專利名稱：一種工業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理技術(shù)，尤其涉及ー種エ業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制裝置和方法。
背景技術(shù)：
エ業(yè)鍋爐是重要的熱能動カ設(shè)備，廣泛應(yīng)用于エ廠動力、建筑采暖、人民生活等各個(gè)方面，數(shù)量眾多。エ業(yè)鍋爐實(shí)現(xiàn)熱能動カ傳遞的最常用的載體為水(包括水蒸汽)，水在エ業(yè)鍋爐內(nèi)吸收燃料燃燒的熱能，轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷氐乃蛩羝瑥亩鴮?shí)現(xiàn)熱能傳遞或動カ做功。為了エ業(yè)鍋爐運(yùn)行的安全和節(jié)能運(yùn)行，鍋爐進(jìn)水需要加藥來減小腐蝕和結(jié)垢，而鍋爐內(nèi)部的水需要經(jīng)常排污以降低雜質(zhì)含量。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1576《エ業(yè) 鍋爐水質(zhì)》規(guī)定了合格的エ業(yè)鍋爐水質(zhì)指標(biāo)，如果水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍋爐將處于不安全或者不節(jié)能的運(yùn)行狀態(tài)。而エ業(yè)鍋爐運(yùn)行中，由于原有的鍋爐水不斷被消耗，同時(shí)新的補(bǔ)充水不斷加入，這樣水系統(tǒng)一直處于動態(tài)變化中，鍋爐水質(zhì)要控制在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1576《エ業(yè)鍋爐水質(zhì)》規(guī)定范圍內(nèi)，其難度比較大。目前，最普遍的鍋爐水質(zhì)控制方式為人工控制，即人工從鍋爐中取水樣進(jìn)行化驗(yàn)，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果和國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的值相比較，通過鍋爐進(jìn)水中加藥和鍋爐水排污兩種手段來調(diào)節(jié)水質(zhì)。目前，相關(guān)的規(guī)則要求每個(gè)班至少化驗(yàn)一次。這種方式可靠、設(shè)備投資少，但是勞動強(qiáng)度大，動作滯后不能即時(shí)跟蹤水質(zhì)變化。要實(shí)現(xiàn)エ業(yè)鍋爐水質(zhì)處于長期合格的目的，自動監(jiān)測和智能控制裝置需要解決兩大關(guān)鍵技術(shù)1、可靠的在線監(jiān)測裝置；2、監(jiān)測結(jié)果和自動加藥、排污裝置形成閉環(huán)反饋?，F(xiàn)有的技術(shù)分為兩類，自動排污技術(shù)和自動加藥技術(shù)。自動排污技術(shù)通過監(jiān)測排污指標(biāo)實(shí)現(xiàn)自動排污控制；而自動加藥技術(shù)是根據(jù)鍋爐進(jìn)水流量控制藥劑的自動投加。由于影響鍋爐水質(zhì)狀況的因素有很多，如鍋爐運(yùn)行負(fù)荷、操作人員習(xí)慣、水源水質(zhì)變化等等。因此上述兩種技術(shù)都無法真正意義上實(shí)現(xiàn)水質(zhì)自動調(diào)節(jié)，尤其是水處理藥劑自動加入的量的控制單純依賴進(jìn)水量，沒有采取監(jiān)測手段，因此也沒有自動加藥的反饋，還是需要人的干預(yù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在干，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷提供ー種エ業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制裝置和方法，以實(shí)現(xiàn)對鍋爐水質(zhì)的PH值、堿度、溶解固形物三個(gè)重要項(xiàng)目的在線監(jiān)測、自動加藥以及自動排污的目的。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種エ業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制裝置，包括采樣冷卻器2、電導(dǎo)率傳感器6、中央控制器10、排污電磁閥12，其特征在于，還包括pH值傳感器7、加藥泵15 ;其中，米樣冷卻器2、電導(dǎo)率傳感器6、pH值傳感器7設(shè)置在鍋爐I的水樣出水管21上；電導(dǎo)率傳感器6、pH值傳感器7通過導(dǎo)線與中央控制器10連接；加藥泵15設(shè)置在鍋爐I的進(jìn)水管24上，并通過導(dǎo)線與中央控制器10連接；排污電磁閥12設(shè)置在鍋爐I的排污管a 22上，并通過導(dǎo)線與中央控制器10連接。采用該技術(shù)方案，可通過電導(dǎo)率傳感器6準(zhǔn)確的監(jiān)測鍋爐水樣的電導(dǎo)率，并且中央控制器10可以根據(jù)電導(dǎo)率的監(jiān)測結(jié)果自動排污；另外，還可以通過PH值傳感器7準(zhǔn)確的監(jiān)測鍋爐水樣的pH值，中央控制器10可以根據(jù)pH值的監(jiān)測結(jié)果自動加藥。
