CN111977714A - 一种锅炉用水中含氧量稳定的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉用水中含氧量稳定的控制方法，通过设置于外网管路上的第一流量计检测除氧罐的补充水的水量，第一溶解氧传感器检测即时补充水的含氧量，得到补充水在第一设定时间内的平均流量及平均含氧量，再与设定的含氧的标准范围得到除氧药液的基本用量，控制器发送相应的调节信号。第二溶解氧传感器检测除除氧罐出口处的锅炉用水含氧量，并与标准进行比较得到差值，控制器再根据差值进行相应的控制。本技术方案通过控制器接收各传感器的即时数据，并根据即时数据的值与设定的值的范围进行判断除氧罐内锅炉用水的氧含量，向相应的单元发送相应的控制信号，从而保证除氧罐内的锅炉用水的含氧量的稳定性。

Description

一种锅炉用水中含氧量稳定的控制方法

技术领域

本发明属于锅炉水处理技术领域，特别是指一种锅炉用水中含氧量稳定的控制方法。

背景技术

现有技术的锅炉水处理方案有热力除氧或药物除氧，其中药物除氧以其能耗低受到了广泛的重视，具体技术为向锅炉用水中加入除氧药液。采用药物除氧绝大部分为使用人工检测仪检测锅炉用水中的含氧量，并根据水中含氧量的高低数据，通过手动调节加药泵的脉冲频次来控制加药量，使锅炉用水中的氧含量达到规定标准。

现企业的锅炉水处理检测锅炉给水含氧量的方法主要采用，每班次人工用检测仪检测含氧量，根据水中含氧量的高低数据，手动调节加药泵来控制加药量。但是由于除氧水的温度在不断的变化，锅炉水流量也在不断的变化，单靠定时检测和人工调节加药量的方法，肯定会造成偶然的药量不足或过剩，影响水处理工艺，容易造成锅炉氧腐蚀，使锅炉的安全运行得不到保障，同时还会给企业造成一定的经济损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种锅炉用水中含氧量稳定的控制方法，以解决人工对锅炉用水的含氧量检测不能随锅炉水流量的变化而及时检测，导致除氧药液的加入量不足或过剩的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种锅炉用水中含氧量稳定的控制方法，利用锅炉用水含氧量稳定系统，包括以下步骤：

S1、设置于外网管路上的第一流量计检测除氧罐内的第一设定时间的补充水的水量，第一溶解氧传感器检测即时补充水的含氧量，并传递给控制器，控制器通过计算获得补充水在第一设定时间内的平均流量，第一设定时间内的补充水平均含氧量；

S2、控制器根据除氧罐内锅炉用水中设定的含氧标准范围与补充水平均含氧量的差值及补充水的平均流量，计算所需要的除氧药液量为基本除氧药液用量M；

S3、控制器根据基本除氧药液用量控制传动装置调节加药泵在第一设定时间内的加药量；

S4、除氧罐内的第二溶解氧传感器检测除氧罐出口处的锅炉用水含氧量与设定的含氧标准范围进行比对，计算差值H并判断：

若差值H＞0，则控制器根据除氧罐内的第一液位计的液位L1计算除氧药液的补充用量M1，M1＝H×S×L1，其中S为除氧罐中的截面积，则控制器向所述传动装置发送在第一设定时间内再增加除氧药液的补充用量M1的控制信号；

若差值H＜0，则控制器根据除氧器内的第一液位计的液位L1计算除氧药液的多余量M2＝|H|×S×L1，其中S为除氧罐中的截面积，则控制器向所述传动装置发送在第一设定时间内减少除氧药液的多余量M2的控制信号。

优选的，在步骤S4之前还包括，除氧罐内的第三溶解氧传感器检测除氧罐底部的锅炉用水的即时溶解氧信号给控制器，所述控制器比对第三溶解氧传感器的即时数据与第二溶解氧传感器的即时数据的差值P，若P在设定范围内，则所述控制器进行步骤S4；

