有连通冷却器13下方的冷却水进水管，冷却水进水管上安装有冷却器进水阀12，调整冷却进水量以达到冷却器13冷却效果，调整冷却器13进水量以达到冷却器13冷却效果，预冷器16的上方设置有冷却水出水管，样水进水管上从下到上依次安装有高温过滤器14、一次高温高压阀和二次高温高压阀15，高温过滤器14将样水中杂质进行分离去除，使样水中保持干净，二次高温高压阀15为样水总截止断流作用，样水出水管从下到上依次安装有减压阀17和电磁保护阀11，减压阀17使样水压力控制在0.25-1.0MPa之间进行调整，电磁保护阀11，当样水管路出现水温失效即冷却效果不佳时起到切断样水流通，保护后续设备管路和在线仪表29损伤现象。高温高压架1的原理是：将高温高压样水通过本套设备，将样水温度高值通过预冷器16和冷却器13，使样水温度冷却到50℃以下，达到低温操作效果，同时样水经过减压阀17，使其压力降至0.25-1.0MPa之间，之后样水流经低温仪表盘2进行手工取样或通过恒温装置流经到在线仪表29进行在线数据采集。
手工取样部分包括与样水出水管连通的进样水管21、与进样水管21连通的恒温水箱210以及与恒温水箱210连接的手工取样管，恒温水箱210将制冷机水温控制在18-20℃之间，集中在水箱中进行循环，对每路样水进行降温及热交换，使样水温度达到25℃在线仪表29测量最佳温度左右，达到理想效果，进样水管21上安装有温控仪22，温控仪22通过管路中热电偶手机温度值，当测量值超过设定值时，发出报警指令，同时控制电磁保护阀11工作，使其切断样水管路，终止流通，恒温水箱210上连通除盐冷却水进液管24，手工取样管上连通有一分支管，分支管从下到上依次安装有过滤器211、离子交换柱212、仪表样水节流阀25和仪表样水流量计23，仪表样水流量计23对每路样水的流量进行测量和微量调整，分支管的另一端流向流通池213，手工取样管上安装有手工取样阀26，人工对样水水质进行抽样取样，手工取样管的另一端设置有手工取样点27，低温仪表盘2位于手工取样点27下方的一段设置有排污管28，在线仪表检测部分包括在线仪表29以及电箱，在线仪表29对样水中的水质进行在线检测测量，其数据通过微处理到DCS系统，对样水水质进行报告，用其数据，实现化学集控操作进行监视，并控制计量泵35对水质加药量进行调整。
加药装置3包括两个搅拌器罐31以及连通在搅拌器罐31下端的出料管，出料管远离搅拌器罐31一端依次安装有计量泵35、压力缓冲器34和安全阀33，搅拌器罐31对罐体内除盐水和药剂进行均匀搅拌，使药剂充分溶合在水中，计量泵35是从汽水取样水质报告中的水质检测值通过微机处理，传输信号对计量泵35进行自动加药，也可以根据实际操作值进行手动调节加药量，是一个驱动执行机构，压力缓冲器34对整个管路中压力进行缓压并且起到保护压力表和计量泵的功能，安全阀33对样水加药整个管路起到安全泄压和保护的作用，出料管位于搅拌器罐31与计量泵35之间还安装有Y型过滤器，对溶液剂中药剂进行过滤，截堵水中杂质，使管路中保持干净水样药剂，加药装置3还包括控制箱32。
本系统在操作过程中，首先进行手工取样操作，在手工取样基本合格后，方可进行在线仪表29取样，手工取样操作包括如下步骤：
一：关闭低温仪表盘2内电磁阀上部的手动阀门，防止脏水进入在线仪表检测系统，人工取样点27处手工取样阀26应处于全开状态；
二：打开高温高压架1上各冷却器13冷却水进出口阀门；
三：打开除盐冷却水进出口阀门，确保管道内有水；
四：新机组启动或长时间（7 天以上）停机后启动应进行一次全排污（即对各个样点进行的排污）。进行上步操作前，应使减压阀（有的样点设置高温阀门）处在关闭状态，打开排污阀进行排污（时间为每次约10秒钟，时间过长蒸汽容易排出），之后关闭排污阀，等1分钟左右再次打开排污阀，重复以上动作3-5次。对于样品较脏的（如汽包炉水等）排污次数可适度增加。对各路样水逐路进行排污，排污结束，关闭排污门；
五：恒温水箱210的冷却水进出口阀门要打开，恒温水箱210进出口阀门要打开；检查恒温水箱210里的介质水是否充满。推上电源总开关，恒温水箱210开关，恒温水箱210的电箱转换开关打在自动位；
六：打开高温高压架1一次二次高温高压阀门，调节减压阀17，试压力维持在0.25MPa左右；
七：在人工取样点27处取样，实验室化验。
在手工取样基本合格后，进行在线仪表29取样，包括如下步骤：
打开低温仪表盘2内电磁阀上部的手动阀门，调节仪表盘浮子流量计下的调节阀门，使流量保持在80ml/min左右,如果无法保证，可把人工取样点27处取样阀关小一些。若仍无法满足流量，可使各分支取样流量均衡。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种高炉煤气综合利用工程汽水取样系统，包括由水汽取样装置、除盐水箱(4)、除盐水循环泵(5)和板式换热器(6)组成的闭式循环系统，其特征在于：所述水汽取样装置包括高温高压架(1)、低温仪表盘(2)和加药装置(3)，低温仪表盘(2)又由手工取样部分和在线仪表检测部分组成，在线仪表检测部分的信号通过硬接线接至DCS系统，DCS系统经程序运算通过硬接线把控制信号送到加药装置(3)的控制箱(32)，实现在化水、集控室操作员站对取样系统进行监视，外配除盐冷却水供水装置，高温高压架(1)把样水通过一级或二级冷却，使样水温度冷却到50℃以下，通过高温高压架(1)上的减压阀(17)把样水压力控制到0.25MPa；低温仪表盘(2)内的恒温水箱(210)把样水温度控制在26℃以下，这样使取样系统具备连续取样要求，化学仪表能够准确测定样水数据，从而及时准确地监督机炉运行中水、汽品质变化情况，从而诊断系统中的设备故障，以保证电厂机组的安全运行；
