一种电厂循环水智能加药、补水及排污方法与装置与流程
1.本发明属于循环水处理领域，特别涉及一种电厂循环水智能加药、补水及排污的方法与装置。
背景技术：
2.电厂循环水系统加药与补水量占总用水量的70％以上，如何降低循环水系统加药与补水量，成为电厂降低水耗的一项重要工作。提高电厂循环水浓缩倍率是目前普遍有效的节水方法，提高循环水的浓缩倍率可以降低补充水量，节约水资源，降低排污量，减少对环境的污染，节约水处理药剂的消耗量，降低冷却水处理成本。因此，随着水资源的日趋紧缺，水资源费和排污费的明显上升，提高循环水的浓缩倍率，是节水、降低运行成本，提高经济效益的有效措施。
3.目前，国内火电厂的冷却塔排污大多都采用人工控制。通常采用化学分析法测定氯根，当循环水浓缩倍率高于控制值时，通知运行工作人员打开冷却塔加药调节门加药、补水调节门补水或者排污调节门排污。由于人工采样测定周期长、排污调节门开关滞后等，导致循环水浓缩倍率波动大，不能稳定在期望值。少部分采用自动加药与补水控制装置的系统智能化程度不高加药控制不够精准且装置构成极其复杂，并且不能实现加药、补水、排污装置与循环水系统同步运行。
技术实现要素：
4.本发明要解决的技术问题是人工采样测定周期长、排污阀开关滞后等，所导致的循环水浓缩倍率波动大，不能稳定在期望值等问题。用以达到最大限度地实现冷却塔连续、稳定排污及加药、补水，有效地缓解因间断性过量排污或加药、补水所引起的循环水浓缩倍率波动大的问题，可以使加药、补水、排污装置与循环水系统同步运行。
5.本发明旨在提供一种电厂循环水智能加药、补水及排污的方法与装置，所述方法包括：
6.利用智能控制器和dsc在线控制系统设定主程序并控制自动加药程序、自动补水子程序、自动排污子程序和采样子程序，进行对循环水加药、补水与排污的精准控制。所述主程序具体流程如图2所示。
7.采取循环水中的样本，具体地，通过控制器中的采样子程序检测循环水ph值、循环水钙硬度、循环水液位、排污流量、加药与补水流量、室外控制温度、循环水入冷却塔温度和循环水出冷却塔温度进行ad采样，分别对每个参数连续采样20次，取20次测量结果的平均值作为最终的测量结果。
8.根据所述循环水ph值计算甲基橙碱度，具体地，根据所述循环水ph值推算循环水的甲基橙碱度，相应的，根据循环水水质分析历史数据，得出以下规律：当循环水ph值为7.5～7.7的时候，甲基橙碱度为100～110mg/l。本方法中采用的计算公式为：甲基橙碱度＝(ph-5.5)
×
50mg/l。
9.根据所述甲基橙碱度计算循环水钙硬度目标值以及循环水蒸发量，具体地，所述钙硬度目标值＝(1100mg/l-甲基橙碱度-50mg/l)；所述循环水蒸发量根据gb/t50050-2007的规定，计算公式如下：循环水蒸发量qz＝k
×
δt
×
qr，其中，所述qr为循环水冷却量(m3/h)，δt为循环水进出冷却塔的温差(℃)，k为气温系数(1/℃)，k在不同温度区间的取值如表1。
10.表1气温系数k
[0011][0012]
为了简化编程，依据上表，对k值与温度t的关系进行了拟合，得到以下计算k值的公式：k＝0.001+0.00002
×
t；
[0013]
加药控制子程序用来将循环水ph值的目标值控制在7.6，具体地，根据循环水ph的反馈，通过pid控制程序，调节加药调节门的开度，即通过控制加入的药物的量来调节循环水的ph值。
[0014]
排污控制子程序用来调节循环水排污量。具体地，当需要排污时，所述排污控制子程序先判断钙硬度测量值是否大于设定值，若所述钙硬度测量值大于设定值，则控制排污调节门开度为最大幅度值并返回主程序；若所述钙硬度测量值小于设定值，则进一步判断所述钙硬度测量值加30mg/l是否大于设定值，如果所述钙硬度测量值加30mg/l大于设定值，那么将排污量设定值取值为蒸发量