若差值P不在设定范围内，则步骤S4依据以下进行：

若P大于设定范围，则所述控制发送增加除氧药液流量M3的控制信号给传动装置，其中M3＝(P+H)×S×L1；

若P小于设定范围，则所述控制器发送减少除氧药液流量M4的控制信号给传动装置，其中M4＝|P+H|×S×L1。

优选的，所述控制器发送控制信号给传动装置，增加除氧药液流量或减少除氧药液流量，所述第二流量计将检测到的即时数据传递给控制器，若第二流量计的即时数据与调节前的即时数据进行比较，若符合设定范围，所述控制器不发送报警信号，若不符合设定范围，所述控制器发送报警信号。

优选的，加药泵入口处的压差传感器检测即时压差信号给控制器，若所述压差传感器的即时压差数值大于设定范围，且持续第二设定时间，所述控制器发送过滤网堵塞报警信号。

本发明的有益效果是：

本技术方案通过控制器接收各传感器的即时数据，并根据即时数据的值与设定的值的范围进行判断除氧罐内锅炉用水的氧含量，向相应的单元发送相应的控制信号，从而保证除氧罐内的锅炉用水的含氧量的稳定性。

附图说明

图1为锅炉用水含氧量稳定系统示意图。

附图标记说明

1加药箱，2加药泵，3传动装置，4除氧罐，5控制阀，6锅炉用水源，7控制器，8开关阀，9第一流量计，10第一溶解氧传感器，11第三溶解氧传感器，12第二溶解氧传感器，13第一液位计，14第二流量计，15第一压力传感器，16过滤网，17压差传感器，18第二液位计。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

如图1所示，为一种维持锅炉用水含氧量稳定系统，包括加药箱1，在本申请中，加药箱1为长方形的箱体，在加药箱的靠下方设置有出药口，在加药箱内设置有第二液位计18，用来监测加药箱内除氧药液位的高低。至于在加药箱内是否还包括搅拌装置等不在本申请的技术范围之内，不进行提及。

三台加药泵2以并连方式通过输入管路与加药箱1连接，在每台加药泵2的前端入口处附近均设置有过滤网16，在过滤网16的两侧设置有压差传感器17，用于监测加药泵入口处的过滤网是否存在堵塞，以避免对加药泵的调节失效。三台加药泵的连接结构均相同，在此不进行一一说明。

在加药泵的出口处附近设置有第二流量计14和第一压力传感器15，用于监测加药泵出口处的加药液流量及压力值，加药泵的出口通过管路与控制阀5的入口连接，控制阀的出口通过输出管路与除氧罐4的加药口连接。

在本申请中，除氧罐4为长方形的结构，在本申请的其它实施例中，除氧罐也可以为球形罐或圆柱体形罐，具体的除氧罐形状不影响本申请技术方案的实现，在此不进行明确的要求。

在除氧罐上设置有进水口，该进水口通过外网管路与锅炉用水源6连接，在外网管路上设置有开关阀8，此处的锅炉用水源可以为经过处理的纯净水、去离子水或其它的水，但是均通过前期的处理，去除水中所含有的离子，以降低对锅炉的腐蚀。在本申请的技术方案中，除氧罐上的进水口与加药口距离较近，目的是提高锅炉用水与除氧药液的混合均匀性。在除氧罐上也可以设置比如搅拌装置等，以提高除氧药液与锅炉用水的充分混合，提高除氧效果。

在外网管路靠近除氧罐进水口处设置有第一流量计9及第一溶解氧传感器10，第一流量计用来确定向除氧罐内补充的补充水量，结合第一溶解氧传感器检测的补充水中的含氧量，以确定所需要的除氧药液的基础用药量。

在除氧罐内设置有第一液位计13及第二溶解氧传感器12，第一液位计用来监测除氧罐内的液位，通过液位和除氧罐的横截面能够计算出除氧罐内的锅炉用水的体积，第二溶解氧传感器设置于出水口附近，用来监测实际输送给锅炉的锅炉用水的含氧量，用以确定与第一溶解氧传感器的差值，并用于对除氧药液量的修正。

