CN112919649A - 火力发电机组给水加双氧水处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种火力发电机组给水加双氧水处理系统和方法，通过设置两条支路分别将加药箱内的双氧水‑除盐水溶液送入到除氧器下降管或凝结水精处理出口内，由于双氧水自身具备的强氧化性和易分解特征，加入凝结水或给水后既有助氧化保护膜生成，又可立即分解生成氧气和水，提高给水溶氧量；支路上设置PLC控制模块、ORP计、加药泵等通过信号线连接，可将ORP反馈值、溶氧值、水流量、压力等变量拟合在PLC的调节公式内进行解析，作为给水加药泵调节控制依据，实时调节给水加药泵运行频率，控制加药量与给水流量或凝结水流量具有良好协调性；本发明提高了加氧的稳定性，降低了过热器、再热器的氧化膜厚度，能显著提高氧化膜的保护效果。
Description
技术领域
本发明涉及发电厂设备技术领域，尤其涉及一种火力发电机组给水加双氧水处理系统和方法。
背景技术
火力发电机组给水处理是防止热力设备腐蚀，提高热力设备运行经济性、安全性的必要手段，主要有还原性全挥发处理方式(AVT(R))、氧化性全挥发处理(AVT(O))方式以及给水加氧处理(OT)方式。给水加氧处理(OT)是高参数，尤其是超临界机组安全经济运行的首选水化学处理工艺，其主要原理是通过增加给水中氧含量使热力系统碳钢表面形成致密氧化膜，阻止金属基体腐蚀。现有给水加氧处理主要为将氧气瓶中氧气通过减（增）压加至除氧器出口或凝结水精处理出口处，以提高给水中溶解氧含量。但是，这种处理方式存在机组运行过程温度、压力变化波动较大的问题，加氧过程又存在气、液相溶系数较低，加氧设备气流调节能力有限等问题，会造成给水中溶解氧波动较大，极易出现热力系统腐蚀加速或氧化膜增长过快现象。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种火力发电机组给水加双氧水处理系统和方法。
本发明的技术方案是：一种火力发电机组给水加双氧水处理系统，其特征是：包括加药箱、给水加药支路、凝结水精处理出口加药支路、PLC控制模块；
加药箱的底部连接有主加药管，给水加药支路通过加药支管甲和主加药管连通，该支路的加药支管甲中间连接有给水加药泵，给水加药泵入口端的支管上连接有给水手动阀甲，给水加药泵出口端的支管上连接有ORP计甲；
凝结水精处理出口加药支路通过加药支管乙和主加药管连通，该支路的加药支管乙中间连接有凝结水加药泵，凝结水加药泵入口端的支管上连接有凝结水手动阀甲，凝结水加药泵出口端的支管上连接有ORP计乙；
PLC控制模块上接出有多根信号线，分别和给水加药泵、凝结水加药泵、ORP计甲、ORP计乙以及省煤器入口连接。
优选的，所述的加药箱内设有搅拌装置，该搅拌装置包括固定连接在加药箱顶板中间的电机，电机的轴上连接有竖向伸入到加药箱内的搅拌桨。
优选的，所述给水加药泵的出口端支管上连接有给水手动阀乙，凝结水加药泵的出口端支管上连接有凝结水手动阀乙。
优选的，所述的主加药管上连接有总阀。
火力发电机组给水加双氧水处理系统的处理方法，该方法包括以下两种情况：
（1）向给水加药时步骤：
S1、在加药箱1内配置质量浓度为0.1%~0.5%的双氧水-除盐水溶液作为加药介质，在PLC控制模块内设置给水溶氧目标值a1；
S2、打开总阀、给水手动阀甲、给水手动阀乙，通过PLC控制模块启动给水加药泵，ORP计甲将ORP值反馈至PLC控制模块，利用PLC控制模块内的药品浓度C与ORP值换算公式，解出所加药品浓度；
S3、PLC控制模块同时接收省煤器入口溶氧值a2及给水流量、温度、压力，通过内置解析公式计算所需加药流量，反馈信号至给水加药泵；
S4、当a2＜0.9a1时，PLC控制模块根据解析加药流量，增大给水加药泵运行频率，提高给水溶氧，当a1＜a2＜1.05 a1时，PLC控制模块给出指令使给水加药泵稳频率运行，当a2＞1.05 a1时，PLC控制模块根据解析结果，降低给水加药泵运行频率；
