CN211061457U - 一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置包括机箱，所述机箱的内部集中设置有冷却水取样系统、冷却水检测系统、冷却水回水取样系统、冷却水回水检测系统、冷却水补充水取样系统和冷却水补充水检测系统，取样系统与检测系统之间均连接设置有溴化锂恒温装置，所述冷却水检测系统、冷却水回水检测系统和冷却水补充水检测系统均分别连接有检测显示系统和排水系统。本实用新型将各仪表集中于机箱内，实现在线多点同时精准监测，不仅弥补现有换流阀冷却水系统水质监测仪表分散测量的缺点，还能有效实施科学的仪表检验与维护，提升了仪表的准确性，从而加强该系统水质监控，保证整个直流输电工程安全稳定运行。

Description

一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置

技术领域

本实用新型涉及直流输电系统的检测领域，更具体涉及一种高压直流输电换流阀冷水系统集中式水质监测装置。

背景技术

高压直流输电换流阀冷却水系统用于不断循环带走换流阀产生的热量，再通过室外风冷设备对冷却水进行冷却，以保证换流阀长期稳定工作在恒定温度范围内，从而保证直流输电工程安全、稳定运行。高压直流输电换流阀冷却水系统包括用于输送冷却水的换流阀冷却水进水管路、设置在换流阀冷却水进水管路上的循环泵和与换流阀冷却水进水管路相连通的换流阀冷却水回水管路，换流阀设置在换流阀冷却水进水管路与换流阀冷却水回水管路之间。换流阀冷却水进水管路与换流阀冷却水回水管路连通形成冷却水循环回路，冷却水循环回路上设置有换流阀冷却水补水管路。

对该系统冷却水的水质实施定期或连续性水质监测是确保换流阀、直流输电工程安全、稳定运行重要的措施。在线化学仪表作为冷却水水质监测重要设备，主要包括pH表、电导率表和溶解氧表三种，这三种仪表在业内被称为“关口仪表”或“核心仪表”，具有直观便捷、实时监测、自动诊断、报警、数据存储等特点。然而，在实际生产工况中，换流阀冷却水系统存在水质监测仪表不齐全、已有监测设备存在取样偏差、传感器污染、液接电位、温度补偿偏差、水样间断测量、日常维护不佳等众多误差因素，导致在线监测仪表产生较大的测量误差，致使仪表准确率大大降低，对换流阀冷却水水质监督和控制出现盲区，从而导致冷却水水质表象上合格，但换流阀设备本体依然发生结垢、腐蚀的问题，致使换流阀换热效率大大降低，甚至引发换流阀本体泄漏、直流系统闭锁命令触发、跳闸停电等事故发生。

为确保在线化学仪表的准确性，更有效实施换流阀冷却水水质监督，需对其定期实施科学的检验、维护工作，然而传统的实验室内标准溶液“离线式”检验法，仅仅能检验仪表在标准溶液中的误差，无法规避在“纯水”、“在线”干扰因素条件下的实际工作测量误差。按照《发电厂在线化学仪表检验规程 (DL/T677-2018)》要求，需采用在线式检验和校准的方法，从而实现对电导率表、pH表和溶解氧表关键化学仪表的在线检验、误差来源诊断及误差消除等一系列工作。通过检验与维护，可以有效提高换流阀冷却水系统在线化学仪表的准确性，大大提高该直流输电工程安全、稳定运行水平。为了便于水质监测仪表日常定期检验与维护管理，本实用新型提供一种换流阀冷却水集中式水质监测装置，以弥补现有系统不足。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，以解决在线监测仪表产生较大的测量误差，冷却水水质表象上合格，但换流阀设备本体依然发生结垢、腐蚀的问题，本实用新型可对水质PH、溶解氧量、电导率进行集中在线监测，以弥补了现有换流阀冷却水系统水质监测仪表需多部位进行监测的缺点，以便于实施科学的仪表检验与维护，有效提升仪表的准确性，加强本系统水质监控。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，包括呈长方体状的机箱，所述机箱的内部集中设置有与换流阀冷却水进水管路相连通的冷却水取样系统、与冷却水取样系统相连通用于检测换流阀冷却水进水管路内水质情况的冷却水检测系统、与换流阀冷却水回水管路相连通的冷却水回水取样系统、与冷却水回水取样系统相连通用于检测换流阀冷却水回水管路内水质情况的冷却水回水检测系统、与换流阀冷却水补水管路相连通的冷却水补充水取样系统以及与冷却水补充水取样系统相连通用于检测换流阀冷却水补水管路内水质情况的冷却水补充水检测系统；所述冷却水取样系统与冷却水检测系统之间、冷却水回水取样系统与冷却水回水检测系统之间、冷却水补充水取样系统与冷却水补充水检测系统之间均连接设置有用于对待检测水进行降温的溴化锂恒温装置；所述冷却水检测系统、冷却水回水检测系统和冷却水补充水检测系统均分别连接有用于显示检测信息的检测显示系统以及用于将检测后的水排出的排水系统。