在除氧罐的底部还设置第三溶解氧传感器11，用于检测除氧罐底部位置的锅炉用水的含氧量，通过第三溶解氧传感器与第二溶解氧传感器的差值，确定除氧罐内的锅炉用水加入除氧药液后的含氧量的均匀情况。

传动装置3，在要申请的技术方案中，传动装置至少包括电动机，电动机的输出轴通过连接装置与加药泵的流量调节阀的手动调节按钮或脉冲频率调节阀的手动调节钮连接，电动机的动作由电机控制器控制，电机控制器与控制器电信号连接。在本申请的技术方案中，每个加药泵的脉冲频率调节阀的手动调节钮均连接有一个传动装置，在本申请中，传动装置与电源转换装置连接，电源转换装置与电源连接，为传动装置提供设定的电源形态。

在本申请中，电源转换装置也可以与控制器7导线连接，为控制器提供需要的电源，控制器也可以使用单独的电源。本申请的控制器7为PLC控制器，能够对输入的信号进行相应的处理。

在本申请中，第一液位计、第二液位计、第一溶解氧传感器、第二溶解氧传感器、第一压力传感器、压差传感器、第一流量计、第二流量计等均与控制器电信号线连接，控制器还通过控制信号线分别与传动装置及控制阀连接。

本申请的技术方案为利用上述的含氧量稳定系统的控制方法，包括以下步骤：在本申请中，除氧罐为圆柱形罐、长方体罐或球形罐中的一种，在本实施例中，除氧罐为长方形结构。

S1、设置于外网管路上的第一流量计检测除氧罐的第一设定时间的补充水的水量，此处为锅炉用水源来水的水量，第一设定时间通常根据实际的需要设定具体的时长，比如3分钟、5分钟、10分钟、15分钟、30分钟等，在本实施例中，第一设定时间为5分钟。

第一溶解氧传感器检测即时补充水的含氧量，并传递给控制器，控制器通过计算获得补充水在5分钟内的平均流量，5分钟内的补充水平均含氧量；同时，计算出5分钟内补充到除氧罐中的补充水量，再结合5分钟的补充水平均含氧量，计算出5分钟内补充水内的总含氧量。

S2、控制器根据除氧罐内锅炉用水中设定的所含溶解氧的标准范围与补充水平均含氧量的差值及补充水的平均流量，计算所需要的除氧药液量为基本除氧药液用量M；具体为，锅炉用水设定所含溶解氧的标准范围与补充水中含氧量的差值，再乘以补充水量，得到需要去除的含氧量，再利用除氧药液的除氧效果，得到在5分钟内的除氧药液的用量M，这一用量用作除氧罐的基础加除氧药液的量。

S3、控制器根据基本除氧药液用量M控制传动装置调节加药泵在5分钟时间内的加药量，得到加药泵每秒的除氧药液加药量，即M÷300秒的值，控制器按此对传动装置进行调节，这一加药量为该5分钟内的基础加除氧药液的量。

S4、在加药泵向除氧罐内加入基础的除氧药液后，除氧罐内的第二溶解氧传感器检测除氧罐出口处的锅炉用水含氧量与设定的标准范围进行比对，计算差值H并判断：

若差值H＞0，表明在进入锅炉的用水中，含氧量超过规定要求，则控制器根据除氧罐内的第一液位计的液位L1计算除氧药液的补充用量M1，M1＝H×S×L1，其中为除氧罐中的截面积，S×L1为当时除氧罐内的水量，单位为体积，则控制器向所述传动装置发送在5分钟时间内增加除氧药液的补充用量M1的控制信号，即此5分钟内，需要向除氧罐内加入除氧药液的量为M+M1，控制器在此基础上通过控制传动装置对加药泵进行调整。