×
新水钙硬度
÷
循环水钙硬度，再利用pid调节排污调节门开度并返回主程序；如果所述钙硬度测量值加30mg/l小于设定值，那么控制排污调节门开度为最小限幅值并返回主程序。
[0015]
补水控制子程序用于调节循环水的补水量。具体地，当需要补水时，所述补水控制子程序先判断循环水液位是否高，若循环水液位高，则关闭补水调节门并返回主程序；若循环水液位不高，则继续判断循环水液位是否低，如果循环水液位低，那么将补水调节门调节至最大开度并返回主程序；若果循环水液位不低，那么所需补水量为蒸发量与排污量之和，再利用pid调节排污调节门开度并返回主程序。
[0016]
排污、加药、补水完成后，继续返回采样子程序进行采样，若再次满足排污、加药、补水的条件时，进行下一次排污、加药、补水，以此来达到自动检测的目的。
[0017]
所述一种电厂循环水智能加药、补水及排污的方法，能够精准检测循环水中数据并计算处所述甲基橙碱度、循环水硬度目标值以及循环水蒸发量，根据所述甲基橙碱度、循环水硬度目标值以及循环水蒸发量进入子程序精准控制排污调节门与补水调节门开度、确
定补水量，能够提高循环水质，实现循环水智能加药、补水及排污智能控制，达到节水和提高循环水质的目的，同时还具备dcs实时远程监控和操作的功能，可实现多套自动加药、补水及排污装置的远程物联网式管理。
[0018]
所述装置包括：智能控制器、自动加药系统、自动加药系统、自动补水系统、自动排污系统、循环水加药电动调节调节门、循环水加药电动调节门、补水电动调节门、循环水排污电动调节调节门、智能控制器、循环水水质综合分析仪、循环水补水流量计、循环水排污流量计、循环水液位计和三个测温计。
[0019]
所述dcs在线控制系统，具体将自动加药系统、自动补水系统、自动排污系统与dcs在线控制系统相连接并受控于dcs在线控制系统。
[0020]
所述智能控制器的控制逻辑如图2所示。
[0021]
所述自动排污系统优选为流量控制排污系统，由循环水水质综合分析仪、冷水塔液位计、流量计、排污调节调节门组成，进行自动排污。所述自动排污系统根据自动排污子程序中的逻辑控制进行检测判断循环水中钙硬度值，再根据所述控制器控制排污调节调节门开度，精准确定循环环排污量。
[0022]
所述自动加药与补水系统优选为流量控制加药与补水系统，由循环水水质综合分析仪、冷水塔液位计、流量计、加药与补水调节门组成，进行自动加药与补水。所述自动加药与补水系统根据自动加药与补水子程序检测判断循环水液位高低，精准调节循环水的加药与补水量。
[0023]
由于所述装置设置与冷却塔循环水进水压力联锁开关，当循环水系统开始运行时，自动加药、加药与补水、排污系统也随之开始运行；循环水系统停止运行，自动加药、补水与排污系统也停止运行。因此，不会产生局部加药、补水、排污过量和加药、补水、排污不足的问题。
[0024]
进一步地，所述联锁开关为包括有压力继电器的电联动装置，智能控制器与压力继电器相连，压力继电器与装置总电源相联。
[0025]
所述在线腐蚀率检测仪，与冷水塔循环水管道相连，用于检测循环水质对管道的腐蚀情况。
[0026]
本装置还可广泛应用在电力、石油、冶金、化工、环境工程、高中低压锅炉等需要通过补排水加药控制循环水质的领域。
[0027]
