CN207473382U - 一种工业循环冷却水智能运行管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种工业循环冷却水智能运行管理系统，包括冷却塔、监测试片、冷水池、监测换热系统、循环水泵、旁滤系统、工艺换热器、酸投加装置、水质稳定剂投加装置和杀菌剂投加装置，还包括循环回水管道、循环给水管道、生产给水管道、补充水管道和排污水管道，通过设置第一监测点、第二监测点、第三监测点、第四监测点、第五监测点和第六监测点，将信号传输至PLC控制系统，进行调节；本实用新型将工业冷却水循环利用和污水资源化，有效控制和降低循环冷却水所产生的各种危害，保证设备的换热效率和使用年限，减少排污水对环境的污染，同时节省能耗，使循环冷却水系统的运行安全可靠，经济实用。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工设备领域，尤其涉及一种工业循环冷却水智能运行管理系统。
背景技术
随着我国化工、石化、冶金、纺织、轻工、电力等工业的发展，大型循环冷却水系统的使用越来越广泛，由此引起的循环水系统中水资源合理利用、节能降耗、系统的腐蚀结垢、环境保护等问题越来越突出。在现有工业循环冷却水智能运行管理系统运行过程中由于蒸发等原因使循环水产生浓缩，会有结垢和腐蚀的可能。另外，由于循环水系统中水温和pH值均适宜多数微生物的生长，特别是冷却塔水池长年露置室外，阳光充足，更创造了微生物的生长环境，而微生物的繁殖生长不仅使水质恶化，而且还与其它有机或无机杂质形成黏泥，对系统的运行产生不利的影响。开式循环水系统在冷却过程中会随空气带入尘埃，使循环水的浊度超标。为保证大型循环冷却水系统的正常运转和连续生产，必须有效地对循环系统的结垢、腐蚀等情况进行监测。
基于此，需要一种促进冷却水循环利用和污水资源化、有效控制和降低循环冷却水所产生的各种危害、保证设备的换热效率和使用年限、减少排污水对环境的污染、同时节省能耗、使循环冷却水系统的运行安全可靠、经济实用的工业循环冷却水智能运行管理系统被设计出来。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，得到一种促进冷却水循环利用和污水资源化、有效控制和降低循环冷却水所产生的各种危害、保证设备的换热效率和使用年限、减少排污水对环境的污染、同时节省能耗、使循环冷却水系统的运行安全可靠、经济实用的工业循环冷却水智能运行管理系统。
本实用新型是通过以下技术方案实现：
一种工业循环冷却水智能运行管理系统，包括冷却塔、监测试片、冷水池、监测换热系统、循环水泵、旁滤系统、工艺换热器、酸投加装置、水质稳定剂投加装置和杀菌剂投加装置，还包括循环回水管道、循环给水管道、生产给水管道、补充水管道和排污水管道，所述生产给水管道的出口分别与酸投加装置的进口管路、水质稳定剂投加装置的进口管路连接，所述生产给水管道的出口还与补充水管道的进口管路连接，所述补充水管道的出口与冷水池的第一进口管路连接，所述酸投加装置的出口与冷水池的第二进口管路连接，所述水质稳定剂投加装置的出口与冷水池的第三进口管路连接，所述冷水池的第一出口与排污水管道的进口管路连接，所述冷水池的第二出口连接循环水泵的进口管路，所述循环水泵的出口与循环给水管道的进口管路连接，所述循环给水管道的出口与旁滤系统的进口管路连接，所述旁滤系统的出口与冷水池的第四进口管路连接，所述循环给水管道的出口还与监测换热系统的进口管路连接，所述监测换热系统的出口与冷水池的第五进口管路连接，所述循环给水管道的出口还与工艺换热器的进口管路连接，所述工艺换热器的出口与循环回水管道的进口管路连接，所述循环回水管道的出口与冷却塔的进口管路连接，所述冷却塔的出口与冷水池的第六进口管路连接，所述循环回水管道的出口与冷水池的第七进口管路之间设置有监测试片，所述杀菌剂投加装置的出口与冷水池的第八进口管路连接；其中，
所述循环水泵的出口与循环给水管道的进口管路之间设置有第一监测点，所述循环回水管道的出口与冷却塔的进口管路之间设置有第二监测点，所述生产给水管道的出口与补充水管道的进口管路之间设置有第三监测点，所述循环给水管道的出口与旁滤系统的进口管路之间设置有第四监测点，所述冷水池的第一出口与排污水管道的进口管路之间设置有第五监测点，所述冷水池上设置有第六监测点，所述第一监测点、第二监测点、第三监测点、第四监测点、第五监测点和第六监测点的信号传输至PLC控制系统，进行调节。