若差值H＜0，即此时锅炉用水中的含氧量低于规定的含氧量，当然不进行调整也可以，但是从经济角度或成本分析角度，此时需要减少除氧药液的用量，则控制器根据除氧罐内的第一液位计的液位L1计算除氧药液的多余量M2＝|H|×S×L1，其中，S×L1为当时除氧罐内的水量，单位为体积，则控制器向传动装置发送在5分钟内减少除氧药液的多余量M2的控制信号，即在此5分钟内，需要向除氧罐内加入的除氧药液的量为M-M2，控制器依此向传动装置发送相应的控制信息。

在本申请的其它实施例中，还包括以下步骤，即在步骤S4之前还包括，除氧罐内的第三溶解氧传感器检测除氧罐底部的即时溶解氧信号给控制器，控制器比对第三溶解氧传感器的即时数据与第二溶解氧传感器的即时数据的差值P，P可以大于0、小于0或等于0。若P在设定范围内，差值P的具体范围根据需要进行设定，在此不做具体说明，则所述控制器进行步骤S4，此时说明，除氧罐内锅炉用水的除氧效果比较均匀，且均匀性已经达到了设定的标准，此时，只需要确定除氧罐的出水口的含氧量与标准规定的含氧量是否符合要求，若不符合要求，只要按步骤S4进行后续处理即可。

若差值P不在设定范围内，则步骤S4依据以下进行：

若P大于设定范围，即P值大于设定范围的最高值，此时，除氧罐内的锅炉用水中含氧量的差值过大，体现出除氧罐内锅炉用水含氧量的不均匀，则所述控制发送增加除氧药液流量M3的控制信号给传动装置，其中M3＝(P+H)×S×L1，其中的S为除氧罐内锅炉用水的截面积，L1为除氧罐内锅炉用水的液位高度，H为第二溶解氧传感器的即时数据与锅炉用水中含氧量标准范围的差值，在本申请中，H均为上述差值。

若P小于设定范围，即P值小于设定范围的最低值，此时除氧罐内的锅炉用水的含氧量相对均匀，并且除氧罐内的锅炉用水的含氧量低于规定的标准，则所述控制器发送减少除氧药液流量M4的控制信号给传动装置，其中M4＝|P+H|×S×L1。

所述控制器发送控制信号给传动装置，增加除氧药液流量或减少除氧药液流量，所述第二流量计将检测到的即时数据传递给控制器，若第二流量计的即时数据与调节前的即时数据进行比较，若符合设定范围，所述控制器不发送报警信号，若不符合设定范围，所述控制器发送报警信号。具体情况是，当控制器向传动装置发送控制信号时，不论是增加流量还是减少流量，如增加流量，首先体现在第二流量计的即时数据需要相应的增加，若与调节前的即时数据相比，流量没有增加或反而减少，则说明本次的调节没有生效，此时，显然与控制的本意不符合，需要报警，以提示工作人员进行检查。在本申请的其它实施例中，还包括第一压力传感器的即时数据，若在进行增加流量的调节后，第二流量计的数据与调节前的即时数据相比，不符合设定的范围，但是第一压力传感器的调节后的压力与调节前的压力相比，符合设定的要求，也能够表明本次的调节是生效的，可能因为第二流量计失效，相应的报警提示工作人员进行相应的检查，以排除故障。

加药泵入口处的压差传感器检测即时压差信号给控制器，若所述压差传感器的即时压差数值大于设定范围，且持续第二设定时间，本申请中的第二设定时间也可以根据需要进行设定，在本实施例中，以5分钟为例进行说明，在本申请的其它实施例中，也可以为10分钟、15分钟、30分钟等，所述控制器发送过滤网堵塞报警信号，过滤网堵塞后，由加药箱进入到加药泵的除氧药液就不能满足真正的调节需要，使得调节控制无法完成，通过报警，提示工作人员进行更换或清洗。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种锅炉用水中含氧量稳定的控制方法，利用锅炉用水含氧量稳定系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设置于外网管路上的第一流量计检测除氧罐内的第一设定时间的补充水的水量，第一溶解氧传感器检测即时补充水的含氧量，并传递给控制器，控制器通过计算获得补充水在第一设定时间内的平均流量，第一设定时间内的补充水平均含氧量；

