CN213092171U - 一种基于总量控制的循环水自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于总量控制的循环水自动控制系统，包括全自动电位滴定仪、布置在补水管路上的A流量计、以及布置在排水管路上的B流量计，全自动电位滴定仪连接补水管路和排水管路，排水管路上安装有排污阀门，全自动电位滴定仪和排污阀门与PLC控制器连接。本实用新型循环水总量控制方法是基于A流量计、B流量计和全自动电位滴定仪提供的数据进行逻辑计算，通过对循环水中氯离子、钙离子等物质质量浓度的控制，转变为对氯离子、钙离子总质量的控制，设定循环水塔池氯离子的总质量，若超过设定的总质量则排污，不超过则继续浓缩。本实用新型循环水总量控制系统可避免补水水质不断波动对循环水系统的干扰，稳定循环水系统连续运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及火电发电厂及其他工业领域循环冷却水系统技术，具体涉及一种基于总量控制的循环水自动控制系统。
背景技术
循环冷却水系统是用水作为工业冷却介质的系统，它分为直流冷却水和循环水冷却水，直流冷却液水系统因其取水量大，换热之后直接排入外部水体中，对外部水体的热污染较大，因此应用并不广泛。循环冷却水系统中冷却水经循环水泵送入换热器进行热交换，被加热的冷却水经冷却塔冷却后，流入冷却塔塔底水池，再由循环水泵送入换热器循环使用，这种循环利用的冷却水称为循环冷却水。其循环冷却主要是通过与空气接触，由蒸发散热、接触散热和热辐射三个过程共同作用的结果。
大量实践证明，在水处理技术循环水处理工艺应用中，它既可以改善水质，减少对设备的腐蚀结垢，延长设备寿命，保证生产长周期均衡平稳的运行的同时，又可以节约用水，减少排污，对保护生态环境大有帮助。
循环冷却水系统是火力发电厂及其他工业领域的重要组成部分，是用水和耗水的最大用户，也是工业用水节水控制的重要环节之一。目前循环水系统节水的主要方式是提高循环冷却水系统的浓缩倍率。循环冷却水系统的浓缩倍率的计算主要是通过计算循环冷却水系统中循环水和补水的氯离子、钾离子等离子浓度，计算公式如下：
式中：N为浓缩倍率，无量纲；ρ循为循环水中氯离子的质量浓度，mg/L；ρ补为补水中氯离子的质量浓度，mg/L。
当氯离子的浓缩倍率减去钙离子的浓缩倍率的值大于0.2时，说明此时循环水浓缩已达到浓缩倍率极限，不能再提高浓缩倍率，应当增大循环水的排污。
循环水和补水中的离子浓度检测工作至关重要。补水是取自外部环境，外部环境因降雨或干涸，造成补水中的氯离子和钙离子的浓度变化较大，严重影响循环水系统浓缩倍率的计算。当降雨量增加，补水中的氯离子和钙离子被稀释，按计算公式将造成循环水的浓缩倍率正偏差，当降雨量减少，补水中的氯离子和钙离子浓度增加，将造成循环水的浓缩倍率负偏差。因为补水的氯离子和钙离子浓度变化较大时，很难继续采用循环冷却水系统中循环水和补水的离子浓度计算浓缩倍率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供了一种基于总量控制的循环水自动控制系统，可避免补水中离子浓度变化较大，造成循环水系统浓缩倍率无法有效计算的现象。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于总量控制的循环水自动控制系统，包括冷却塔，所述冷却塔连接有补水管路和排水管路，其特征是，还包括全自动电位滴定仪、布置在补水管路上的A流量计、以及布置在排水管路上的B流量计，所述全自动电位滴定仪连接补水管路和排水管路，所述排水管路上安装有排污阀门，所述全自动电位滴定仪和排污阀门与PLC控制器连接，所述PLC控制器通过全自动电位滴定仪反馈的数据，控制排污阀门进行排污。
进一步的，所述全自动电位滴定仪采用电位滴定分析原理，实现全自动取样、滴定化验、数据计算等步骤，有效避免人工取样化验分析所带来的误差，而且可以实现化验分析在线化，避免了人工化验结果的滞后性。鉴于电位滴定分析技术已相当成熟，本实用新型全自动电位滴定仪可以包含的化验指标包括氯离子、钙离子(全硬度)、碱度(全碱度)等常规循环水化验分析指标。
循环水总量控制方法，基于所述A流量计、B流量计和全自动电位滴定仪提供的数据进行逻辑计算；控制逻辑方式如下：假设控制循环水浓缩倍率不高于n，则设定循环水塔池中的氯离子总质量不过超n×循环水氯离子初始浓度×循环水塔池体积，当循环水塔池开始浓缩时，则补充水带入的氯离子的总质量+塔池内氯离子的总质量-排出塔池的氯离子总质量≯循环水氯离子初始浓度×循环水塔池体积的n倍；
控制浓缩倍率的公式如下：
N×ρ0×V池≥ρ补×V补+ρ循×V池-ρ循×V排