S5、给水流量及压力变化时，PLC控制模块根据接收到的ORP计甲反馈值、省煤器入口溶氧值a2、给水溶氧目标值a1、给水流量、温度、压力信号，将各变量拟合在调节公式内进行解析，实时调节给水加药泵运行频率，控制加药量与给水流量具有良好协调性；
（2）向凝结水精处理出口加药时步骤：
S6、在PLC控制模块内给定凝结水精处理出口溶氧目标值a3，打开总阀、凝结水手动阀甲、凝结水手动阀乙，通过PLC控制模块启动凝结水加药泵进行加药；
S7、ORP计乙将ORP值反馈至PLC控制模块，PLC控制模块内的药品浓度C与ORP值换算公式立即解出所加药品浓度；
S8、PLC控制模块同时接收省煤器入口溶氧值a4及凝结水流量、温度、压力，通过内置解析公式计算所需加药流量，反馈信号至凝结水加药泵；
S9、当a4＜0.9a3时，PLC控制模块根据解析加药流量，增大凝结水加药泵运行频率，提高凝结水溶氧，当a3＜a4＜1.05a3时，PLC控制模块给出指令使凝结水加药泵稳频率运行，当a4＞1.05a3时，PLC控制模块根据解析结果，降低凝结水加药泵运行频率；
S10、凝结水流量及压力变化时，PLC控制模块根据接收到ORP计乙反馈值、省煤器入口溶氧值a4、凝结水溶氧目标值a3、凝结水流量、温度、压力信号，将各变量拟合在调节公式内进行解析，实时调节凝结水加药泵运行频率，控制加药量与凝结水流量具有良好协调性。
本发明的有益技术效果是：
本发明通过设置两条支路分别将加药箱内的双氧水-除盐水溶液送入到除氧器下降管或凝结水精处理出口内，由于双氧水自身具备的强氧化性和易分解特征，加入凝结水或给水后既有助氧化保护膜生成，又可立即分解生成氧气和水，提高给水溶氧量；支路上设置的PLC控制模块、ORP计、加药泵等通过信号线连接，将ORP反馈值、溶氧值、水流量、压力等变量拟合在PLC的调节公式内进行解析，作为给水加药泵调节控制依据，实时调节给水加药泵运行频率，控制加药量与给水流量或凝结水流量具有良好协调性；本发明提高了加氧的稳定性，降低了过热器、再热器的氧化膜厚度，显著提高了氧化膜的保护效果。
附图说明
图1是本发明的处理系统示意图。
图中，11.加药箱、111.主加药管、112.电机、113.搅拌桨、114.总阀、12.PLC控制模块、121.信号线、13.加药支管甲、131.给水加药泵、132.给水手动阀甲、133.给水手动阀乙、134 .ORP计甲、14.加药支管乙、141.凝结水加药泵、142.凝结水手动阀甲、143.凝结水手动阀乙、144. ORP计乙。
具体实施方式
实施例一，参见附图 1，一种火力发电机组给水加双氧水处理系统，包括加药箱、给水加药支路、凝结水精处理出口加药支路、PLC控制模块；
加药箱的底部连接有主加药管，给水加药支路通过加药支管甲和主加药管连通，该支路的加药支管甲中间连接有给水加药泵，给水加药泵入口端的支管上连接有给水手动阀甲，给水加药泵出口端的支管上连接有ORP计（氧化还原电位在线分析仪）甲；
凝结水精处理出口加药支路通过加药支管乙和主加药管连通，该支路的加药支管乙中间连接有凝结水加药泵，凝结水加药泵入口端的支管上连接有凝结水手动阀甲，凝结水加药泵出口端的支管上连接有ORP计乙；
PLC控制模块上接出有多根信号线分别和给水加药泵、凝结水加药泵、ORP计甲、ORP计乙以及省煤器入口连接。
所述的加药箱内设有搅拌装置，该装置包括固定连接在加药箱顶板中间的电机，电机的轴上连接有竖向伸入到加药箱内的搅拌桨，该搅拌装置用于配置质量浓度为0.1%~0.5%的双氧水除盐水溶液。
所述给水加药泵的出口端支管上连接有给水手动阀乙，凝结水加药泵的出口端支管上连接有凝结水手动阀乙；所述的主加药管上连接有总阀，通过控制各阀门给水加药支路或凝结水精处理出口加药支路和加药箱连通。
实施例二，参见附图 1，一种火力发电机组给水加双氧水处理方法，利用实施例一的处理系统，该处理方法包括以下两种情况：