S2、控制器根据除氧罐内锅炉用水中设定的含氧标准范围与补充水平均含氧量的差值及补充水的平均流量，计算所需要的除氧药液量为基本除氧药液用量M；

S3、控制器根据基本除氧药液用量控制传动装置调节加药泵在第一设定时间内的加药量；

S4、除氧罐内的第二溶解氧传感器检测除氧罐出口处的锅炉用水含氧量与设定的含氧标准范围进行比对，计算差值H并判断：

若差值H＞0，则控制器根据除氧罐内的第一液位计的液位L1计算除氧药液的补充用量M1，M1＝H×S×L1，其中S为除氧罐中的截面积，则控制器向所述传动装置发送在第一设定时间内再增加除氧药液的补充用量M1的控制信号；

若差值H＜0，则控制器根据除氧器内的第一液位计的液位L1计算除氧药液的多余量M2＝|H|×S×L1，其中S为除氧罐中的截面积，则控制器向所述传动装置发送在第一设定时间内减少除氧药液的多余量M2的控制信号。

2.根据权利要求1所述的锅炉用水中含氧量稳定的控制方法，其特征在于，在步骤S4之前还包括，除氧罐内的第三溶解氧传感器检测除氧罐底部的锅炉用水的即时溶解氧信号给控制器，所述控制器比对第三溶解氧传感器的即时数据与第二溶解氧传感器的即时数据的差值P，若P在设定范围内，则所述控制器进行步骤S4；

若差值P不在设定范围内，则步骤S4依据以下进行：

若P大于设定范围，则所述控制发送增加除氧药液流量M3的控制信号给传动装置，其中M3＝(P+H)×S×L1；

若P小于设定范围，则所述控制器发送减少除氧药液流量M4的控制信号给传动装置，其中M4＝|P+H|×S×L1。

3.根据权利要求1或2所述的锅炉用水中含氧量稳定的控制方法，其特征在于，所述控制器发送控制信号给传动装置，增加除氧药液流量或减少除氧药液流量，所述第二流量计将检测到的即时数据传递给控制器，若第二流量计的即时数据与调节前的即时数据进行比较，若符合设定范围，所述控制器不发送报警信号，若不符合设定范围，所述控制器发送报警信号。

4.根据权利要求1或2所述的锅炉用水中含氧量稳定的控制方法，其特征在于，加药泵入口处的压差传感器检测即时压差信号给控制器，若所述压差传感器的即时压差数值大于设定范围，且持续第二设定时间，所述控制器发送过滤网堵塞报警信号。

5.根据权利要求1所述的锅炉用水中含氧量稳定的控制方法，其特征在于，锅炉用水含氧量稳定系统，包括加药箱、加药泵、除氧罐、控制器、传动装置及控制阀；

所述加药箱的出药口与输入管路的一端连接，输入管路的另一端与加药泵的入口连接；

加药泵的出口与输出管路的一端连接，输出管路的另一端与除氧罐的加药口连接；

输出管路上设置有控制阀；所述传动装置与所述加药泵的流量调节开关连接；

除氧罐的进水口通过外网管路与锅炉用水源连接，在所述外网管路上设置有第一流量计和第一溶解氧传感器；

在所述除氧罐上设置有第一液位计和第二溶解氧传感器；在所述加药泵的出口处设置有第二流量计和第一压力传感器；

所述第一流量计、所述第二流量计、所述第一溶解氧传感器、所述第二溶解氧传感器、所述第一液位计及所述第一压力传感器均与所述控制器电信号连接。

6.根据权利要求5所述的锅炉用水中含氧量稳定的控制方法，其特征在于，所述除氧罐的底部设置有第三溶解氧传感器。

7.根据权利要求5所述的锅炉用水中含氧量稳定的控制方法，其特征在于，在所述加药泵的入口处的过滤网的两侧设置有压差传感器。

8.根据权利要求5所述的锅炉用水中含氧量稳定的控制方法，其特征在于，在所述加药箱内设置有第二液位计。

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