本实用新型进一步改进在于，所述第一监测点设置有监测循环给水管道内流体的流量、温度、压力、pH值、电导率、氧化还原电位、钾离子、总碱度、氯离子、浊度和水质稳定剂浓度的测量仪，所述第二监测点设置有监测循环回水管道内流体的温度、压力和流量的测量仪，所述第三监测点设置有监测补充水管道的流量、钾离子、电导率、总碱度的测量仪和补充水管道控制阀，所述第四监测点设置有监测旁滤系统流量的测量仪，所述第五监测点设置有监测排污水管道流量的测量仪和排污水管道控制阀，所述第六监测点设置有监测冷水池液位的冷水池液位计；其中，
循环给水管道的pH值监测与加酸量联锁控制，循环给水管道的氧化还原电位监测与杀菌剂量联锁控制，循环给水管道的水质稳定剂浓度监测与水质稳定剂量联锁控制，补充水管道控制阀与冷水池液位计联锁控制，排污水管道控制阀与循环给水管道的电导率联锁控制。
本实用新型进一步改进在于，所述监测换热系统采用低压饱和蒸汽，消除由于蒸汽不平稳而造成测试数据无规律的状况。
本实用新型进一步改进在于，所述监测换热系统内采用列管式正三角排列的监测换热器。
本实用新型进一步改进在于，所述监测换热系统的管壁采用抛光镀铬处理，消除流体对管壁的腐蚀。
本实用新型进一步改进在于，所述杀菌剂投加装置采用的杀菌剂为二氧化氯溶液。
本实用新型进一步改进在于，所述旁滤系统采用无阀过滤器，实现自动反洗。
与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过在循环水系统中投加水质稳定药剂，同时设置排污管道排污以控制浓缩倍率，达到防垢、防腐蚀的目的，保证了水质的稳定；
2、本实用新型通过在冷却回路里设置旁滤系统，防止在冷却过程中循环水随空气带入尘埃使循环水的浊度超标，从而控制循环水的浊度；
3、本实用新型通过设置监测换热系统和监测试片对系统的运行进行实验监测，不仅直观地反应出循环水系统的水质实际情况，而且可以配合水质指标对现场水质稳定剂的配方筛选进行指导；
4、本实用新型通过在不同的回路上设置六个监测点，将部分参数进行联动处理，对整个循环冷却水系统进行全方位的监测控制，现场管理做到有据可依，有据可查，并且监测点的控制由系统PLC控制系统集中控制，可以实现无人值守，实现智能运行系统；
5、本实用新型能根据季节、天气、工艺生产工况等因素变化自动调整循环冷却水系统设备的运行工况，在满足生产需要的前提下最大限度节省电耗；迅速发现循环冷却水系统运行的异常情况，为及时处理赢得时间；
6、本实用新型通过控制系统对水质进行分析和后处理，减轻化验部门的工作强度，提高分析精度，对循环水系统的结垢、腐蚀等情况进行监测和综合评估，从而给出最佳的水处理方案，同时，通过对循环水和补充水状况进行评估和预测，给出精度很高的现场循环水的全分析动态报告，为配置符合实际的水质稳定剂提供可靠依据；
7、本实用新型通过对设备运行状态的监控，及时了解设备当前的状况，为设备的维护保养提供依据；同时，系统内的历史数据库可供查询，为今后水质配方的修改、循环水系统技术改造提供的参考依据；
8、本实用新型将工业冷却水循环利用和污水资源化，有效控制和降低循环冷却水所产生的各种危害，保证设备的换热效率和使用年限，减少排污水对环境的污染，同时节省能耗，使循环冷却水系统的运行安全可靠，经济实用。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，一种工业循环冷却水智能运行管理系统，包括冷却塔7、监测试片13、冷水池8、监测换热系统10、循环水泵9、旁滤系统11、工艺换热器12、酸投加装置14、水质稳定剂投加装置15和杀菌剂投加装置16，还包括循环回水管道17、循环给水管道20、生产给水管道18、补充水管道19和排污水管道21，所述生产给水管道18的出口分别与酸投加装置14的进口管路、水质稳定剂投加装置15的进口管路连接，所述生产给水管道18的出口还与补充水管道19的进口管路连接，所述补充水管道19的出口与冷水池8的第一进口管路24连接，所述酸投加装置14的出口与冷水池8的第二进口管路25连接，所述水质稳定剂投加装置15的出口与冷水池8的第三进口管路26连接，所述冷水