（1）向给水加药时步骤：
S1、在加药箱1内配置浓度为0.1%~0.5%双氧水-除盐水溶液作为加药介质，在PLC控制模块内设置给水溶氧目标值a1；
S2、打开总阀、给水手动阀甲、给水手动阀乙，通过PLC控制模块启动给水加药泵，ORP计甲将ORP值反馈至PLC控制模块，依据PLC控制模块内的药品浓度C与ORP值换算公式，立即解出所加药品浓度，该浓度作为加药精确控制依据之一；
S3、PLC控制模块同时接收省煤器入口溶氧值a2及给水流量、温度、压力，通过内置解析公式计算所需加药流量，反馈信号至给水加药泵，以控制加药泵频率；
S4、当a2＜0.9a1时，PLC控制模块根据解析加药流量，增大给水加药泵运行频率，提高给水溶氧，当a1＜a2＜1.05a1时，PLC控制模块给出指令使给水加药泵稳频率运行，当a2＞1.05a1时，PLC控制模块根据解析结果，降低给水加药泵运行频率；
S5、给水流量及压力变化时，PLC控制模块根据接收到ORP计甲反馈值、省煤器入口溶氧值a2、给水溶氧目标值a1、给水流量、温度、压力信号，将各变量拟合在解析公式内进行解析，作为给水加药泵调节控制依据，实时调节给水加药泵运行频率，控制加药量与给水流量具有良好协调性。
（2）向凝结水精处理出口加药时的步骤：
S6、在PLC控制模块内给定凝结水精处理出口溶氧目标值a3，打开总阀、凝结水手动阀甲、凝结水手动阀乙，通过PLC控制模块启动凝结水加药泵进行加药；
S7、ORP计乙将ORP值反馈至PLC控制模块，PLC控制模块内的药品浓度C与ORP值换算公式立即解出所加药品浓度；
S8、PLC控制模块同时接收省煤器入口溶氧值a4及凝结水流量、温度、压力，通过内置解析公式计算所需加药流量，反馈信号至凝结水加药泵；
S9、当a4＜0.9a3时，PLC控制模块根据解析加药流量，增大凝结水加药泵运行频率，提高凝结水溶氧，当a3＜a4＜1.05a3时，PLC控制模块给出指令使凝结水加药泵稳频率运行，当a4＞1.05a3时，PLC控制模块根据解析结果，降低凝结水加药泵运行频率；
S10、凝结水流量及压力变化时，PLC控制模块根据接收到ORP计乙反馈值、省煤器入口溶氧值a4、凝结水溶氧目标值a3、凝结水流量、温度、压力信号，将各变量拟合在调节公式内进行解析，实时调节凝结水加药泵运行频率，控制加药量与凝结水流量具有良好协调性。
实施例三：本发明的应用效果
为验证本发明的应用效果，将上述本发明实施例的臭氧处理系统相对传统加氧系统进行比较。传统加氧系统主要由氧气瓶、汇流排、稳压阀、流量调节阀组成，其加氧过程氧气瓶中氧气经汇流排汇流，经稳压阀稳定氧气压力，根据需求调节流量调节阀，将氧气加入至凝结水精处理出口母管或除氧器下降管，通过监测省煤器入口溶氧值来调节流量调节阀，控制加氧量。
在某机组相同工况下（机组负荷、运行参数相同），使用本发明实施例的臭氧处理系统和方法与相对传统加氧系统进行效果比较，具体如下：
（1）本发明和传统加氧进行加氧效果稳定性对比，数据如下：
由上述数据可见，本发明加氧稳定性为控制值最大相对偏差为-2.7%和+4.3%，传统加氧稳定性为控制值最大相对偏差为-39.43%和+60.45%，可见，本发明加氧稳定性较传统加氧稳定性提高明显。
（2）采用传统气态加氧和本发明加氧后过热器、再热器氧化膜厚度对比：
采用本发明加氧方法后过热器氧化膜厚度比传统方法降低64.2~73.6%、再热器氧化膜厚度降低70.8%~72.6%。过热器、再热器氧化膜厚度越低，传热效果越好，系统热效率越高。本发明使用后的过热器、再热器氧化膜降低效果明显。
（3）采用传统气态加氧时和本发明加氧后的机组高加给水系统铁离子溶出度对比。
给水系统铁离子溶出度越低，说明氧化保护膜保护效果越好。可见，本发明方法使用后，机组高压给水系统铁离子溶出度比传统方法降低74.1%~79.8%。
Claims (5)