所述一种电厂循环水智能加药、补水及排污的装置，主要采用智能控制器、dcs系统设定主程序精准控制加药补水排污各部分的子程序，从而设计出一种电厂循环水智能加药、补水及排污装置可以有效控制循环水浓缩倍率，可以最大限度地实现冷却塔连续、稳定排污及加药、补水，有效地缓解因间断性过量排污或加药、补水所引起的循环水浓缩倍率波动大的问题，同时还具备dcs实时远程监控和操作的功能，可实现多套自动加药、补水排污装置的远程物联网式管理，使加药、补水、排污装置与循环水系统同步运行。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附
图。
[0029]
图1示出了本发明一种电厂循环水智能加药、补水及排污装置结构图；
[0030]
图2示出了本发明一种电厂循环水智能加药、补水及排污装置的智能控制器自动装置的逻辑控制；
[0031]
图3示出了本发明一种电厂循环水智能加药、补水及排污方法与装置的自动排污子程序；
[0032]
图4示出了本发明一种电厂循环水智能加药、补水及排污方法与装置的自动补水子程序。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0035]
实施例一：
[0036]
一种电厂循环水智能加药、补水及排污方法，如图1所示：
[0037]
步骤s101利用所述智能控制器调节各部分系统子程序初始化；
[0038]
步骤s102根据采样子程序采取的循环水样本，具体地，通过控制器中的采样子程序检测循环水ph值、循环水钙硬度、循环水液位、排污流量、加药与补水流量、室外控制温度、循环水入冷却塔温度和循环水出冷却塔温度进行ad采样，分别对每个参数连续采样20次，取20次测量结果的平均值作为最终的测量结果。
[0039]
步骤s103根据循环水ph值计算甲基橙碱度，具体地，用所述循环水ph值推算循环水的甲基橙碱度，相应的，根据循环水水质分析历史数据，得出以下规律：当循环水ph值为7.5～7.7的时候，甲基橙碱度为100～110mg/l。本方法中采用的计算公式为：甲基橙碱度＝(ph-5.5)
×
50mg/l。
[0040]
步骤s104根据所述甲基橙碱度计算循环水钙硬度目标值，具体地，所述钙硬度目标值＝(1100mg/l-甲基橙碱度-50mg/l)；
[0041]
步骤s105根据所述gb/t50050-2007的规定，计算循环水蒸发量，计算公式如下：循环水蒸发量qz＝k
×
δt
×
qr，其中，所述qr为循环水冷却量(m3/h)，δt为循环水进出冷却塔的温差(℃)，k为气温系数(1/℃)，k在不同温度区间的取值如表1。
[0042]
表1气温系数k
[0043][0044]
为了简化编程，依据上表，对k值与温度t的关系进行了拟合，得到以下计算k值的公式：k＝0.001+0.00002
×
t
[0045]
步骤s106加药控制子程序用来将循环水ph值的目标值控制在7.6，具体地，根据所述循环水ph的反馈，通过pid控制程序，调节加药调节门的开度，通过控制加入的药物的量来调节循环水的ph值。
[0046]
步骤s107根据排污控制子程序调节循环水排污量。如图3所示，当需要排污时，所述排污控制子程序先判断钙硬度测量值是否大于设定值，若所述钙硬度测量值大于设定值，则控制排污调节门开度为最大幅度值并返回主程序；若所述钙硬度测量值小于设定值，则进一步判断所述钙硬度测量值加30mg/l是否大于设定值，如果所述钙硬度测量值加30mg/l大于设定值，那么将排污量设定值取值为蒸发量
×
新水钙硬度
÷
循环水钙硬度，再利用pid调节排污调节门开度并返回主程序；如果所述钙硬度测量值加30mg/l小于设定值，那么控制排污调节门开度为最小限幅值并返回主程序。
[0047]
