高新工业锅炉水质在线监测和智能控制装置和技术

专利名称:高新工业锅炉水质在线监测和智能控制装置和技术
技术领域
本发明涉及一种水处理技术,尤其涉及ー种エ业锅炉水质在线监测和智能控制装置和方法。
背景技术
エ业锅炉是重要的热能动カ设备,广泛应用于エ厂动力、建筑采暖、人民生活等各个方面,数量众多。エ业锅炉实现热能动カ传递的最常用的载体为水(包括水蒸汽),水在エ业锅炉内吸收燃料燃烧的热能,转变为高温的水或水蒸汽,从而实现热能传递或动カ做功。为了エ业锅炉运行的安全和节能运行,锅炉进水需要加药来减小腐蚀和结垢,而锅炉内部的水需要经常排污以降低杂质含量。国家标准GB/T1576《エ业 锅炉水质》规定了合格的エ业锅炉水质指标,如果水质不符合标准规定,锅炉将处于不安全或者不节能的运行状态。而エ业锅炉运行中,由于原有的锅炉水不断被消耗,同时新的补充水不断加入,这样水系统一直处于动态变化中,锅炉水质要控制在国家标准GB/T1576《エ业锅炉水质》规定范围内,其难度比较大。目前,最普遍的锅炉水质控制方式为人工控制,即人工从锅炉中取水样进行化验,根据化验结果和国家标准规定的值相比较,通过锅炉进水中加药和锅炉水排污两种手段来调节水质。目前,相关的规则要求每个班至少化验一次。这种方式可靠、设备投资少,但是劳动强度大,动作滞后不能即时跟踪水质变化。要实现エ业锅炉水质处于长期合格的目的,自动监测和智能控制装置需要解决两大关键技术1、可靠的在线监测装置;2、监测结果和自动加药、排污装置形成闭环反馈。现有的技术分为两类,自动排污技术和自动加药技术。自动排污技术通过监测排污指标实现自动排污控制;而自动加药技术是根据锅炉进水流量控制药剂的自动投加。由于影响锅炉水质状况的因素有很多,如锅炉运行负荷、操作人员习惯、水源水质变化等等。因此上述两种技术都无法真正意义上实现水质自动调节,尤其是水处理药剂自动加入的量的控制单纯依赖进水量,没有采取监测手段,因此也没有自动加药的反馈,还是需要人的干预。

发明内容
本发明要解决的技术问题在干,针对现有技术的上述缺陷提供ー种エ业锅炉水质在线监测和智能控制装置和方法,以实现对锅炉水质的PH值、碱度、溶解固形物三个重要项目的在线监測、自动加药以及自动排污的目的。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种エ业锅炉水质在线监测和智能控制装置,包括采样冷却器2、电导率传感器6、中央控制器10、排污电磁阀12,其特征在于,还包括pH值传感器7、加药泵15 ;其中,米样冷却器2、电导率传感器6、pH值传感器7设置在锅炉I的水样出水管21上;电导率传感器6、pH值传感器7通过导线与中央控制器10连接;加药泵15设置在锅炉I的进水管24上,并通过导线与中央控制器10连接;排污电磁阀12设置在锅炉I的排污管a 22上,并通过导线与中央控制器10连接。采用该技术方案,可通过电导率传感器6准确的监测锅炉水样的电导率,并且中央控制器10可以根据电导率的监测结果自动排污;另外,还可以通过PH值传感器7准确的监测锅炉水样的pH值,中央控制器10可以根据pH值的监测结果自动加药。
在本发明中,还包括设置在所述水样出水管21上的碱度测试单元8,碱度测试单元8通过导线与中央控制器10连接。碱度测试单元8的増加,弥补了现有技术中没有碱度监测的不足。通过碱度测试单元8的监测,中央控制器10可以根据其反馈的监测结果实现自动加药。在本发明中,在水样出水管21上还设置有温度变送器3和电磁阀4。温度变送器3对采样冷却器2的出ロ温度进行监测,如果水温超过预设的安全温度,电磁阀4将自动切断,避免高温的水样损害后面的监测单元。在本发明中,在水样出水管21上还设置有流量计5。流量计5将流经的水样调节到合适的流量,以便后面的电导率传感器6、pH值传感器7和碱度测试单元8更加准确的监測。在本发明中,锅炉I上还设有排污管b23,在排污管b23上设置有手动排污阀13。当排污电磁阀12出现异常状况时,还可以采用手动排污阀13进行排污。在本发明中,在进水管24上还设有药剂容器16 ;加药泵15与中央控制器10连接的导线上设置了继电器14和/或所述排污电磁阀12与中央控制器10连接的导线上设置了继电器11。在本发明中,所述进水管24安装在锅炉I的上部;水样出水管21安装在锅炉I的中部,其末端连接到污水槽9 ;排污管a22和排污管b23为锅炉I底部的排污管的两个并列排污支管。