CN204440183U - 一种脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统，包括原水池、脱碳脱硬装置、清水池、电动调节阀、冷却塔池、凝汽器、循环水泵、冷却塔、第一控制器、第二控制器、用于检测冷却塔池入水口处水的电导率的第一电导率表、用于检测冷却塔池中水的电导率的第二电导率表、用于检测冷却塔池中水的液位的液位传感器。本实用新型可以有效的控制以高碱度高硬度水源为冷却塔补充水的循环水浓缩倍率。

Description

一种脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，具体涉及一种脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统。

背景技术

火力发电厂是耗水大户，水资源的紧张已逐渐成为电力行业面临的重要问题，高碱度高硬度水回用是解决火电厂水资源短缺的有效途径，但高碱度高硬度水具有腐蚀和结垢倾向大的特点。要保证高碱度高硬度水回用于电厂循环水系统在高浓缩倍率下机组能安全稳定运行，必须对高碱度高硬度水进行优化处理。

脱碳脱硬处理的主要技术措施有弱酸离子交换软化处理、加酸处理、石灰软化处理、脱盐处理等。脱碳脱硬处理装置将水中暂时硬度和碱度大部分去除，因此能大大改善水源水质，当上述高碱度高硬度水通过脱碳脱硬装置处理后作为循环水的补充水时，其水质的有害因素将取决于氯离子含量，从而使氯离子含量成为循环水浓缩倍率的限制因素，氯离子含量与循环水腐蚀问题密切相关，合理控制浓缩倍率就可以有效防止系统的腐蚀。

20世纪80年代至90年代末，国内工业企业取水费较低，采用循环冷却供水系统火电厂浓缩倍率普遍很低，更没有冷却塔自动排污方面的研究和实践。近几年，随着国家用水、排水收费政策和各发电集团《节约环保型燃煤发电厂标准》的颁布，在国内一部分火电厂进行了冷却塔自动排污的相关实践，但至今没有成功的实例。

这些循环冷却型火电厂通常采用两种方式：一是定时排污，即在一天的某几个时段排出一定量的循环水，以维持循环水系统盐量平衡，这样操作往往造成浓缩倍率波动很大；另一种是根据循环水浓缩倍率排污，浓缩倍率高过设定值则排污，浓缩倍率低于设定值则不排，在电厂实际运行中，在满足循环水下游用户用水量需求的前提下，循环水浓缩倍率波动幅度依然较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统，该系统可以有效的控制冷却塔中循环水的浓缩倍率。

为达到上述目的，本实用新型所述的脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统包括原水池、脱碳脱硬装置、清水池、电动调节阀、冷却塔池、凝汽器、电动排污阀、循环水泵、冷却塔、第一控制器、第二控制器、用于检测冷却塔池入水口处水的电导率的第一电导率表、用于检测冷却塔池中水的电导率的第二电导率表、用于检测冷却塔池中水的液位的液位传感器；

所述原水池的出水口与脱碳脱硬装置的进水口相连通，脱碳脱硬装置的出水口与清水池的进水口相连通，清水池的出水口经电动调节阀与冷却塔池的入水口相连通，冷却塔池的出水口经循环水泵分为两路，其中一路与与凝汽器的管束进水口相连通，另一路经工艺水升压泵与下游用户相连通；凝汽器的管束出水口分为两路，其中一路与冷却塔内的各喷头入口相连通，另一路与电动排污阀相连通；

所述液位传感器的输出端与第一控制器的输入端相连接，第一控制器的输出端与第一电动调节阀的控制端相连接，第一电导率表的输出端及第二电导率表的输出端均与第二控制器的输入端相连接，第二控制器的输出端与电动排污阀的控制端相连接；

所述电动排污阀的入口处设有第一流量计，工艺水升压泵的入口处设有第二流量计。

所述清水池的出水口与电动调节阀之间设有第三流量计。

所述第一流量计、第二流量计及第三流量计均为电磁流量计。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统在控制冷却塔中的循环水浓缩倍率时，通过第一电导率表检测冷却塔池入水口处水的电导率信息，第二电导率表检测冷却塔池中水的电导率信息，第二控制器根据所述冷却塔池入水口处水的电导率信息及冷却塔池中水的电导率信息得循环水的浓缩倍率C，当该循环水的浓缩倍率C大于等于预设阀值时，则控制电动排污阀打开进行排污，直至循环水的浓缩倍率小于预设阀值为止，从而实现对冷却塔的循环水浓缩倍率的动态控制，结构简单，操作方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为实施例一中改造前#1～#4机组循环水浓缩倍率波动曲线图；