池8的第一出口28与排污水管道21的进口管路连接，所述冷水池8的第二出口30连接循环水泵9的进口管路，所述循环水泵9的出口与循环给水管道20的进口管路连接，所述循环给水管道20的出口与旁滤系统11的进口管路连接，所述旁滤系统11的出口与冷水池8的第四进口管路29连接，所述循环给水管道20的出口还与监测换热系统10的进口管路连接，所述监测换热系统10的出口与冷水池8的第五进口管路31连接，所述循环给水管道20的出口还与工艺换热器12的进口管路连接，所述工艺换热器12的出口与循环回水管道17的进口管路连接，所述循环回水管道17的出口与冷却塔7的进口管路连接，所述冷却塔7的出口与冷水池8的第六进口管路22连接，所述循环回水管道17的出口与冷水池8的第七进口管路23之间设置有监测试片，所述杀菌剂投加装置16的出口与冷水池8的第八进口管路27连接；其中，
所述循环水泵9的出口与循环给水管道20的进口管路之间设置有第一监测点1，所述循环回水管道17的出口与冷却塔7的进口管路之间设置有第二监测点2，所述生产给水管道18的出口与补充水管道19的进口管路之间设置有第三监测点3，所述循环给水管道20的出口与旁滤系统11的进口管路之间设置有第四监测点4，所述冷水池8的第一出口与排污水管道21的进口管路之间设置有第五监测点5，所述冷水池8上设置有第六监测点6，所述第一监测点1、第二监测点2、第三监测点3、第四监测点4、第五监测点5和第六监测点6的信号传输至PLC控制系统，进行调节。
在上述技术方案中，回水利用余压通过管路直接上冷却塔7，经空气冷却后进入冷水池8，再用循环水泵9送生产装置换热循环使用。
具体实施时，所述第一监测点1设置有监测循环给水管道20内流体的流量、温度、压力、pH值、电导率、氧化还原电位、钾离子、总碱度、氯离子、浊度和水质稳定剂浓度的测量仪，所述第二监测点2设置有监测循环回水管道17内流体的温度、压力和流量的测量仪，所述第三监测点3设置有监测补充水管道19的流量、钾离子、电导率、总碱度的测量仪和补充水管道控制阀，所述第四监测点4设置有监测旁滤系统11流量的测量仪，所述第五监测点5设置有监测排污水管道21流量的测量仪和排污水管道控制阀，所述第六监测点6设置有监测冷水池8液位的冷水池液位计；其中，
循环给水管道20的pH值监测与加酸量联锁控制，循环给水管道20的氧化还原电位监测与杀菌剂量联锁控制，循环给水管道20的水质稳定剂浓度监测与水质稳定剂量联锁控制，补充水管道控制阀与冷水池液位计联锁控制，排污水管道控制阀与循环给水管道20的电导率联锁控制。
水质分析的具体原理为：水质全分析数据应进行校核，包括分析误差和pH值实测误差；再生水作为补充水时，应满足再生水水质指标要求；根据监测换热系统10的运行数据按照标准要求计算出循环水的污垢热阻值，满足规范要求的指标；根据监测换热系统10和监测试片13的运行数据，按照标准要求计算出粘附速率(污垢沉积率)和腐蚀速率，及时调整循环水运行参数满足规范要求；对循环冷却水实际运行的水质全分析指标和规范要求的间冷开式系统循环冷却水水质指标进行比较，及时调整满足规范要求水质指标；根据水质指标，用循环冷却水的电导率调整排污水量，同时得到补充水量数据；按照补充水量计算出阻垢缓蚀剂理论加药量，调整实际药剂量；根据循环水和补充水的钾离子质量浓度和总碱度数值，计算出浓缩倍数和循环水的极限碳酸盐硬度，判断循环水的碳酸钙结垢倾向；根据运行参数和水质指标计算出碳酸钙饱和平衡时的pHs值，再算出循环水的稳定指数(RSI)，对水的特性进行判断分析，为阻垢缓蚀剂的配方提供参考依据。
具体实施时，所述监测换热系统10采用低压饱和蒸汽，消除由于蒸汽不平稳而造成测试数据无规律的状况。
具体实施时，所述监测换热系统10内采用列管式正三角排列的监测换热器，模拟生产装置中热交换器的操作参数设计的，其安装在循环冷却水系统的旁路上，换热管采用与生产装置换热器相同的材质，利用低压蒸汽作为热介质，对循环水的水质进行监测。通过对流经监测换热器的循环水的水流量、进水口温度、出水口温度、热介质温度的监测，测试出污垢热阻和污垢沉积速率；采用线性极化法对腐蚀速率进行不间断监测；根据监测的数据和循环水的电导率、pH值、浓缩倍数、浊度、余氯等参数综合评定循环水系统投加药剂的性能，调整循环水化学处理方案，确保循环水系统对装置中的换热器结垢和腐蚀控制在一定的允许范围，从而使产生装置的换热器得以长周期的稳定运行。