式中：N为浓缩倍率，无量纲；ρ0为循环水塔池中起始氯离子浓度，mg/m3；V池为循环水塔池容积，m3；ρ补为补水中氯离子的浓度，mg/m3；V补为补水的水量，m3；ρ循为循环水中瞬时的氯离子浓度，mg/m3；V排为循环水塔池外排水量，m3。
A流量计和全自动电位滴定仪测量循环水系统补水中的某离子浓度和补水流量，并且测量的数据传输到PLC控制器；B流量计和全自动电位滴定仪测量循环水系统排水中的某离子浓度和排水流量，并且测量的数据传输到PLC控制器；PLC控制器控制得到的数据进行计算，经计算若循环水塔池中的该离子总质量+补水中的该离子总质量-排水中的该离子总质量大于初始设定的该离子总质量，PLC控制器控制开启排污阀门进行排污；若循环水塔池中的该离子总质量+补水中的该离子总质量-排水中的该离子总质量不大于初始设定的该离子总质量，PLC控制器控制不开启排污阀门进行排污。
本实用新型中循环水浓缩倍率控制系统，主要是将传统中对水中物质浓度值的控制方式转变为对水中物质总质量的控制方式。这种方式的转变可以避免不同类型的水质进入循环水塔池造成水中物质浓度波动，导致循环水浓缩倍率无法合理计算的现象。针对水中物质总质量的计算，是水中物质浓度的计算浓度基础上，引入水的体积量，将循环水浓缩倍率控制合理化。即使补水中的各类物理不成比例的变化或者多种水源进入循环水系统，均能够通过物质总质量的控制方式来消除各种干扰，实现对循环水系统的稳定控制。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型循环水总量控制系统，可避免补水水质不断波动对循环水系统的干扰，稳定循环水系统连续运行。
附图说明
图1是本实用新型的系统结构示意图。
图中：全自动电位滴定仪1、A流量计2、B流量计3、PLC控制器4、排污阀门5、补水管路6、排水管路7、冷却塔8。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
参见图1，一种基于总量控制的循环水自动控制系统，包括冷却塔8，冷却塔8连接有补水管路6和排水管路7，还包括全自动电位滴定仪1、布置在补水管路6上的A流量计2、以及布置在排水管路7上的B流量计3，全自动电位滴定仪1连接补水管路6和排水管路7，排水管路7上安装有排污阀门5，全自动电位滴定仪1和排污阀门5与PLC控制器4连接，PLC控制器4通过全自动电位滴定仪1反馈的数据，控制排污阀门5进行排污。
工作原理：
A流量计2和全自动电位滴定仪1测量循环水系统补水中的氯离子浓度(也可以是钙离子和碱度等)和补水流量，并且测量的数据传输到PLC控制器4。B流量计3和全自动电位滴定仪1测量循环水系统排水中的氯离子浓度(也可以是钙离子和碱度等)和排水流量，并且测量的数据传输到PLC控制器4。PLC控制器4控制得到的数据进行计算，经计算当循环水塔池中的氯离子总质量+补水中的氯离子总质量-排水中的氯离子总质量大于初始设定的氯离子总质量，PLC控制器4控制开启排污阀门5进行排污；若循环水塔池中的氯离子总质量+补水中的氯离子总质量-排水中的氯离子总质量不大于初始设定的氯离子总质量，PLC控制器4控制不开启排污阀门5进行排污。
其中，全自动电位滴定仪1以及PLC控制器4采用现有产品。
实施例1。
某电厂循环水系统设有循环水冷却塔及塔池，塔池水容积10000m3，循环水浓缩倍率按5设计，在启机时，新鲜水补满水池，新鲜水水质指标如表1所示：
表1
| 项目 | 单位 | 指标 | 备注 |
| Cl<sup>-</sup> | mg/L | 124 | |
| Ca<sup>2+</sup> | mg/L | 86 | |
| 碱度 | mmol/L | 1.24 |
当循环水冷却系统运行一定时间后，检测循环水水池水质指标如表2，同期新鲜水水质条件为表3所示：
表2
| 项目 | 单位 | 指标 | 备注 |
| Cl<sup>-</sup> | mg/L | 494 | |
| Ca<sup>2+</sup> | mg/L | 417 | |
| 碱度 | mmol/L | 6.14 |
表3
| 项目 | 单位 | 指标 | 备注 |
| Cl<sup>-</sup> | mg/L | 94 | |
| Ca<sup>2+</sup> | mg/L | 46 | |
| 碱度 | mmol/L | 1.04 |
按本实用新型循环水系统控制方式计算如下：
以5倍为浓缩上限，设置氯初始离子总质量上限为5×10000m3×124mg/L＝6200kg。
循环水塔池内氯离子质量为494mg/L×10000m3＝4940kg
补水中带入氯离子质量为94mg/L×1000m3＝94kg
经计算，循环水中的氯离子总质量+补水中带入的氯离子总质量为4940+94＝5034kg＜氯初始离子总质量上限6200kg，因此可以不进行排污。