进一步优化技术方案，所述冷却水取样系统包括用于连通换流阀冷却水进水管路的冷却水供水取样点以及一端与冷却水供水取样点相连通且另一端与溴化锂恒温装置相连接的冷却水进水管道a，冷却水进水管道a上依次设有用于控制冷却水供水流量的流量调节阀a以及用于显示冷却水流量大小的流量计a。

进一步优化技术方案，所述冷却水检测系统包括一端与冷却水进水管道a 相连通的冷却水进水管道b以及设置在冷却水进水管道b上用于控制进水流量的电极进水流量调节阀a；所述冷却水进水管道b的另一端分设成三条冷却水分水管道，每条冷却水分水管道从下至上依次设置有滤芯a和流量计b，位于左侧的冷却水分水管道上设置有用于检测冷却水电导率的电导率检测电极a，位于中间的冷却水分水管道上设置有用于检测冷却水PH值的pH检测电极a，位于右侧的冷却水分水管道上设置有用于检测冷却水溶解氧含量的溶解氧检测电极a。

进一步优化技术方案，所述冷却水回水取样系统包括用于连通换流阀冷却水回水管路的冷却水回水取样点以及一端与冷却水回水取样点相连通且另一端与溴化锂恒温装置相连接的回水进水管道a，回水进水管道a上依次设有用于控制冷却水回水流量的流量调节阀b以及用于显示冷却水回水流量大小的流量计 c。

进一步优化技术方案，所述冷却水回水检测系统包括一端与回水进水管道a 相连通的回水进水管道b以及设置在回水进水管道b上用于控制进水流量的电极进水流量调节阀b；所述回水进水管道b的另一端分设成三条回水分水管道，每条回水分水管道从下至上依次设置有滤芯b和流量计d，位于左侧的回水分水管道上设置有用于检测冷却水回水电导率的电导率检测电极b，位于中间的回水分水管道上接设置有用于检测冷却水回水PH值的pH检测电极b，位于右侧的回水分水管道上设置有用于检测冷却水回水溶解氧含量的溶解氧检测电极b。

进一步优化技术方案，所述冷却水补充水取样系统包括用于连通换流阀冷却水补水管路的冷却水补充水取样点以及一端与冷却水补充水取样点相连通且另一端与溴化锂恒温装置相连接的补充水进水管道a，补充水进水管道a上依次设有用于控制冷却水补充水流量的流量调节阀c以及显示冷却水补充水流量大小的流量计e。

进一步优化技术方案，所述冷却水补充水检测系统包括一端与补充水进水管道a相连通的补充水进水管道b以及设置在补充水进水管道b上用于控制进水流量的电极进水流量调节阀c；所述补充水进水管道b的另一端分设成两条补充水分水管道，每条补充水分水管道从下至上依次设置有用于对冷却水补充水进行过滤的滤芯c以及用于对冷却水补充水流量进行检测的流量计f，位于左侧的补充水分水管道上设置有用于检测冷却水补充水电导率的电导率检测电极c，位于右侧的补充水分水管道上设置有用于检测冷却水补充水PH值的pH检测电极c。