所述高温高压架(1)包括安装架、安装在安装架上的多个冷却器(13)、与冷却器(13)一一对应的样水进水管、与冷却器(13)一一对应的样水出水管以及位于冷却器(13)与样水进水管之间的预冷器(16)，将280℃的高温水通过预冷器(16)冷却到110℃，冷却器(13)将110℃高温水冷却至40-50℃，安装架的下端安装有连通冷却器(13)下方的冷却水进水管，冷却水进水管上安装有冷却器进水阀(12)，调整冷却进水量以达到冷却器(13)冷却效果，调整冷却器(13)进水量以达到冷却器(13)冷却效果，预冷器(16)的上方设置有冷却水出水管，所述样水进水管上从下到上依次安装有高温过滤器(14)、一次高温高压阀和二次高温高压阀(15)，高温过滤器(14)将样水中杂质进行分离去除，二次高温高压阀(15)为样水总截止断流作用，样水出水管从下到上依次安装有减压阀(17)和电磁保护阀(11)；减压阀(17)使样水压力控制在0.25-1.0MPa之间进行调整，电磁保护阀(11)用于当样水管路出现水温失效即冷却效果不佳时起到切断样水流通，保护后续设备管路和在线仪表(29)；
所述手工取样部分包括与样水出水管连通的进样水管(21)、与进样水管(21)连通的恒温水箱(210)以及与恒温水箱(210)连接的手工取样管，恒温水箱(210)将制冷机水温控制在18-20℃之间，集中在水箱中进行循环，对每路样水进行降温及热交换，进样水管(21)上安装有温控仪(22)，温控仪(22)通过管路中热电偶收集温度值，当测量值超过设定值时，发出报警指令，同时控制电磁保护阀(11)工作，使其切断样水管路，终止流通，恒温水箱(210)上连通除盐冷却水进液管(24)，所述手工取样管上连通有一分支管，分支管从下到上依次安装有过滤器(211)、离子交换柱(212)、仪表样水节流阀(25)和仪表样水流量计(23)，仪表样水流量计(23)对每路样水的流量进行测量和微量调整，分支管的另一端流向流通池(213)，手工取样管上安装有手工取样阀(26)，手工取样管的另一端设置有手工取样点(27)，所述低温仪表盘(2)位于手工取样点(27)下方的一段设置有排污管(28)；所述加药装置(3)包括两个搅拌器罐(31)以及连通在搅拌器罐(31)下端的出料管，出料管远离搅拌器罐(31)一端依次安装有计量泵(35)、压力缓冲器(34)和安全阀(33)，所述加药装置(3)还包括控制箱(32)；搅拌器罐(31)对罐体内除盐水和药剂进行均匀搅拌，使药剂充分溶合在水中；压力缓冲器(34)对整个管路中压力进行缓压并且起到保护压力表和计量泵的功能，安全阀(33)对样水加药整个管路起到安全泄压和保护的作用；
所述在线仪表检测部分包括在线仪表(29)以及电箱；在线仪表(29)对样水中的水质进行在线检测测量，其数据通过微处理到DCS系统，对样水水质进行报告，用其数据，实现化学集控操作进行监视，并控制计量泵(35)对水质加药量进行调整；
所述板式换热器(6)的两端接通有工业水进口管和工业水出口管，且工业水进水管内的工业水的温度小于25℃，压力在0.3-0.4MPa之间，流量为50立方/小时；
所述出料管位于搅拌器罐(31)与计量泵(35)之间还安装有Y型过滤器，对溶液剂中药剂进行过滤，截堵水中杂质，使管路中保持干净水样药剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Blast Furnace Gas Comprehensive Utilization Engineering Steam-Water Sampling System Effective date of registration: 20220811 Granted publication date: 20220315 Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Wenzhou Lucheng Tengqiao small and micro franchise sub branch Pledgor: ZHEJIANG TAILISI MACHINERY MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2022330001721 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231016 Granted publication date: 20220315 Pledgee: Zhejiang Tailong Commercial Bank Co.,Ltd. Wenzhou Lucheng Tengqiao small and micro franchise sub branch Pledgor: ZHEJIANG TAILISI MACHINERY MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2022330001721 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |