循環(huán)冷卻水處理在線監(jiān)控評(píng)價(jià)設(shè)備的開發(fā)

張花

摘 要：本文對(duì)某循環(huán)冷卻水新型在線監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備的評(píng)價(jià)，通過水處理在線評(píng)價(jià)、水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)控的技術(shù)運(yùn)行，該裝置能夠?qū)﹄姀S凝汽器循環(huán)冷卻水的水質(zhì)、金屬材質(zhì)、換熱強(qiáng)度等等加以在線的監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)換熱器的腐蝕速率、核心水質(zhì)參數(shù)等，在線評(píng)價(jià)水處理劑加藥后的濃度等，實(shí)現(xiàn)了軟硬件在監(jiān)控系統(tǒng)中的良性配合，這種新型循環(huán)冷卻水處理在線監(jiān)控系統(tǒng)包含的硬件有自動(dòng)加藥、水質(zhì)參數(shù)分析儀、腐蝕速率檢測(cè)器等，軟件系統(tǒng)能夠萬恒實(shí)時(shí)的參數(shù)設(shè)置、在線的控制和數(shù)據(jù)的報(bào)表查詢打印等。經(jīng)過在電廠機(jī)組的運(yùn)行之后，該裝置能夠?qū)λ幚砑铀幏桨讣右詼?zhǔn)確評(píng)價(jià)，幫助污垢熱阻裝置得到合理運(yùn)行，減輕換熱器的污垢和腐蝕，提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍率，對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)效益的提高具有重要意義。

關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻水處理；在線監(jiān)控；設(shè)備開發(fā)

工業(yè)用水中的重要組成是工業(yè)冷卻水，在工業(yè)用水中可以達(dá)到70%-90%，作為工業(yè)節(jié)水中起著重要作用的冷卻水，為了將水的重復(fù)利用率加以提高，一般是采用循環(huán)冷卻的方式，達(dá)到保護(hù)環(huán)境和節(jié)約用水的目的，以緩解水資源的緊張局面。由于當(dāng)前，在工業(yè)用水中，換熱設(shè)備存在腐蝕和污垢的問題，給水循環(huán)運(yùn)行帶來困擾，而且傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)又多采取人工分析，因此在監(jiān)督方法和處理策略上需要改進(jìn)，以為保證電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1 新型循環(huán)冷卻水處理設(shè)備情況

電廠新上的新型循環(huán)冷卻水處理通過在線監(jiān)控的方式進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了水處理對(duì)策的在線評(píng)價(jià)和水質(zhì)參數(shù)的在線監(jiān)控。經(jīng)過在電廠的運(yùn)行，證明，是優(yōu)化的電廠水處理方案，能夠提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

2 方案和方法

2.1 對(duì)污垢熱阻進(jìn)行測(cè)量

在污垢的熱阻測(cè)量上，該裝置的工作原理是按照污垢的溫差檢測(cè)法，利用冷卻水流經(jīng)換熱管的進(jìn)出口溫度的差值，對(duì)污垢沉積量進(jìn)行量的變化的計(jì)算。使用容積流量、流體比定壓熱容、管段流體入口溫度、管徑和官場(chǎng)、流體密度等計(jì)算熱通量，最終得到的結(jié)果是：管段流體出入口溫度以及管壁溫度等，取得數(shù)值后，按照公式計(jì)算，可以得到對(duì)應(yīng)的污垢的熱阻值。

2.2 對(duì)腐蝕速率進(jìn)行測(cè)量

采用弱極化三點(diǎn)發(fā)對(duì)換熱器的腐蝕速率進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，得到的結(jié)果不受腐蝕體系線性度的限制，不會(huì)對(duì)電極表面狀態(tài)進(jìn)行破壞，不需要處理金屬腐蝕動(dòng)力學(xué)方差，測(cè)到的腐蝕電流接近真實(shí)值。采用該方法的流程時(shí)，選取3個(gè)呈比例的極化電位，分別測(cè)量出對(duì)應(yīng)的極化電流，推導(dǎo)出關(guān)于金屬腐蝕速率基本公式，最終得到相關(guān)的腐蝕深度和電流密度之間的換算關(guān)系。