进一步优化技术方案，所述检测显示系统包括多个分别与冷却水检测系统、冷却水回水检测系统和冷却水补充水检测系统的信号输出端相连接的显示仪表，各显示仪表均集中设置在二次仪表集中盘上。

进一步优化技术方案，所述排水系统包括与冷却水检测系统、冷却水回水检测系统和冷却水补充水检测系统的排水端相连通用于防止水样泄漏命令触发的电极排水管道，电极排水管道的末端连接设置有用于回收水样的收集罐。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型提供的一种高压直流输电换流阀冷却水系统水质集中式监测装置，将各仪表集中于机箱内，实现在线多点同时精准监测，各测量系统独立设置，若有器件损坏不影响其他测量系统正常工作，不仅弥补现有换流阀冷却水系统水质监测仪表分散测量的缺点，还能有效实施科学的仪表检验与维护，提升了仪表的准确性，从而加强该系统水质监控，保证整个直流输电工程安全稳定运行，值得深入研究与广泛推广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中：1、冷却水取样系统，11、冷却水供水取样点，12、流量调节阀a， 13、流量计a，14、冷却水进水管道a；2、冷却水检测系统，21、电极进水流量调节阀a，22、冷却水进水管道b，23、冷却水分水管道，24、滤芯a，25、流量计b，26、电导率检测电极a，27、pH检测电极a，28、溶解氧检测电极a； 3、冷却水回水取样系统，31、冷却水回水取样点，32、流量调节阀b，33、流量计c，34、回水进水管道a；4、冷却水回水检测系统，41、电极进水流量调节阀b，42、回水进水管道b，43、回水分水管道，44、滤芯b，45、流量计d， 46、电导率检测电极b，47、pH表检测电极b，48、溶解氧检测电极b；5、冷却水补充水取样系统，51、冷却水补充水取样点，52、流量调节阀c，53、流量计e，54、补充水进水管道a；6、冷却水补充水检测系统，61、电极进水流量调节阀c，62、补充水进水管道b，63、补充水分水管道，64、滤芯c，65、流量计f，66、电导率检测电极c，67、pH检测电极c；7、溴化锂恒温装置；8、检测显示系统，81、二次仪表集中盘，82、显示仪表；9、排水系统，91、电极排水管道，92、收集罐，10、机箱。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，结合图1所示，包括呈长方体状的机箱10，机箱10的内部集中设置有冷却水取样系统1、冷却水检测系统2、冷却水回水取样系统3、冷却水回水检测系统4、冷却水补充水取样系统5和冷却水补充水检测系统6。冷却水取样系统1与换流阀冷却水进水管路相连通，冷却水检测系统2与冷却水取样系统1相连通，冷却水检测系统2 用于检测换流阀冷却水进水管路内水质情况。冷却水回水取样系统3与换流阀冷却水回水管路相连通，冷却水回水检测系统4与冷却水回水取样系统3相连通，冷却水回水检测系统4用于检测换流阀冷却水回水管路内水质情况。冷却水补充水取样系统5与换流阀冷却水补水管路相连通，冷却水补充水检测系统6 冷却水补充水取样系统5相连通，冷却水补充水检测系统6用于检测换流阀冷却水补水管路内水质情况。

冷却水取样系统1与冷却水检测系统2之间、冷却水回水取样系统3与冷却水回水检测系统4之间、冷却水补充水取样系统5与冷却水补充水检测系统6 之间均连接设置有溴化锂恒温装置7，溴化锂恒温装置7用于对待检测水进行降温。溴化锂恒温装置7包括壳体、压缩机以及设置在壳体外侧的降温管道，降温管道内通入有用于进行降温的冷却水。

冷却水取样系统1包括冷却水供水取样点11以及冷却水进水管道a14，冷却水供水取样点11连通换流阀冷却水进水管路，冷却水进水管道a14一端与冷却水供水取样点11相连通，另一端与溴化锂恒温装置7相连接。冷却水进水管道a14上依次设有流量调节阀a12以及流量计a13，流量调节阀a12用于控制冷却水供水流量，流量计a13用于显示冷却水流量大小。

