CN112320906A - 一种机械加速澄清池动态模拟运行装置及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械加速澄清池动态模拟运行装置及其试验方法，包括恒温水箱、变频水泵、流量计、小型机械加速澄清池、石灰料仓、定量给料机、混凝剂盛装箱及加药泵、阻凝剂盛装箱及加药泵、控制阀门、在线pH值表、在线浊度仪，火力发电厂循环冷却水首先补入恒温水箱中，在设定的水温和流量下，通过本发明的装置及试验方法得出合理的混凝剂、阻凝剂及石灰的加药量，指导电厂人员调整系统的运行，确保机械加速澄清池能够有效降低循环冷却水中的总碱度、有效去除悬浮物及其它杂质，保证出水水质合格，有利于提高循环冷却水的浓缩倍率，减少排污量，最终实现节水减排，节省资金，为电厂创造价值。
Description
技术领域
本发明涉及火电厂水处理工艺的技术领域，特别涉及一种机械加速澄清池动态模拟运行装置及其试验方法。
背景技术
火力发电厂是我国电力工业的重要组成部分，水在电力工业中的用途是多方面的，主要包括有锅炉补充水、冷却用水、生活消防杂用水等，对水质要求最严格的是锅炉补充水，如今火电厂向着大容量、高参数发展，对锅炉用水的水质要求也越来越高，然而在电厂循环冷却水处理系统中，机械加速澄清池是循环水处理中关键的一环，目前大部分火力发电厂循环冷却水处理系统中的机械加速澄清池的运行欠佳，经常发生翻池，出现出水总碱度、pH值、浊度等超标情况，主要原因是当机械加速澄清池的进水水质、温度和流量发生变化后，运行人员无法正确调整机械加速澄清池的运行工况，导致混凝剂、阻凝剂和石灰的加入量不合适，从而导致循环冷却水处理系统出水水质超标，不利于提高循环冷却水浓缩倍率，最终导致循环冷却水用水量和排水量较大，造成水资源浪费，同时增加企业的生产成本；如何解决火电厂循环冷却水处理系统中机械加速澄清池出水水质超标的问题，成为了本领技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种机械加速澄清池动态模拟运行装置及其试验方法。
具体内容如下：一种机械加速澄清池动态模拟运行装置，该装置包括恒温水箱、小型机械加速澄清池、混凝剂加药管路和阻凝剂加药管路，其特征是：
所述的恒温水箱通过原水进管与小型机械加速澄清池连通，该原水进管上自恒温水箱所在的一端起依次串联接通有变频原水泵和第一流量计；
所述的混凝剂加药管路包括混凝剂盛装箱、混凝剂加药管、变频加药泵甲和第二流量计，所述的混凝剂盛装箱通过混凝剂加药管接通在第一流量计与小型机械加速澄清池之间的原水进管上，在混凝剂加药管上自混凝剂盛装箱所在的一端起依次串联接通有变频加药泵甲和第二流量计；
所述的阻凝剂加药管路包括阻凝剂盛装箱、阻凝剂加药管、变频加药泵乙和第三流量计，所述的阻凝剂盛装箱通过阻凝剂加药管接通在第一流量计与小型机械加速澄清池之间的原水进管上，在阻凝剂加药管上自阻凝剂盛装箱所在的一端起依次串联接通有变频加药泵乙和第三流量计；
所述的小型机械加速澄清池的上方设有石灰料仓，该石灰料仓与定量给料机连通，定量给料机上接通有伸入到小型机械加速澄清池内部的石灰加料管，在小型机械加速澄清池上还设有搅拌提升器和第一在线PH值表，小型机械加速澄清池上还接通有出水管，该出水管上设有第二在线PH值表和在线浊度仪。
优选的，所述的恒温水箱的温度控制范围0°≤T≤50°。