1.一种火力发电机组给水加双氧水处理系统，其特征是：包括加药箱、给水加药支路、凝结水精处理出口加药支路、PLC控制模块；
加药箱的底部连接有主加药管，给水加药支路通过加药支管甲和主加药管连通，该支路的加药支管甲中间连接有给水加药泵，给水加药泵入口端的支管上连接有给水手动阀甲，给水加药泵出口端的支管上连接有ORP计甲；
凝结水精处理出口加药支路通过加药支管乙和主加药管连通，该支路的加药支管乙中间连接有凝结水加药泵，凝结水加药泵入口端的支管上连接有凝结水手动阀甲，凝结水加药泵出口端的支管上连接有ORP计乙；
PLC控制模块上接出有多根信号线，分别和给水加药泵、凝结水加药泵、ORP计甲、ORP计乙以及省煤器入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种火力发电机组给水加双氧水处理系统，其特征是：所述的加药箱内设有搅拌装置，该搅拌装置包括固定连接在加药箱顶板中间的电机，电机的轴上连接有竖向伸入到加药箱内的搅拌桨。
3.根据权利要求1所述的一种火力发电机组给水加双氧水处理系统，其特征是：所述给水加药泵的出口端支管上连接有给水手动阀乙，凝结水加药泵的出口端支管上连接有凝结水手动阀乙。
4.根据权利要求1所述的一种火力发电机组给水加双氧水处理系统，其特征是：所述的主加药管上连接有总阀。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的火力发电机组给水加双氧水处理系统的处理方法，其特征是：该方法包括以下两种情况：
（1）向给水加药时步骤：
S1、在加药箱1内配置质量浓度为0.1%~0.5%的双氧水-除盐水溶液作为加药介质，在PLC控制模块内设置给水溶氧目标值a1；
S2、打开总阀、给水手动阀甲、给水手动阀乙，通过PLC控制模块启动给水加药泵，ORP计甲将ORP值反馈至PLC控制模块，利用PLC控制模块内的药品浓度C与ORP值换算公式，解出所加药品浓度；
S3、PLC控制模块同时接收省煤器入口溶氧值a2及给水流量、温度、压力，通过内置解析公式计算所需加药流量，反馈信号至给水加药泵；
S4、当a2＜0.9a1时，PLC控制模块根据解析加药流量，增大给水加药泵运行频率，提高给水溶氧，当a1＜a2＜1.05 a1时，PLC控制模块给出指令使给水加药泵稳频率运行，当a2＞1.05 a1时，PLC控制模块根据解析结果，降低给水加药泵运行频率；
S5、给水流量及压力变化时，PLC控制模块根据接收到的ORP计甲反馈值、省煤器入口溶氧值a2、给水溶氧目标值a1、给水流量、温度、压力信号，将各变量拟合在调节公式内进行解析，实时调节给水加药泵运行频率，控制加药量与给水流量具有良好协调性；
（2）向凝结水精处理出口加药时步骤：
S6、在PLC控制模块内给定凝结水精处理出口溶氧目标值a3，打开总阀、凝结水手动阀甲、凝结水手动阀乙，通过PLC控制模块启动凝结水加药泵进行加药；
S7、ORP计乙将ORP值反馈至PLC控制模块，PLC控制模块内的药品浓度C与ORP值换算公式立即解出所加药品浓度；
S8、PLC控制模块同时接收省煤器入口溶氧值a4及凝结水流量、温度、压力，通过内置解析公式计算所需加药流量，反馈信号至凝结水加药泵；
S9、当a4＜0.9a3时，PLC控制模块根据解析加药流量，增大凝结水加药泵运行频率，提高凝结水溶氧，当a3＜a4＜1.05a3时，PLC控制模块给出指令使凝结水加药泵稳频率运行，当a4＞1.05a3时，PLC控制模块根据解析结果，降低凝结水加药泵运行频率；
S10、凝结水流量及压力变化时，PLC控制模块根据接收到ORP计乙反馈值、省煤器入口溶氧值a4、凝结水溶氧目标值a3、凝结水流量、温度、压力信号，将各变量拟合在调节公式内进行解析，实时调节凝结水加药泵运行频率，控制加药量与凝结水流量具有良好协调
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