同时,本发明还提供一种エ业锅炉水质在线监测和智能控制方法,包括以下步骤SI、对锅炉中的水进行采样,并对所述水样进行冷却;S2、监测所述冷却水样的电导率,并将监测得到的电导率信号反馈给中央控制器,当所述电导率信号超过限值Ml时,所述中央控制器自动控制排污;S3、监测所述冷却水样的pH值,并将监测得到的pH值信号反馈给所述中央控制器,当所述PH值信号超出域值范围M2时,所述中央控制器自动控制加药。在本发明中,在所述步骤S3之后还包括以下步骤监测所述冷却水样的碱度,并将监测得到的碱度信号反馈给中央控制器,当所述碱度信号超过域值M3时,所述中央控制器自动控制加药。在本发明中,在所述步骤SI之后还包括以下步骤对所述冷却水样的温度进行监測,当温度超过预设的安全温度值M4吋,自动关闭管路,停止水样的流动;当管路开启吋,对所述冷却水样的流量进行调节。实施本发明的技术方案,具有以下有益效果I、维持エ业锅炉的水质稳定在国家标准GB/T 1576要求的合格范围内,避免金属腐蚀、结垢,造成锅炉腐蚀穿管或爆管等安全事故;2、实现科学排污、合理加药,避免能源和水资源的浪费;減少水处理药剂的消耗,保护环境;3、降低エ业锅炉作业人员的劳动强度,避免因人为疏忽或技术水平不够所造成的锅炉安全事故。

下面将结合附图及实施例对本发明作进ー步说明,附图中图I是本发明实施例的原理示意图;图2是本发明实施例的系统流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进ー步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。 如图I所示,I为锅炉,2为采样冷却器,3为温度变送器,4为电磁阀,5为流量计,6为电导率传感器,7为pH值传感器,8为碱度测试单元,9为污水槽,10为中央控制器,11为排污继电器,12为排污电磁阀,13为手动排污阀,14为继电器,15为加药泵,16为药剂容器,21为水样出水管,22为排污管a, 23为排污管b,24为进水管。如图I所示,锅炉I的上部设有进水管24,在进水管24上,药剂容器16连接到加药泵15,加药泵15再连接到锅炉I。锅炉I的中部设有水样出水管21,水样出水管21上依次设有采样冷却器2、温度变送器3、电磁阀4、流量计5、电导率传感器6、pH值传感器7、碱度测试单元8,最后连接到污水槽9。锅炉I的底部设有排污管a22和排污管b23,排污管a22和排污管b23为锅炉底部的排污管的两个并列排污支管,排污管a 22上设有排污电磁阀12,排污管b23上设有手动排污阀13。同吋,电导率传感器6、pH值传感器7、碱度单元8通过导线连接到中央控制器10,加药泵15通过导线与继电器14、中央控制器10串接,排污电磁阀12通过导线与排污继电器11、中央控制器10串接。如图2所示,具体操作实施的步骤为第一歩,锅炉I中的水样流经采样冷却器2进行冷却,温度变送器3对采样冷却器2的出ロ温度进行监测,温度超过预设的安全温度值M4时电磁阀4自动关闭;电磁阀4开启时,流量计5对水样的流量进行调节。第二步,冷却水样流经电导率传感器6,电导率传感器6将监测得到的电导率信号反馈给中央控制器10,当电导率信号超过限值Ml吋,中央控制器10控制继电器11开启,进而控制排污电磁阀12开启进行排污,排污持续时间Tl后自动关闭。第三步,冷却水样流经pH值传感器7,pH值传感器7将监测得到的pH值信号反馈给中央控制器10,当pH值信号超出域值范围M2吋,中央控制器10控制继电器14开启,进而控制加药泵15向锅炉I中加药,加药持续时间T2后自动关闭。第四步,将冷却水样流速恒定在限定数值Q1,并在该恒定流速的冷却水样中滴加恒定流速Q2的浓度为C的硫酸标准溶液,两者发生酸碱反应,再由pH值传感器检测碱度测试单元8的出ロ水样的pH值,pH值传感器将监测得到的pH值信号反馈给中央控制器10,中央控制器10利用Ql、Q2、C以及pH值传感器反馈的信号数据计算获得碱度值,当碱度值超过域值M3时,中央控制器10控制继电器14开启,进而控制加药泵15向锅炉I中加药,加药持续时间T3后自动关闭。
第五步,从第二步开 始重复。按照以上步骤操作,可以实现维持エ业锅炉的水质稳定在国家标准GB/T1576要求的合格范围内,避免金属腐蚀、结垢,造成锅炉腐蚀穿管或爆管等安全事故;并同时实现实现科学排污、合理加药,避免能源和水资源的浪费;減少水处理药剂的消耗,保护环境;降低作业人员的劳动强度等。