冷却水检测系统2包括冷却水进水管道b22以及电极进水流量调节阀a21，冷却水进水管道b22的一端与冷却水进水管道a14相连通，电极进水流量调节阀a21设置在冷却水进水管道b22上，用于控制进水流量。冷却水进水管道b22 的另一端分设成三条冷却水分水管道23，每条冷却水分水管道23从下至上依次设置有滤芯a24和流量计b25，位于左侧的冷却水分水管道23上设置有电导率检测电极a26，电导率检测电极a26用于检测冷却水电导率，位于中间的冷却水分水管道23上设置有pH检测电极a27，pH检测电极a27用于检测冷却水PH 值，位于右侧的冷却水分水管道23上设置有溶解氧检测电极a28，溶解氧检测电极a28用于检测冷却水溶解氧含量。

冷却水回水取样系统3包括冷却水回水取样点31以及回水进水管道a34，冷却水回水取样点31用于连通换流阀冷却水回水管路，回水进水管道a34的一端与冷却水回水取样点31相连通，另一端与溴化锂恒温装置7相连接。回水进水管道a34上依次设有流量调节阀b32以及流量计c33，流量调节阀b32用于控制冷却水回水流量，流量计c33用于显示冷却水回水流量大小。

冷却水回水检测系统4包括回水进水管道b42以及电极进水流量调节阀 b41，回水进水管道b42的一端与回水进水管道a34相连通，电极进水流量调节阀b41设置在回水进水管道b42上，用于控制进水流量。回水进水管道b42的另一端分设成三条回水分水管道43，每条回水分水管道43从下至上依次设置有滤芯b44和流量计d45，位于左侧的回水分水管道43上设置有电导率检测电极 b46，电导率检测电极b46用于检测冷却水回水电导率；位于中间的回水分水管道43上接设置有pH检测电极b47，用于检测冷却水回水PH值；位于右侧的回水分水管道43上设置有溶解氧检测电极b48，用于检测冷却水回水溶解氧含量。

冷却水补充水取样系统5包括冷却水补充水取样点51以及补充水进水管道 a54，冷却水补充水取样点51用于连通换流阀冷却水补水管路，补充水进水管道a54的一端与冷却水补充水取样点51相连通，另一端与溴化锂恒温装置7相连接。补充水进水管道a54上依次设有流量调节阀c52以及流量计e53，流量调节阀c52用于控制冷却水补充水流量，流量计e53用于显示冷却水补充水流量大小。

冷却水补充水检测系统6包括补充水进水管道b62以及电极进水流量调节阀c61，补充水进水管道b62的一端与补充水进水管道a54相连通，电极进水流量调节阀c61设置在补充水进水管道b62上，用于控制进水流量。补充水进水管道b62的另一端分设成两条补充水分水管道63，每条补充水分水管道63从下至上依次设置有滤芯c64以及流量计f65，滤芯c64用于对冷却水补充水进行过滤，流量计f65用于对冷却水补充水流量进行检测，位于左侧的补充水分水管道 63上设置有电导率检测电极c66，用于检测冷却水补充水电导率，位于右侧的补充水分水管道63上设置有pH检测电极c67，用于检测冷却水补充水PH值。

冷却水检测系统2、冷却水回水检测系统4和冷却水补充水检测系统6均分别连接有检测显示系统8和排水系统9。检测显示系统8分别与冷却水检测系统 2、冷却水回水检测系统4和冷却水补充水检测系统6的信号输出端相连接，用于显示检测信息。排水系统9分别与冷却水检测系统2、冷却水回水检测系统4 和冷却水补充水检测系统6的排水端相连接，用于将检测后的水排出。