但按传统的浓缩倍率计算公式
已超过设置的浓缩倍率，需进行排污。
从计算过程中可以看出，本实用新型循环水控制系统，可避免补水水质波动带来的控制体系误差。
实施例2。
某电厂循环水系统设有循环水冷却塔及塔池，塔池水容积10000m3，循环水浓缩倍率按5设计，在启机时，新鲜水补满水池，新鲜水水质指标如表4所示：
表4
| 项目 | 单位 | 指标 | 备注 |
| Cl<sup>-</sup> | mg/L | 124 | |
| Ca<sup>2+</sup> | mg/L | 86 | |
| 碱度 | mmol/L | 1.24 |
当循环水冷却系统运行一定时间后，检测循环水水池水质指标如表5，同期新鲜水水质条件为表6所示：
表5
| 项目 | 单位 | 指标 | 备注 |
| Cl<sup>-</sup> | mg/L | 694 | |
| Ca<sup>2+</sup> | mg/L | 417 | |
| 碱度 | mmol/L | 6.14 |
表6
| 项目 | 单位 | 指标 | 备注 |
| Cl<sup>-</sup> | mg/L | 156 | |
| Ca<sup>2+</sup> | mg/L | 46 | |
| 碱度 | mmol/L | 1.04 |
按本实用新型循环水系统控制方式计算如下：
以5倍为浓缩上限，设置氯初始离子总质量上限为5×10000m3×124mg/L＝6200kg。
循环水塔池内氯离子质量为694mg/L×10000m3＝6940kg
补水中带入氯离子质量为156mg/L×1000m3＝156kg
经计算，循环水中的氯离子总质量+补水中带入的氯离子总质量为6940+156＝7096kg＞氯初始离子总质量上限6200kg，因此需进行排污。
但按传统的浓缩倍率计算公式
未超过设置的浓缩倍率，无需进行排污。
从计算过程中可以看出，本实用新型循环水控制系统，可避免补水水质波动带来的控制体系误差。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本实用新型已以实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (1)
1.一种基于总量控制的循环水自动控制系统，包括冷却塔（8），所述冷却塔（8）连接有补水管路（6）和排水管路（7），其特征是，还包括全自动电位滴定仪（1）、布置在补水管路（6）上的A流量计（2）、以及布置在排水管路（7）上的B流量计（3），所述全自动电位滴定仪（1）连接补水管路（6）和排水管路（7），所述排水管路（7）上安装有排污阀门（5），所述全自动电位滴定仪（1）和排污阀门（5）与PLC控制器（4）连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021909341.8U CN213092171U (zh) | 2020-09-04 | 2020-09-04 | 一种基于总量控制的循环水自动控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202021909341.8U CN213092171U (zh) | 2020-09-04 | 2020-09-04 | 一种基于总量控制的循环水自动控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213092171U true CN213092171U (zh) | 2021-04-30 |
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ID=75633954
Family Applications (1)
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| CN202021909341.8U Active CN213092171U (zh) | 2020-09-04 | 2020-09-04 | 一种基于总量控制的循环水自动控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN213092171U (zh) |
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2020
- 2020-09-04 CN CN202021909341.8U patent/CN213092171U/zh active Active
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