优选的，所述的小型机械加速澄清池的内部分为中间的一级混合反应区和二级混合反应区、两侧的泥浆池和回流区，在小型机械加速澄清池上边沿设有溢流水槽，溢流水槽与出水管接通。
优选的，所述的小型机械加速澄清池的一级混合反应区的底部接通有排空管，该排空管上串联有控制阀门。
优选的，所述的小型机械加速澄清池内泥浆池的底部接通有排泥管。
优选的，所述的搅拌提升器包括搅拌电机及搅拌电机驱动的转动叶轮，该转动叶轮伸入到小型机械加速澄清池内部的一级混合反应区中。
优选的，所述的原水进管与小型机械加速澄清池连接的一端伸入到一级混合反应区内。
优选的，所述的石灰加料管的下端伸入到一级混合反应区的内部。
一种应用上述的一种机械加速澄清池动态模拟运行装置的试验方法，该方法包括如下步骤：
①首先将火力发电厂的循环冷却水补入恒温水箱中，并调整恒温水箱的温度至指定数值范围内；
②启动变频原水泵并调节其频率，使第一流量计的示数达到指定数值；
③混凝剂盛装箱、阻凝剂盛装箱、石灰料仓内分别对应添加混凝剂、阻凝剂和石灰；
④启动变频加药泵甲和变频加药泵乙、定量给料机及搅拌提升机；
⑤当出水管开始排水时，手动测量并记录排水水质的总碱度，同时观察并记录第二在线PH值表和在线浊度仪的示数；
⑥通过不断调节变频加药泵甲和变频加药泵乙的频率及定量给料机的供给量，改变各药剂的加药量，直至排水水质的总碱度、第二在线PH值表的示数、在线浊度仪的示数达到合格水质的要求；
⑦记录排水水质合格时对应的第二流量计的示数、第三流量计的示数及定量给料机的供给量，同时记录对应的恒温水箱的温度和第一流量计的示数。
本发明的有益技术效果：本发明是一种机械加速澄清池动态模拟运行装置及其试验方法，火力发电厂循环冷却水首先补入恒温水箱中，调整恒温水箱的温度至设定值，然后启动变频原水泵，通过调节其频率，控制进水量为指定流量，循环冷却水恒定流量进入小型机械加速澄清池内，同时加入混凝剂、阻凝剂和石灰，通过调整两个变频加药泵和定量给料机，控制混凝剂、阻凝剂和石灰的加入量，逐步使小型机械加速澄清池的出水水质合格，在设定的水温和流量下，通过本发明的装置及试验方法得出合理的混凝剂、阻凝剂及石灰的加药量，指导电厂人员调整系统的运行，确保机械加速澄清池能够有效降低循环冷却水中的总碱度、有效去除悬浮物及其它杂质，保证出水水质合格，有利于提高循环冷却水的浓缩倍率，减少排污量，最终实现节水减排，节省资金，为电厂创造价值。
附图说明
图1为机械加速澄清池动态模拟运行装置的连接关系示意图；
图2为小型机械加速澄清池的主视剖面图；
图中：11.恒温水箱、12.原水进管、13.变频原水泵、14.第一流量计、15.混凝剂加药管、16.第二流量计、17.变频加药泵甲、18.混凝剂盛装箱、19.阻凝剂加药管、20.第三流量计、21.变频加药泵乙、22.阻凝剂盛装箱、23.小型机械加速澄清池、231.一级混合反应区、232.二级混合反应区、233.泥浆池、234.回流区、235.溢流水槽、236.排泥管、24.石灰料仓、25.定量给料机、26.石灰加料管、27.搅拌电机、271.转动叶轮、28.第一在线PH值表、29.第二在线PH值表、30.在线浊度仪、31.出水管、32.排空管、33.控制阀门。
具体实施方式
实施例一，参见图1-2，一种机械加速澄清池动态模拟运行装置，该装置包括恒温水箱、小型机械加速澄清池、混凝剂加药管路和阻凝剂加药管路；