检测显示系统8包括多个显示仪表82，各显示仪表82分别与冷却水检测系统2、冷却水回水检测系统4和冷却水补充水检测系统6的信号输出端相连接，更具体地，电导率检测电极a26、pH检测电极a27、溶解氧检测电极a28、电导率检测电极b46、pH表检测电极b47、溶解氧检测电极b48、电导率检测电极c66 和pH检测电极c67的信号输出端分别连接一个显示仪表82。且各显示仪表82 均集中设置在二次仪表集中盘81上。排水系统9包括电极排水管道91和收集罐92。电极排水管道91与冷却水检测系统2、冷却水回水检测系统4和冷却水补充水检测系统6的排水端相连通，用于防止水样泄漏命令触发，更具体地，电极排水管道91分别与三条冷却水分水管道23、三条回水分水管道43和两条补充水分水管道63的排水端相连通。

电极排水管道91的末端连接设置有收集罐92，用于回收水样。

冷却水供水取样点11、冷却水回水取样点31和冷却水补充水取样点51均接入具有较强的代表性的位置，以保证监测数据的科学性。

电极进水流量调节阀a21、电极进水流量调节阀b41和电极进水流量调节阀 c61能有效防止进水流量、压力过大，对测量系统造成冲击，可延长测量系统元件的使用寿命。

本实用新型在使用时，首先将换流阀冷却水系统取样点即换流阀内冷水供水取样点、换流阀内冷水回水取样点、换流阀内冷水补充水取样点接入生产系统中具有较强代表性的位置。

启动溴化锂恒温装置7的压缩机，并通入溴化锂恒温装置7的冷却水，然后根据流量计a13、流量计c33和流量计e53的读数调节流量调节阀a12、流量调节阀b32和流量调节阀c52的开度。

打开并适度调节冷却水进水管道b22、回水进水管道b42、补充水进水管道 b62上的各个电极进水流量调节阀，保证各个分水管道上的流量、压力不会过大，对测量仪器造成冲击。

水样通过各个电极监测，当二次仪表集中盘81中的各显示仪表82的示值稳定，可以记录数据。

各部分测量系统内监测项目具体如下表所示：

监测项目	pH	电导率SC	溶解氧
				冷却水检测系统	√	√	√
冷却水回水检测系统	√	√	√
				冷却水补充水检测系统	√	√	—

备注：√为监测项目，“—”为非监测项目

随后水样进入排水系统9，经电极排水管道91进入收集罐92，能将水样回收利用，还可防止引水样发泄露命令。

Claims (9)

1.一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，其特征在于：包括呈长方体状的机箱(10)，所述机箱(10)的内部集中设置有与换流阀冷却水进水管路相连通的冷却水取样系统(1)、与冷却水取样系统(1)相连通用于检测换流阀冷却水进水管路内水质情况的冷却水检测系统(2)、与换流阀冷却水回水管路相连通的冷却水回水取样系统(3)、与冷却水回水取样系统(3)相连通用于检测换流阀冷却水回水管路内水质情况的冷却水回水检测系统(4)、与换流阀冷却水补水管路相连通的冷却水补充水取样系统(5)以及与冷却水补充水取样系统(5)相连通用于检测换流阀冷却水补水管路内水质情况的冷却水补充水检测系统(6)；所述冷却水取样系统(1)与冷却水检测系统(2)之间、冷却水回水取样系统(3)与冷却水回水检测系统(4)之间、冷却水补充水取样系统(5)与冷却水补充水检测系统(6)之间均连接设置有用于对待检测水进行降温的溴化锂恒温装置(7)；所述冷却水检测系统(2)、冷却水回水检测系统(4)和冷却水补充水检测系统(6)均分别连接有用于显示检测信息的检测显示系统(8)以及用于将检测后的水排出的排水系统(9)。

2.根据权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，其特征在于：所述冷却水取样系统(1)包括用于连通换流阀冷却水进水管路的冷却水供水取样点(11)以及一端与冷却水供水取样点(11)相连通且另一端与溴化锂恒温装置(7)相连接的冷却水进水管道a(14)，冷却水进水管道a(14)上依次设有用于控制冷却水供水流量的流量调节阀a(12)以及用于显示冷却水流量大小的流量计a(13)。