2.3 對(duì)核心水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行在線測(cè)量

對(duì)水處理劑濃度，殺菌滅藻劑為水處理優(yōu)化方案中需要處理的主要內(nèi)容，投放濃硫酸等后，循環(huán)冷卻水補(bǔ)水特征顯現(xiàn)，能夠進(jìn)行污垢、腐蝕、微生物生長的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，得到關(guān)于PH、氧化還原電位等的冷卻水核心控制參數(shù)數(shù)值，并進(jìn)行在線的控制和監(jiān)測(cè)，如對(duì)濃縮倍率進(jìn)行控制，采用電導(dǎo)率法，計(jì)算出濃縮的倍率。然后系統(tǒng)軟件可以根據(jù)濃縮倍率啟動(dòng)或者關(guān)停排污電動(dòng)閥以及自動(dòng)控制補(bǔ)水的裝置，從而對(duì)設(shè)定范圍內(nèi)的循環(huán)水的濃縮倍率波動(dòng)加以控制。

2.4 對(duì)于藥劑濃度進(jìn)行在線評(píng)價(jià)

在核心控制參數(shù)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，對(duì)換熱器的污垢熱阻以及腐蝕的速率進(jìn)行在線的監(jiān)測(cè)，對(duì)腐蝕和水質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，記錄腐蝕的速率以及濃度下的污垢的誘導(dǎo)期，得到了藥劑濃度的調(diào)整，經(jīng)過采用連續(xù)架空污垢熱阻和腐蝕速率的方法，對(duì)整個(gè)冷卻水處理劑的循環(huán)進(jìn)行在線的評(píng)價(jià)和調(diào)整，得到水處理方案的優(yōu)化。

3 自動(dòng)在線監(jiān)控評(píng)價(jià)裝置的設(shè)計(jì)思路

3.1 硬件

污垢熱阻在線檢測(cè)器，可以設(shè)置在電廠換熱器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的旁路，監(jiān)控冷卻水的水質(zhì)、金屬材質(zhì)等，在換熱管進(jìn)出口進(jìn)行水的流速、壁溫等的采樣，然后根據(jù)溫差測(cè)法進(jìn)行污垢的熱阻模型的自動(dòng)計(jì)算，得到了關(guān)于換熱器污垢熱阻的在線監(jiān)測(cè)結(jié)果。腐蝕速率在線檢測(cè)器：由于管狀三電極系統(tǒng)、換熱管材質(zhì)等組成，鋼管的電極采用線切割的方式，保證換熱管的內(nèi)流場(chǎng)和電極段的管內(nèi)流場(chǎng)相通，通過恒電位控制電路對(duì)腐蝕電流加以轉(zhuǎn)換，將電壓信號(hào)經(jīng)過數(shù)據(jù)采集模塊采集到工控機(jī)中，利用電壓信號(hào)的自動(dòng)在線計(jì)算得到腐蝕速率。

3.2 軟件

進(jìn)行軟件的設(shè)置，要圍繞參數(shù)顯示、歷史擦汗訊、報(bào)表打印、參數(shù)控制等進(jìn)行設(shè)計(jì)。主界面，處理和運(yùn)算系統(tǒng)主界面的各個(gè)參數(shù)，得到了腐蝕速率數(shù)值以及污垢的熱阻等，提供圖形顯示和主界面的數(shù)據(jù)支持。加藥控制模塊，根據(jù)需要在相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置中加以控制，控制范圍為在線實(shí)時(shí)調(diào)整后的水質(zhì)的變化情況，可以在線調(diào)整核心控制參數(shù)的控制范圍，滿足不同的水質(zhì)需求。參數(shù)設(shè)置模塊，根據(jù)電場(chǎng)換熱管的實(shí)際情況，對(duì)換熱管的材質(zhì)以及內(nèi)徑加以設(shè)定。歷史查詢和報(bào)表打印，將流速、腐蝕速率、核心控制參數(shù)等打印成excel文檔，根據(jù)需要進(jìn)行報(bào)表的存檔打印。

4 設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)控和分析

經(jīng)過監(jiān)控設(shè)備的安裝和使用，該電廠在機(jī)組的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的在線監(jiān)控上實(shí)現(xiàn)了在線調(diào)整和評(píng)價(jià)，能夠?qū)诵乃|(zhì)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)腐蝕速率、污垢熱阻等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。

經(jīng)過循環(huán)冷卻水在線監(jiān)控評(píng)價(jià)裝置的開發(fā)，電廠的換熱器中的腐蝕、結(jié)垢等情況以及藥劑的管理等得到了實(shí)時(shí)調(diào)整和評(píng)價(jià)，經(jīng)過實(shí)踐證明，該設(shè)備功能穩(wěn)定性好，達(dá)到了節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹生現(xiàn)，趙振超，李思博，等.循環(huán)冷卻水處理在線監(jiān)控評(píng)價(jià)設(shè)備的開發(fā)[J].化工學(xué)報(bào)，2015（7）：2649-2655.