权利要求
1.一种工业锅炉水质在线监测和智能控制装置,包括采样冷却器(2)、电导率传感器(6)、中央控制器(10)、排污电磁阀(12),其特征在于,还包括pH值传感器(7)、加药泵(15);其中,所述采样冷却器(2)、电导率传感器(6)、pH值传感器(7)设置在锅炉(I)的水样出水管(21)上;所述电导率传感器(6)、pH值传感器(7)通过导线与中央控制器(10)连接;所述加药泵(15)设置在所述锅炉(I)的进水管(24)上,并通过导线与中央控制器 (10)连接;所述排污电磁阀(12)设置在所述锅炉(I)的排污管a(22)上,并通过导线与中央控制器(10)连接。
2.根据权利要求I所述的工业锅炉水质在线监测和智能控制的装置,其特征在于,还包括设置在所述水样出水管(21)上的碱度测试单元(8),所述碱度测试单元(8)通过导线与中央控制器(10)连接。
3.根据权利要求I或2所述的工业锅炉水质在线监测和智能控制装置,其特征在于,在所述水样出水管(21)上还设置有温度变送器(3)和电磁阀(4)。
4.根据权利要求I或2所述的工业锅炉水质在线监测和智能控制装置,其特征在于,在所述水样出水管(21)上还设置有流量计(5)。
5.根据权利要求I或2所述的工业锅炉水质在线监测和智能控制装置,其特征在于,在所述锅炉(I)上还设有排污管b (23),在所述排污管b (23)上设置有手动排污阀(13)。
6.根据权利要求I或2所述的工业锅炉水质在线监测和智能控制装置,其特征在于,在所述进水管(24)上还设有药剂容器(16);所述加药泵(15)与中央控制器(10)连接的导线上设置了继电器(14)和/或所述排污电磁阀(12)与中央控制器(10)连接的导线上设置了排污继电器(11)。
7.根据权利要求5所述的工业锅炉水质在线监测和智能控制装置,其特征在于,所述进水管(24)安装在锅炉(I)的上部;所述水样出水管(21)安装在所述锅炉(I)的中部,其末端连接到污水槽(9);所述排污管a(22)和排污管b(23)为锅炉(I)底部的排污管的两个并列排污支管。
8.—种工业锅炉水质在线监测和智能控制方法,其特征在于,包括以下步骤51、对锅炉中的水进行采样,并对所述水样进行冷却;52、监测所述冷却水样的电导率,并将监测得到的电导率信号反馈给中央控制器,当所述电导率信号超过限值Ml时,所述中央控制器自动控制排污;53、监测所述冷却水样的pH值,并将监测得到的pH值信号反馈给所述中央控制器,当 PH值信号超出域值范围M2时,所述中央控制器自动控制加药。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,在所述步骤S3之后还包括以下步骤监测所述冷却水样的碱度,并将监测得到的碱度信号反馈给中央控制器,当所述碱度信号超过域值M3时,所述中央控制器自动控制加药。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,在所述步骤SI之后还包括以下步骤对所述冷却水样的温度进行监测,当温度超过预设的安全温度值M4时,自动关闭管路, 停止水样的流动;当管路开启时,对所述冷却水样的流量进行调节。
全文摘要
本发明公开了一种工业锅炉水质在线监测和智能控制装置和方法。包括采样冷却器、电导率传感器、中央控制器、排污电磁阀、pH值传感器、碱度测试单元以及加药泵;对锅炉中的水采样,并冷却水样;监测冷却水样电导率,并将监测信号反馈给中央控制器,电导率信号超过限值M1时,中央控制器自动控制排污;监测冷却水样pH值,并将监测信号反馈给中央控制器,pH值信号超出域值范围M2时,中央控制器自动控制加药;监测冷却水样的碱度值,并将监测信号反馈给中央控制器,碱度信号超出域值范围M3时,中央控制器自动控制加药。实施本发明的技术方案,能实现科学排污、合理加药;降低锅炉作业人员的劳动强度,避免因人为疏忽等原因造成安全事故。
文档编号C02F5/08GK102621939SQ201110033490
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者张居光, 徐金锁, 曾梓峰 申请人:张居光, 徐金锁, 曾梓峰

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