所述的恒温水箱通过原水进管与小型机械加速澄清池连通，该原水进管上自恒温水箱所在的一端起依次串联接通有变频原水泵和第一流量计；所述的恒温水箱的温度控制范围为0°≤T≤50°。。
所述的混凝剂加药管路包括混凝剂盛装箱、混凝剂加药管、变频加药泵甲和第二流量计，所述的混凝剂盛装箱通过混凝剂加药管接通在第一流量计与小型机械加速澄清池之间的原水进管上，在混凝剂加药管上自混凝剂盛装箱所在的一端起依次串联接通有变频加药泵甲和第二流量计；
所述的阻凝剂加药管路包括阻凝剂盛装箱、阻凝剂加药管、变频加药泵乙和第三流量计，所述的阻凝剂盛装箱通过阻凝剂加药管接通在第一流量计与小型机械加速澄清池之间的原水进管上，在阻凝剂加药管上自阻凝剂盛装箱所在的一端起依次串联接通有变频加药泵乙和第三流量计；
所述的小型机械加速澄清池的上方设有石灰料仓，该石灰料仓与定量给料机连通，定量给料机上接通有伸入到小型机械加速澄清池内部的石灰加料管，在小型机械加速澄清池上还设有搅拌提升器和第一在线PH值表，小型机械加速澄清池上还接通有出水管，该出水管上设有第二在线PH值表和在线浊度仪。
所述的小型机械加速澄清池的内部分为中间的一级混合反应区和二级混合反应区、两侧的泥浆池和回流区，在小型机械加速澄清池上边沿设有溢流水槽，溢流水槽与出水管接通。
所述的小型机械加速澄清池的一级混合反应区的底部接通有排空管，该排空管上串联有控制阀门。所述的小型机械加速澄清池内泥浆池的底部接通有排泥管。
所述的搅拌提升器包括搅拌电机及搅拌电机驱动的转动叶轮，该转动叶轮伸入到小型机械加速澄清池内部的一级混合反应区中。
所述的原水进管与小型机械加速澄清池连接的一端伸入到一级混合反应区内，所述的石灰加料管的下端伸入到一级混合反应区的内部。
实施例二，参见图1-2，一种应用实施例一所述的一种机械加速澄清池动态模拟运行装置的试验方法，该方法包括如下步骤：
①首先将火力发电厂的循环冷却水补入恒温水箱中，并调整恒温水箱的温度至指定数值范围内；通过恒温水箱调整进水水温(0℃～50℃)，模拟实现电厂循环水实际运行的水温，电厂循环水源的温度冬季一般为5℃～10℃，夏季为20℃～30℃，当水源水温发生变化时，加药量(混凝剂、阻凝剂和石灰)将进行相应的调整，才能确保出水水质(浊度、pH值和总碱度)合格；通过本发明的试验方法，确定不同温度下的加药量，确保机械加速澄清池出水水质合格，指导电厂循环水处理安全运行；再者，电厂的水源一般包括地表水和城市中水，两种水源混合使用，全年不同季节，水质(总碱度和浊度)有所不同；当机械加速澄清池进水水质(总碱度和浊度)发生变化时，加药量将进行相应的调整，才能确保出水水质合格；通过本试验方法，确定不同水源下的加药量，确保机械加速澄清池出水水质合格，指导电厂循环水处理安全运行。
②启动变频原水泵并调节其频率，使第一流量计的示数达到指定数值；通过变频原水泵和第一流量计，调整进水流量(10L/h～100L/h)，模拟实现电厂循环水处理系统机械加速澄清池的实际进水流量；由于电厂机组负荷越大，耗水量越大，补水量也越大；冬季循环水蒸发量较小，夏季蒸发量较大，补水量根据蒸发量的变化而变化；因此，不同的阶段，机械加速澄清池的进水流量也将不同(500m3/h～1500m3/h)；当机械加速澄清池进水流量发生变化时，加药量将进行相应的调整，才能确保出水水质合格；通过本发明的试验方法，确定不同流量下的加药量，确保机械加速澄清池出水水质合格，指导电厂循环水处理安全运行。
③混凝剂盛装箱、阻凝剂盛装箱、石灰料仓内分别对应添加混凝剂、阻凝剂和石灰；