图3为实施例一中改造后#1～#4机组循环水浓缩倍率波动曲线图。

其中，1为第三流量计、2为电动调节阀、3为液位传感器、4为第一电导率表、5为第二电导率表、6为第一流量计、7为电动排污阀、8为第二流量计、9为冷却塔、10为冷却塔池、11为清水池、12为工艺水升压泵、13为凝汽器、14为循环水泵、15为脱碳脱硬装置、16为原水池。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1，本实用新型所述的脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统包括原水池16、脱碳脱硬装置15、清水池11、电动调节阀2、冷却塔池10、凝汽器13、电动排污阀7、循环水泵14、冷却塔9、第一控制器、第二控制器、用于检测冷却塔池10入水口处水的电导率的第一电导率表4、用于检测冷却塔池10中水的电导率的第二电导率表5、用于检测冷却塔池10中水的液位的液位传感器3；原水池16的出水口与脱碳脱硬装置15的进水口相连通，脱碳脱硬装置15的出水口与清水池11的进水口相连通，清水池11的出水口经电动调节阀2与冷却塔池10的入水口相连通，冷却塔池10的出水口经循环水泵14分为两路，其中一路与凝汽器13的管束进水口相连通，另一路经工艺水升压泵12与下游用户相连通；凝汽器13的管束出水口分为两路，其中一路与冷却塔9内的各喷头入口相连通，另一路与电动排污阀7相连通；液位传感器3的输出端与第一控制器的输入端相连接，第一控制器的输出端与第一电动调节阀2的控制端相连接，第一电导率表4的输出端及第二电导率表5的输出端均与第二控制器的输入端相连接，第二控制器的输出端与电动排污阀7的控制端相连接；电动排污阀7的入口处设有第一流量计6，工艺水升压泵12的入口处设有第二流量计8。

需要说明的是，所述清水池11的出水口与电动调节阀2之间设有第三流量计1；第一流量计6、第二流量计8及第三流量计1均为电磁流量计。

本实用新型的具体操作过程为：

原水池16内高碱度高硬度水经由脱碳脱硬装置15进行脱碳脱硬处理后进入清水池11，清水池11输出的水分为两路，一路经工艺水升压泵12进入下游用户，另一路经凝汽器13的管束分为两路，一路进入到冷却塔10中作为补充水，另一路经电动排污阀7作为排污使用；

液位传感器3实时检测冷却塔池10中水的液位信息，并将所述冷却塔池10中水的液位信息转发至第一控制器中，第一控制器根据所述冷却塔池10中水的液位信息判断冷却塔池10中水的液位是否小于或等于预设的液位阀值，当冷却塔池10中水的液位小于或等于预设的液位阀值时，则产生第一电信号，并根据所述第一电信号控制电动调节阀2使清水池11中的水进入到冷却塔池10中，第一电导率表4实时检测冷却塔池10入水口处水的电导率信息，并将所述冷却塔池10入水口处水的电导率信息转发至第二控制器中，第二电导率表5实时检测冷却塔池10中水的电导率信息，并将所述冷却塔池10中水的电导率信息转发至第二控制器中，第二控制器根据冷却塔池10入水口处水的电导率信息得冷却塔池10入水口处水的氯离子浓度值A，第二控制器根据冷却塔池10中入水口处水的电导率信息得冷却塔池10中入水口处水的氯离子浓度值B，并根据冷却塔池10入水口处水的氯离子浓度值A及冷却塔池10中水的氯离子浓度值B得循环水的浓缩倍率C，其中，C＝B/A，当循环水的浓缩倍率C大于等于预设阀值时，则产生第二电信号，并根据所述第二电信号控制电动排污阀7打开。

当下游用户需水量为零时，理论排污量即为实际排污量Q_实际排污＝Q_{理论 排污}-Q_下游用户。

实施例一

山东某电厂，以高碱度高硬度水源为冷却塔补充水，为了增加节水效益，拟将循环水浓缩倍率控制在6倍，图2为该厂冷却塔9排污采用手动控制时，#1～#4机组循环水的浓缩倍率波动曲线，总体来看，循环水浓缩倍率变化范围都很大，#1～#4机组浓缩倍率全年波峰值波动幅度最高为31％，波谷值波动幅度最高为55％，#1～#4机组全年浓缩倍率平均值为2.95～3.36，远低于电厂期望水平。

循环水浓缩倍率控制系统以循环水电导率与浓缩倍率的关系为基础，为此，研究了上述山东某电厂#1～#4机组循环水电导率与浓缩倍率的关系。表1为#1～#4机组的循环水浓缩倍率、电导率、氯离子关系。