在本發(fā)明中，還包括設(shè)置在所述水樣出水管21上的堿度測試單元8，堿度測試單元8通過導(dǎo)線與中央控制器10連接。堿度測試單元8的増加，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中沒有堿度監(jiān)測的不足。通過堿度測試單元8的監(jiān)測，中央控制器10可以根據(jù)其反饋的監(jiān)測結(jié)果實(shí)現(xiàn)自動加藥。在本發(fā)明中，在水樣出水管21上還設(shè)置有溫度變送器3和電磁閥4。溫度變送器3對采樣冷卻器2的出ロ溫度進(jìn)行監(jiān)測，如果水溫超過預(yù)設(shè)的安全溫度，電磁閥4將自動切斷，避免高溫的水樣損害后面的監(jiān)測單元。在本發(fā)明中，在水樣出水管21上還設(shè)置有流量計(jì)5。流量計(jì)5將流經(jīng)的水樣調(diào)節(jié)到合適的流量，以便后面的電導(dǎo)率傳感器6、pH值傳感器7和堿度測試單元8更加準(zhǔn)確的監(jiān)測。在本發(fā)明中，鍋爐I上還設(shè)有排污管b23，在排污管b23上設(shè)置有手動排污閥13。當(dāng)排污電磁閥12出現(xiàn)異常狀況時(shí)，還可以采用手動排污閥13進(jìn)行排污。在本發(fā)明中，在進(jìn)水管24上還設(shè)有藥劑容器16 ;加藥泵15與中央控制器10連接的導(dǎo)線上設(shè)置了繼電器14和/或所述排污電磁閥12與中央控制器10連接的導(dǎo)線上設(shè)置了繼電器11。在本發(fā)明中，所述進(jìn)水管24安裝在鍋爐I的上部；水樣出水管21安裝在鍋爐I的中部，其末端連接到污水槽9 ;排污管a22和排污管b23為鍋爐I底部的排污管的兩個(gè)并列排污支管。同時(shí)，本發(fā)明還提供一種エ業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制方法，包括以下步驟SI、對鍋爐中的水進(jìn)行采樣，并對所述水樣進(jìn)行冷卻；S2、監(jiān)測所述冷卻水樣的電導(dǎo)率，并將監(jiān)測得到的電導(dǎo)率信號反饋給中央控制器，當(dāng)所述電導(dǎo)率信號超過限值Ml時(shí)，所述中央控制器自動控制排污；S3、監(jiān)測所述冷卻水樣的pH值，并將監(jiān)測得到的pH值信號反饋給所述中央控制器，當(dāng)所述PH值信號超出域值范圍M2時(shí)，所述中央控制器自動控制加藥。在本發(fā)明中，在所述步驟S3之后還包括以下步驟監(jiān)測所述冷卻水樣的堿度，并將監(jiān)測得到的堿度信號反饋給中央控制器，當(dāng)所述堿度信號超過域值M3時(shí)，所述中央控制器自動控制加藥。在本發(fā)明中，在所述步驟SI之后還包括以下步驟對所述冷卻水樣的溫度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)溫度超過預(yù)設(shè)的安全溫度值M4吋，自動關(guān)閉管路，停止水樣的流動；當(dāng)管路開啟吋，對所述冷卻水樣的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下有益效果I、維持エ業(yè)鍋爐的水質(zhì)穩(wěn)定在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1576要求的合格范圍內(nèi)，避免金屬腐蝕、結(jié)垢，造成鍋爐腐蝕穿管或爆管等安全事故；2、實(shí)現(xiàn)科學(xué)排污、合理加藥，避免能源和水資源的浪費(fèi)；減少水處理藥劑的消耗，保護(hù)環(huán)境；3、降低エ業(yè)鍋爐作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，避免因人為疏忽或技術(shù)水平不夠所造成的鍋爐安全事故。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明，附圖中圖I是本發(fā)明實(shí)施例的原理示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)ー步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。 