④启动变频加药泵甲和变频加药泵乙、定量给料机及搅拌提升机；
⑤当出水管开始排水时，手动测量并记录排水水质的总碱度，同时观察并记录第二在线PH值表和在线浊度仪的示数；
⑥通过不断调节变频加药泵甲和变频加药泵乙的频率及定量给料机的供给量，改变各药剂的加药量，直至排水水质的总碱度、第二在线PH值表的示数、在线浊度仪的示数达到合格水质的要求；
⑦记录排水水质合格时对应的第二流量计的示数、第三流量计的示数及定量给料机的供给量，同时记录对应的恒温水箱的温度和第一流量计的示数。最终，通过本发明的装置及试验方法，可以得出在不同水温、不同进水流量、不同水质水源的情况下，相应的混凝剂、阻凝剂和石灰的加药量，确保机械加速澄清池出水水质合格，指导电厂运行人员及时调整相应的加药量。
实施例三，参见图1-2，下面结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明；
1、于2019年采用本发明的方法进行试验，某电厂循环冷却水补充水为城市中水，水处理工艺流程：补充水→机械加速澄清池(加混凝剂、阻凝剂和石灰)→过滤器→塔池，其中城市中水水质检测结果见表1：
表1城市中水水质检测结果
由于城市中水总碱度较大，电厂循环冷却水在较高浓缩倍率情况下运行存在结垢的风险，需要有效降低补充水(城市中水)的总碱度；根据电厂的实际情况，采用本发明的装置及试验方法，对电厂水源城市中水进行动态模拟运行试验，得出合理的混凝剂、阻凝剂和石灰的加药量，确保机械加速澄清池长期稳定运行，出水水质合格。
通过调节恒温水箱的温度设置和变频原水泵的频率，调整试验用水的水温和进水流量，使试验参数更接近电厂循环冷却水实际运行情况。
2、试验方法及数据：
(1)将城市中水补入恒温水箱(体积约1m3)，控制水温恒定为20℃左右；(2)启动变频原水泵，通过调节变频原水泵的频率，控制第一流量计的流量为10L～100L/h；(3)缓慢加入混凝剂、阻凝剂和石灰，初期小剂量，逐渐调整加药量；(4)每4h～12h检测和记录1次机械加速澄清池出水的浊度、pH值和总碱度，根据检测结果及时进行相应的加药量调整；(5)最终达到出水水质出水总碱度小于2mmol/L，在线浊度小于5NTU，在线pH值7～9，并持续稳定运行48h，试验数据详见表2出水水质检测结果及加药量，其中电厂使用的混凝剂为聚合硫酸铁溶液，阻凝剂为聚丙烯酰胺，石灰为氢氧化钙固体粉末。
表2出水水质检测结果及加药量
3、结论
本次机械加速澄清池动态模拟运行试验结果表明，在混凝剂聚合硫酸铁的加药量为55mg/L，阻凝剂聚丙烯酰胺的加药量为15mg/L，熟石灰氢氧化钙的加药量为404mg/L情况下，机械加速澄清池运行稳定，出水水质合格，循环水补充水经过处理后，碱度3.8mmol/L降至1.0mmol/L左右，浊度3.2NTU降至1.0NTU左右，能够有效降低碱度和浊度，满足电厂循环水运行要求，有利于提高电厂循环水浓缩倍率，实现节水减排。
Claims (9)
1.一种机械加速澄清池动态模拟运行装置，该装置包括恒温水箱、小型机械加速澄清池、混凝剂加药管路和阻凝剂加药管路，其特征是：
所述的恒温水箱通过原水进管与小型机械加速澄清池连通，该原水进管上自恒温水箱所在的一端起依次串联接通有变频原水泵和第一流量计；