步骤s108根据补水控制子程序用于调节循环水的补水量。如图4所示，当需要补水时，所述补水控制子程序先判断循环水液位是否高，若循环水液位高，则关闭补水调节门并返回主程序；若循环水液位不高，则继续判断循环水液位是否低，如果循环水液位低，那么将补水调节门调节至最大开度并返回主程序；若果循环水液位不低，那么所需补水量为蒸发量与排污量之和，再利用pid调节排污调节门开度并返回主程序。
[0048]
执行完上述步骤，再返回采样子程序，循环检测循环水的环境，当满足下一次排污、加药、补水时，重复上述步骤。
[0049]
所述一种电厂循环水智能加药与补水及排污的方法，精准检测循环水中数据并计算处所述甲基橙碱度、循环水硬度目标值以及循环水蒸发量，根据所述甲基橙碱度、循环水硬度目标值以及循环水蒸发量进入子程序精准控制排污调节门与补水调节门开度、准确确定补水量，提高循环水质，实现循环水智能加药、补水及排污智能控制，以达到节水和提高循环水质的目的。
[0050]
一种电厂循环水智能加药、补水及排污装置，如图1所示，包括智能控制器1、dsc系统2、i/o接口3、排污调节门4、加药调节门5、补水调节门6、加药管道7、排污管道8、循环水进水管道9、循环水出水管道10、循环水水质综合分析仪11、循环水排污流量计12、循环水补水流量计13、进水温度计14、出水温度计15、空气温度计16、在线腐蚀率检测仪17。
[0051]
所述dcs在线控制系统，将所述自动加药与补水系统、自动排污系统与dcs在线控制系统相连接，并受控于dcs在线控制系统。
[0052]
所述自动排污系统优选为流量控制排污系统，由循环水水质综合分析仪、冷水塔液位计、流量计、排污调节门组成，进行自动排污。所述自动排污系统根据自动排污子程序中的逻辑控制进行检测判断循环水中钙硬度值，再根据所述控制器控制排污调节门开度，精准确定循环环排污量。
[0053]
所述自动加药与补水系统优选为流量控制加药与补水系统，由循环水水质综合分析仪、冷水塔液位计、流量计、加药与补水调节门组成，进行自动加药与补水。所述自动加药与补水系统根据自动加药与补水子程序检测判断循环水液位高低，精准调节循环水的加药与补水量。
[0054]
由于所述装置设置与冷却塔循环水进水压力联锁开关，当循环水系统开始运行时，自动加药、加药、补水、排污系统也随之开始运行；循环水系统停止运行，自动加药、补水与排污系统也停止运行。因此，不会产生局部加药、补水、排污过量和加药、补水、排污不足的问题。
[0055]
进一步地，所述联锁开关为包括有压力继电器的电联动装置，智能控制器与压力继电器相连，压力继电器与装置总电源相联。
[0056]
所述在线腐蚀率检测仪，与冷水塔循环水管道相连，用于检测循环水质对管道的腐蚀情况。
[0057]
根据所述dsc系统在线控制，可以实现dcs实时远程监控和操作的功能，达成多套自动加药、补水排污装置的远程物联网式管理。经过智能控制器pid自整定参数程序，可以实现循环水ph值稳定调节，ph值稳定在7.5～7.7之间，循环水的
″
钙硬度+甲基橙碱度(以caco3)
″
稳定在1000mg/l～1100mg/l之间。每个月可节约新水4000m3左右，达到节约用水且精准控制循环水质的效果。
技术特征：
1.一种电厂循环水智能加药、补水及排污方法，其特征在于，应用于循环水处理领域，所述方法包括：(1)采样测得循环水的ph值，根据循环水的ph值计算出循环水的甲基橙碱度；(2)根据所述甲基橙碱度的值，计算循环水钙硬度目标值；(3)根据所述循环水钙硬度值计算循环水蒸发量；(4)根据所述循环水的ph值确定加药量；(5)根据所述循环水钙硬度的目标值和设定值确定排污量；(6)根据所述循环水的液位、所述循环水的蒸发量和所述排污量确定补水量。2.如权利要求1所述的一种电厂循环水智能加药、补水及排污方法，其中，以所述循环水的ph值为反馈，调节所述加药量，将所述循环水的ph值精准控制在7.6。