3.根据权利要求2所述的一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，其特征在于：所述冷却水检测系统(2)包括一端与冷却水进水管道a(14)相连通的冷却水进水管道b(22)以及设置在冷却水进水管道b(22)上用于控制进水流量的电极进水流量调节阀a(21)；所述冷却水进水管道b(22) 的另一端分设成三条冷却水分水管道(23)，每条冷却水分水管道(23)从下至上依次设置有滤芯a(24)和流量计b(25)，位于左侧的冷却水分水管道(23)上设置有用于检测冷却水电导率的电导率检测电极a(26)，位于中间的冷却水分水管道(23)上设置有用于检测冷却水PH值的pH检测电极a(27)，位于右侧的冷却水分水管道(23)上设置有用于检测冷却水溶解氧含量的溶解氧检测电极a(28)。

4.根据权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，其特征在于：所述冷却水回水取样系统(3)包括用于连通换流阀冷却水回水管路的冷却水回水取样点(31)以及一端与冷却水回水取样点(31)相连通且另一端与溴化锂恒温装置(7)相连接的回水进水管道a(34)，回水进水管道a(34)上依次设有用于控制冷却水回水流量的流量调节阀b(32)以及用于显示冷却水回水流量大小的流量计c(33)。

5.根据权利要求4所述的一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，其特征在于：所述冷却水回水检测系统(4)包括一端与回水进水管道a(34)相连通的回水进水管道b(42)以及设置在回水进水管道b(42)上用于控制进水流量的电极进水流量调节阀b(41)；所述回水进水管道b(42)的另一端分设成三条回水分水管道(43)，每条回水分水管道(43)从下至上依次设置有滤芯b(44)和流量计d(45)，位于左侧的回水分水管道(43)上设置有用于检测冷却水回水电导率的电导率检测电极b(46)，位于中间的回水分水管道(43)上接设置有用于检测冷却水回水PH值的pH检测电极b(47)，位于右侧的回水分水管道(43)上设置有用于检测冷却水回水溶解氧含量的溶解氧检测电极b(48)。

6.根据权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，其特征在于：所述冷却水补充水取样系统(5)包括用于连通换流阀冷却水补水管路的冷却水补充水取样点(51)以及一端与冷却水补充水取样点(51)相连通且另一端与溴化锂恒温装置(7)相连接的补充水进水管道a(54)，补充水进水管道a(54)上依次设有用于控制冷却水补充水流量的流量调节阀c(52)以及显示冷却水补充水流量大小的流量计e(53)。

7.根据权利要求6所述的一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，其特征在于：所述冷却水补充水检测系统(6)包括一端与补充水进水管道a(54)相连通的补充水进水管道b(62)以及设置在补充水进水管道b(62)上用于控制进水流量的电极进水流量调节阀c(61)；所述补充水进水管道b(62)的另一端分设成两条补充水分水管道(63)，每条补充水分水管道(63)从下至上依次设置有用于对冷却水补充水进行过滤的滤芯c(64)以及用于对冷却水补充水流量进行检测的流量计f(65)，位于左侧的补充水分水管道(63)上设置有用于检测冷却水补充水电导率的电导率检测电极c(66)，位于右侧的补充水分水管道(63)上设置有用于检测冷却水补充水PH值的pH检测电极c(67)。

8.根据权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，其特征在于：所述检测显示系统(8)包括多个分别与冷却水检测系统(2)、冷却水回水检测系统(4)和冷却水补充水检测系统(6)的信号输出端相连接的显示仪表(82)，各显示仪表(82)均集中设置在二次仪表集中盘(81)上。

9.根据权利要求1所述的一种高压直流输电换流阀冷却水系统集中式水质监测装置，其特征在于：所述排水系统(9)包括与冷却水检测系统(2)、冷却水回水检测系统(4)和冷却水补充水检测系统(6)的排水端相连通用于防止水样泄漏命令触发的电极排水管道(91)，电极排水管道(91)的末端连接设置有用于回收水样的收集罐(92)。

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