如圖I所示，I為鍋爐，2為采樣冷卻器,3為溫度變送器,4為電磁閥,5為流量計(jì)，6為電導(dǎo)率傳感器，7為pH值傳感器,8為堿度測試單元,9為污水槽,10為中央控制器,11為排污繼電器，12為排污電磁閥，13為手動排污閥，14為繼電器，15為加藥泵，16為藥劑容器，21為水樣出水管,22為排污管a, 23為排污管b,24為進(jìn)水管。如圖I所示，鍋爐I的上部設(shè)有進(jìn)水管24，在進(jìn)水管24上，藥劑容器16連接到加藥泵15，加藥泵15再連接到鍋爐I。鍋爐I的中部設(shè)有水樣出水管21，水樣出水管21上依次設(shè)有采樣冷卻器2、溫度變送器3、電磁閥4、流量計(jì)5、電導(dǎo)率傳感器6、pH值傳感器7、堿度測試單元8,最后連接到污水槽9。鍋爐I的底部設(shè)有排污管a22和排污管b23,排污管a22和排污管b23為鍋爐底部的排污管的兩個(gè)并列排污支管,排污管a 22上設(shè)有排污電磁閥12，排污管b23上設(shè)有手動排污閥13。同吋，電導(dǎo)率傳感器6、pH值傳感器7、堿度單元8通過導(dǎo)線連接到中央控制器10，加藥泵15通過導(dǎo)線與繼電器14、中央控制器10串接，排污電磁閥12通過導(dǎo)線與排污繼電器11、中央控制器10串接。如圖2所示，具體操作實(shí)施的步驟為第一歩，鍋爐I中的水樣流經(jīng)采樣冷卻器2進(jìn)行冷卻，溫度變送器3對采樣冷卻器2的出ロ溫度進(jìn)行監(jiān)測，溫度超過預(yù)設(shè)的安全溫度值M4時(shí)電磁閥4自動關(guān)閉；電磁閥4開啟時(shí)，流量計(jì)5對水樣的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。第二步，冷卻水樣流經(jīng)電導(dǎo)率傳感器6，電導(dǎo)率傳感器6將監(jiān)測得到的電導(dǎo)率信號反饋給中央控制器10，當(dāng)電導(dǎo)率信號超過限值Ml吋，中央控制器10控制繼電器11開啟，進(jìn)而控制排污電磁閥12開啟進(jìn)行排污，排污持續(xù)時(shí)間Tl后自動關(guān)閉。第三步，冷卻水樣流經(jīng)pH值傳感器7，pH值傳感器7將監(jiān)測得到的pH值信號反饋給中央控制器10，當(dāng)pH值信號超出域值范圍M2吋，中央控制器10控制繼電器14開啟，進(jìn)而控制加藥泵15向鍋爐I中加藥，加藥持續(xù)時(shí)間T2后自動關(guān)閉。第四步，將冷卻水樣流速恒定在限定數(shù)值Q1，并在該恒定流速的冷卻水樣中滴加恒定流速Q(mào)2的濃度為C的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，兩者發(fā)生酸堿反應(yīng)，再由pH值傳感器檢測堿度測試單元8的出ロ水樣的pH值，pH值傳感器將監(jiān)測得到的pH值信號反饋給中央控制器10，中央控制器10利用Ql、Q2、C以及pH值傳感器反饋的信號數(shù)據(jù)計(jì)算獲得堿度值，當(dāng)堿度值超過域值M3時(shí)，中央控制器10控制繼電器14開啟，進(jìn)而控制加藥泵15向鍋爐I中加藥，加藥持續(xù)時(shí)間T3后自動關(guān)閉。
第五步，從第二步開 始重復(fù)。按照以上步驟操作，可以實(shí)現(xiàn)維持エ業(yè)鍋爐的水質(zhì)穩(wěn)定在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1576要求的合格范圍內(nèi)，避免金屬腐蝕、結(jié)垢，造成鍋爐腐蝕穿管或爆管等安全事故；并同時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)科學(xué)排污、合理加藥，避免能源和水資源的浪費(fèi)；減少水處理藥劑的消耗，保護(hù)環(huán)境；降低作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度等。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制裝置，包括采樣冷卻器(2)、電導(dǎo)率傳感器(6)、中央控制器(10)、排污電磁閥(12)，其特征在于，還包括pH值傳感器(7)、加藥泵(15)；其中，所述采樣冷卻器(2)、電導(dǎo)率傳感器(6)、pH值傳感器(7)設(shè)置在鍋爐(I)的水樣出水管(21)上；所述電導(dǎo)率傳感器(6)、pH值傳感器(7)通過導(dǎo)線與中央控制器(10)連接；所述加藥泵(15)設(shè)置在所述鍋爐(I)的進(jìn)水管(24)上，并通過導(dǎo)線與中央控制器 (10)連接；所述排污電磁閥(12)設(shè)置在所述鍋爐(I)的排污管a(22)上，并通過導(dǎo)線與中央控制器(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制的裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在所述水樣出水管(21)上的堿度測試單元(8)，所述堿度測試單元(8)通過導(dǎo)線與中央控制器(10)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的工業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制裝置，其特征在于，在所述水樣出水管(21)上還設(shè)置有溫度變送器(3)和電磁閥(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的工業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制裝置，其特征在于，在所述水樣出水管(21)上還設(shè)置有流量計(jì)(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的工業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制裝置，其特征在于，在所述鍋爐(I)上還設(shè)有排污管b (23)，在所述排污管b (23)上設(shè)置有手動排污閥(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的工業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制裝置，其特征在于，在所述進(jìn)水管(24)上還設(shè)有藥劑容器(16);所述加藥泵(15)與中央控制器(10)連接的導(dǎo)線上設(shè)置了繼電器(14)和/或所述排污電磁閥(12)與中央控制器(10)連接的導(dǎo)線上設(shè)置了排污繼電器(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制裝置，其特征在于，所述進(jìn)水管(24)安裝在鍋爐(I)的上部；所述水樣出水管(21)安裝在所述鍋爐(I)的中部，其末端連接到污水槽(9);所述排污管a(22)和排污管b(23)為鍋爐(I)底部的排污管的兩個(gè)并列排污支管。
8.—種工業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制方法，其特征在于，包括以下步驟51、對鍋爐中的水進(jìn)行采樣，并對所述水樣進(jìn)行冷卻；52、監(jiān)測所述冷卻水樣的電導(dǎo)率，并將監(jiān)測得到的電導(dǎo)率信號反饋給中央控制器，當(dāng)所述電導(dǎo)率信號超過限值Ml時(shí)，所述中央控制器自動控制排污；53、監(jiān)測所述冷卻水樣的pH值，并將監(jiān)測得到的pH值信號反饋給所述中央控制器，當(dāng) PH值信號超出域值范圍M2時(shí)，所述中央控制器自動控制加藥。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述步驟S3之后還包括以下步驟監(jiān)測所述冷卻水樣的堿度，并將監(jiān)測得到的堿度信號反饋給中央控制器，當(dāng)所述堿度信號超過域值M3時(shí)，所述中央控制器自動控制加藥。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述步驟SI之后還包括以下步驟對所述冷卻水樣的溫度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)溫度超過預(yù)設(shè)的安全溫度值M4時(shí)，自動關(guān)閉管路， 停止水樣的流動；當(dāng)管路開啟時(shí)，對所述冷卻水樣的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工業(yè)鍋爐水質(zhì)在線監(jiān)測和智能控制裝置和方法。包括采樣冷卻器、電導(dǎo)率傳感器、中央控制器、排污電磁閥、pH值傳感器、堿度測試單元以及加藥泵；對鍋爐中的水采樣，并冷卻水樣；監(jiān)測冷卻水樣電導(dǎo)率，并將監(jiān)測信號反饋給中央控制器，電導(dǎo)率信號超過限值M1時(shí)，中央控制器自動控制排污；監(jiān)測冷卻水樣pH值，并將監(jiān)測信號反饋給中央控制器，pH值信號超出域值范圍M2時(shí)，中央控制器自動控制加藥；監(jiān)測冷卻水樣的堿度值，并將監(jiān)測信號反饋給中央控制器，堿度信號超出域值范圍M3時(shí)，中央控制器自動控制加藥。實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，能實(shí)現(xiàn)科學(xué)排污、合理加藥；降低鍋爐作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，避免因人為疏忽等原因造成安全事故。
文檔編號C02F5/08GK102621939SQ201110033490
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者張居光, 徐金鎖, 曾梓峰 申請人:張居光, 徐金鎖, 曾梓峰