3.如权利要求1所述的一种电厂循环水智能加药、补水及排污方法，其中，所述排污量是根据钙硬度的测量值和设定值比较结果确定；若所述钙硬度测量值大于设定值，则控制循环水以最大流量排污；若所述钙硬度测量值小于设定值，判断所述钙硬度测量值加30是否大于设定值，如果所述钙硬度测量值加30mg/l大于设定值，则根据循环水蒸发量和循环水钙硬度值确定排污量设定值，如果所述钙硬度测量值加30mg/l小于设定值，那么控制循环水以最小流量排污。4.如权利要求1所述的一种电厂循环水智能加药、补水及排污方法，其中，所述补水量先判断循环水液位是否为高液位，若循环水液位为高液位，则补水处于暂停状态；若循环水液位为低液位，则控制补水量以最快速度流入；若所述循环水液位低于高液位状态且高于低液位状态，则所需补水量为蒸发量与排污量之和。5.一种电厂循环水智能加药、补水及排污装置，其中，所述装置包括：自动加药系统、补水系统和自动排污系统，所述所述自动加药系统、补水系统和自动排污系统与dcs在线控制系统相连接并受控于dcs在线控制系统；智能控制器与所述dsc系统相连；所述自动排污系统与自动补水系统与冷水塔相连；所述自动加药系统与自动补水系统相连；循环水水质综合分析置于冷水塔中，分别与排污管道、补水管道以及循环水出水管道相连。6.根据权利要求5所述的一种电厂循环水智能加药、补水及排污装置，其中，所述自动排污系统包括循环水排污调节门、循环水排污流量计、排污管道；其中，所述智能控制器控制循环水排污调节门进行自动排污，所述排污调节门置于排污管道，所述排污管道与循环水冷却塔相连，所述循环水排污流量计置于排污调节门前，所述循环水排污流量计用于测量循环水的排污量。7.根据权利要求5所述的一种电厂循环水智能加药、补水及排污装置，其中，所述加药系统和补水系统包括智能控制器，加药管道、补水管道、循环水补水流量计，循环水冷水塔液位计和循环水进出水温度计；其中，所述智能控制器控制循环水加药调节门、补水调节门分别进行自动加药与补水，所述加药调节门置于所述加药管道上，所述补水调节门置于所述补水管道上，所述循环水补水流量计置于补水调节门之后用于测定补水流量。8.根据权利要求5所述的一种电厂循环水智能加药、补水及排污装置，其中，所述智能控制器通过rs485接口与dcs进行通信，接受dcs控制指令；其中，根据所述智能控制器测量循环水水质、水位、水温等参数，根据所述参数，通过智
能算法实现对循环水加药、补水及排污的调节门进行智能控制；所述智能控制器根据与冷却塔循环水进水压力联锁开关，智能判断循环水系统运行状态。9.根据权利要求5所述的一种电厂循环水智能加药、补水及排污装置，其中，所述循环水水质综合分析仪包括：循环水在线钙硬度分析仪、加药与补水在线钙硬度分析仪、循环水在线ph计。10.根据权利要求5所述的一种电厂循环水智能加药、补水及排污装置，还包括测温计由三个测温电阻pt100组成，分别置于循环进水管道入口处、循环水出水管道出口处和所属作业环境中用于分别测量循环水进水温度、循环水出水温度和环境温度。
技术总结
本发明公开了一种电厂循环水智能加药、补水及排污方法与装置，属于循环水处理领域。所述方法包括：测循环水pH值，计算出循环水的甲基橙碱度，再计算循环水钙硬度目标值以及计算循环水蒸发量；根据循环水PH值、循环水钙硬度以及循环水蒸发量确定加药量、排污量和补水量。所述装置通过DCS在线控制系统控制自动加药系统、补水系统和自动排污系统完成精准加药、补水以及排污。本发明可提高循环水质，循环水加药、补水及排污精确，实现循环水智能加药、补水及排污智能控制，达到节水和提高循环水质的目的。的目的。的目的。