表1

由表1中的数据可得出#1～#4机组循环水电导率与浓缩倍率的关系函数为：

D＝648.69K_Cl+445.55，R²＝0.989

其中，D为循环水电导率，R²＝0.989，循环水浓缩倍率与电导率线性关系好，该函数模型即为该电厂循环水浓缩倍率稳定系统控制逻辑。

根据该电厂节水改造工程可行性研究方案，#1～#4机组循环水浓缩倍率设定值取K_Cl＝6，由#1～#4机组循环水电导率与浓缩倍率实际测试值得到的函数模型确定在K_Cl＝6时，电导率为4337μs/cm(25℃)。

当#1～#4机组循环水电导率为4337μs/cm时，即浓缩倍率达到6时，电动排污阀7开启，具体控制策略为：如检测到有去下游用户的流量，针对下游用户多，采用测量下游用户的总水量。

排污门流量＝理论排污量(K_Cl＝6)-下游用户的总水量

当检测至下游用户的水量≥理论排污量时，电动排污阀7关闭；当检测到冷水塔水位在1.5m以下时，电动排污阀7关闭。

为确保#1～#4机组冷却塔9排污及时准确，需要建立电动排污阀7开度与冷却塔9排污水量的关系，根据电动排污阀7实际排污水量，由第二控制器控制电动排污阀7开度。该电厂#1～#4机组冷却塔9电动排污阀7开度与排污水量关系见表2。

表2

冷水塔水位在1.5m以下时，电动调节阀2开度为100％，冷水塔水位在1.5m至1.75m之间时，电动调节阀2开度为50％至75％，冷水塔水位在1.8m以上时，电动调节阀2开度为25％至50％。

实施效果：该电厂完成了#1～#4机组以高碱度高硬度水源为冷却塔补充水的循环水浓缩倍率控制系统硬件设备和仪表的安装。改造后该电厂#1～#4机组冷却塔9浓缩倍率波动曲线如图3所示，#1～#4机组冷却塔9的浓缩倍率在5.51～6.64间波动，平均值为6.0，波峰值最大波动幅度为10％，波谷值波动幅度为8％，与改造前相比，波峰值波动幅度减少67％，波谷值波动幅度减少85％。循环水浓缩倍率能稳定在设定值6.0±0.5。

改造后的冷却塔9自动排污系统可以有效地缓冲因排污量过大引起的浓缩倍率大的波动，循环水自动排污控制方案达到了将I期、II期循环水浓缩倍率稳定在设定的较高值6倍运行的预期目标，该技术的应用，确保了山东某电厂I期、II期发电机组在干灰全部外销的条件下，单位发电量取水量降到2.0m³/(MW·h)的同类机组先进水平。

Claims (4)

1.一种脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统，其特征在于，包括原水池(16)、脱碳脱硬装置(15)、清水池(11)、电动调节阀(2)、冷却塔池(10)、凝汽器(13)、电动排污阀(7)、循环水泵(14)、冷却塔(9)、第一控制器、第二控制器、用于检测冷却塔池(10)入水口处水的电导率的第一电导率表(4)、用于检测冷却塔池(10)中水的电导率的第二电导率表(5)、用于检测冷却塔池(10)中水的液位的液位传感器(3)；

所述原水池(16)的出水口与脱碳脱硬装置(15)的进水口相连通，脱碳脱硬装置(15)的出水口与清水池(11)的进水口相连通，清水池(11)的出水口经电动调节阀(2)与冷却塔池(10)的入水口相连通，冷却塔池(10)的出水口经循环水泵(14)分为两路，其中一路与与凝汽器(13)的管束进水口相连通，另一路经工艺水升压泵(12)与下游用户相连通；凝汽器(13)的管束出水口分为两路，其中一路与冷却塔(9)内的各喷头入口相连通，另一路与电动排污阀(7)相连通；

所述液位传感器(3)的输出端与第一控制器的输入端相连接，第一控制器的输出端与第一电动调节阀(2)的控制端相连接，第一电导率表(4)的输出端及第二电导率表(5)的输出端均与第二控制器的输入端相连接，第二控制器的输出端与电动排污阀(7)的控制端相连接。

2.根据权利要求1所述的脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统，其特征在于，

所述电动排污阀(7)的入口处设有第一流量计(6)；

所述工艺水升压泵(12)的入口处设有第二流量计(8)。

3.根据权利要求2所述的脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统，其特征在于，所述清水池(11)的出水口与电动调节阀(2)之间设有第三流量计(1)。

4.根据权利要求3所述的脱碳脱硬水为补水的循环水浓缩倍率控制系统，其特征在于，所述第一流量计(6)、第二流量计(8)及第三流量计(1)均为电磁流量计。