具体实施时，所述监测换热系统10的管壁采用抛光镀铬处理，消除流体对管壁的腐蚀。
具体实施时，所述杀菌剂投加装置16采用的杀菌剂为二氧化氯溶液。
具体实施时，所述旁滤系统11采用无阀过滤器，实现自动反洗，循环回水的压力均能满足无阀过滤器进水的需要，因此旁滤水直接从循环回水总管上接入，既满足旁滤要求，又不会影响生产，同时减少了设备的数量，操作和维修都比较方便。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种工业循环冷却水智能运行管理系统，包括冷却塔、监测试片、冷水池、监测换热系统、循环水泵、旁滤系统、工艺换热器、酸投加装置、水质稳定剂投加装置和杀菌剂投加装置，其特征在于，还包括循环回水管道、循环给水管道、生产给水管道、补充水管道和排污水管道，所述生产给水管道的出口分别与酸投加装置的进口管路、水质稳定剂投加装置的进口管路连接，所述生产给水管道的出口还与补充水管道的进口管路连接，所述补充水管道的出口与冷水池的第一进口管路连接，所述酸投加装置的出口与冷水池的第二进口管路连接，所述水质稳定剂投加装置的出口与冷水池的第三进口管路连接，所述冷水池的第一出口与排污水管道的进口管路连接，所述冷水池的第二出口连接循环水泵的进口管路，所述循环水泵的出口与循环给水管道的进口管路连接，所述循环给水管道的出口与旁滤系统的进口管路连接，所述旁滤系统的出口与冷水池的第四进口管路连接，所述循环给水管道的出口还与监测换热系统的进口管路连接，所述监测换热系统的出口与冷水池的第五进口管路连接，所述循环给水管道的出口还与工艺换热器的进口管路连接，所述工艺换热器的出口与循环回水管道的进口管路连接，所述循环回水管道的出口与冷却塔的进口管路连接，所述冷却塔的出口与冷水池的第六进口管路连接，所述循环回水管道的出口与冷水池的第七进口管路之间设置有监测试片，所述杀菌剂投加装置的出口与冷水池的第八进口管路连接；其中，
所述循环水泵的出口与循环给水管道的进口管路之间设置有第一监测点，所述循环回水管道的出口与冷却塔的进口管路之间设置有第二监测点，所述生产给水管道的出口与补充水管道的进口管路之间设置有第三监测点，所述循环给水管道的出口与旁滤系统的进口管路之间设置有第四监测点，所述冷水池的第一出口与排污水管道的进口管路之间设置有第五监测点，所述冷水池上设置有第六监测点，所述第一监测点、第二监测点、第三监测点、第四监测点、第五监测点和第六监测点的信号传输至PLC控制系统，进行调节。
2.根据权利要求1所述的一种工业循环冷却水智能运行管理系统，其特征在于：所述第一监测点设置有监测循环给水管道内流体的流量、温度、压力、pH值、电导率、氧化还原电位、钾离子、总碱度、氯离子、浊度和水质稳定剂浓度的测量仪，所述第二监测点设置有监测循环回水管道内流体的温度、压力和流量的测量仪，所述第三监测点设置有监测补充水管道的流量、钾离子、电导率、总碱度的测量仪和补充水管道控制阀，所述第四监测点设置有监测旁滤系统流量的测量仪，所述第五监测点设置有监测排污水管道流量的测量仪和排污水管道控制阀，所述第六监测点设置有监测冷水池液位的冷水池液位计；其中，
循环给水管道的pH值监测与加酸量联锁控制，循环给水管道的氧化还原电位监测与杀菌剂量联锁控制，循环给水管道的水质稳定剂浓度监测与水质稳定剂量联锁控制，补充水管道控制阀与冷水池液位计联锁控制，排污水管道控制阀与循环给水管道的电导率联锁控制。
3.根据权利要求1所述的一种工业循环冷却水智能运行管理系统，其特征在于：所述监测换热系统采用低压饱和蒸汽。
4.根据权利要求1所述的一种工业循环冷却水智能运行管理系统，其特征在于：所述监测换热系统内采用列管式正三角排列的监测换热器。
5.根据权利要求1所述的一种工业循环冷却水智能运行管理系统，其特征在于：所述监测换热系统的管壁采用抛光镀铬处理。
6.根据权利要求1所述的一种工业循环冷却水智能运行管理系统，其特征在于：所述杀菌剂投加装置采用的杀菌剂为二氧化氯溶液。
7.根据权利要求1所述的一种工业循环冷却水智能运行管理系统，其特征在于：所述旁滤系统采用无阀过滤器。
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