所述的混凝剂加药管路包括混凝剂盛装箱、混凝剂加药管、变频加药泵甲和第二流量计，所述的混凝剂盛装箱通过混凝剂加药管接通在第一流量计与小型机械加速澄清池之间的原水进管上，在混凝剂加药管上自混凝剂盛装箱所在的一端起依次串联接通有变频加药泵甲和第二流量计；
所述的阻凝剂加药管路包括阻凝剂盛装箱、阻凝剂加药管、变频加药泵乙和第三流量计，所述的阻凝剂盛装箱通过阻凝剂加药管接通在第一流量计与小型机械加速澄清池之间的原水进管上，在阻凝剂加药管上自阻凝剂盛装箱所在的一端起依次串联接通有变频加药泵乙和第三流量计；
所述的小型机械加速澄清池的上方设有石灰料仓，该石灰料仓与定量给料机连通，定量给料机上接通有伸入到小型机械加速澄清池内部的石灰加料管，在小型机械加速澄清池上还设有搅拌提升器和第一在线PH值表，小型机械加速澄清池上还接通有出水管，该出水管上设有第二在线PH值表和在线浊度仪。
2.根据权利要求1所述的一种机械加速澄清池动态模拟运行装置，其特征是：所述的恒温水箱的温度控制范围0°≤T≤ 50°。
3.根据权利要求2所述的一种机械加速澄清池动态模拟运行装置，其特征是：所述的小型机械加速澄清池的内部分为中间的一级混合反应区和二级混合反应区、两侧的泥浆池和回流区，在小型机械加速澄清池上边沿设有溢流水槽，溢流水槽与出水管接通。
4.根据权利要求3所述的一种机械加速澄清池动态模拟运行装置，其特征是：所述的小型机械加速澄清池的一级混合反应区的底部接通有排空管，该排空管上串联有控制阀门。
5.根据权利要求4所述的一种机械加速澄清池动态模拟运行装置，其特征是：所述的小型机械加速澄清池内泥浆池的底部接通有排泥管。
6.根据权利要求5所述的一种机械加速澄清池动态模拟运行装置，其特征是：所述的搅拌提升器包括搅拌电机及搅拌电机驱动的转动叶轮，该转动叶轮伸入到小型机械加速澄清池内部的一级混合反应区中。
7.根据权利要求6所述的一种机械加速澄清池动态模拟运行装置，其特征是：所述的原水进管与小型机械加速澄清池连接的一端伸入到一级混合反应区内。
8.根据权利要求7所述的一种机械加速澄清池动态模拟运行装置，其特征是：所述的石灰加料管的下端伸入到一级混合反应区的内部。
9.一种应用权利要求8所述的一种机械加速澄清池动态模拟运行装置的试验方法，该方法包括如下步骤：
①首先将火力发电厂的循环冷却水补入恒温水箱中，并调整恒温水箱的温度至指定数值范围内；
②启动变频原水泵并调节其频率，使第一流量计的示数达到指定数值；
③混凝剂盛装箱、阻凝剂盛装箱、石灰料仓内分别对应添加混凝剂、阻凝剂和石灰；
④启动变频加药泵甲和变频加药泵乙、定量给料机及搅拌提升机；
⑤当出水管开始排水时，手动测量并记录排水水质的总碱度，同时观察并记录第二在线PH值表和在线浊度仪的示数；
⑥通过不断调节变频加药泵甲和变频加药泵乙的频率及定量给料机的供给量，改变各药剂的加药量，直至排水水质的总碱度、第二在线PH值表的示数、在线浊度仪的示数达到合格水质的要求；
⑦记录排水水质合格时对应的第二流量计的示数、第三流量计的示数及定量给料机的供给量，同时记录对应的恒温水箱的温度和第一流量计的示数。
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2020
- 2020-05-29 CN CN202010482527.8A patent/CN112320906A/zh active Pending
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