火电厂循环冷却水杀菌剂自动加药控制系统设计.docx

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火电厂循环冷却水杀菌剂自动加药控制系统设计

毕业设计说明书（论文）

作者：

艾鹏龙学号：

0707240113

学院：

自动化工程学院班级：

自动071

专业：

自动化□测控技术与仪器

所在系：

控制科学与工程□仪器科学与技术

题目：

火电厂循环冷却水杀菌剂自动

加药控制系统设计

指导者：

曹生现副教授签字：

评阅者：

2011年6月吉林

摘要

循环冷却水是火力发电厂用水量的主要成分，是保证发电系统正常运行的必备物质条件，循环冷却水系统运行质量的提高，对于综合节水和提高经济效益具有重要作用。

循环冷却水中的微生物的生长会产生大量粘泥从而降低换热器的冷却效果并且引起设备腐蚀，因此，需要按照工艺要求向循环冷却水里投加缓蚀阻垢剂、氧化剂与非氧化性杀菌剂，以此来保证优良的水质。

本课题针对火电厂循环冷却水自动加药技术，结合循环冷却水稳定性在线监测技术，研究阻垢缓蚀剂、杀菌灭藻剂定量加药控制技术，依据药剂浓度、循环冷却水的补充水流量、循环水流量、污水排放量、进水温度、出水温度等多种因素，研究循环冷却水自动加药控制装置，根据冷却塔运行工况，人工设定加药浓度，可自动运行及在就地手动操作，能在水网控制室对其进行监控及远操，也可在就地手动操作。

加药点设在工业水至冷却塔的回流水管上。

加药装置就地控制盘有泵、搅拌电机的状态指示、启停按钮及搅拌器自动定时器、远方/就地切换和溶液箱高、低及低低液位声光报警，低低液位自动停泵等必要的连锁保护、并能满足工作人员对其进行远方启停和调节的要求。

加药系统所有控制设备的动力控制回路在就地柜中实现，控制盘并能送出远传信号和接受控制系统来的指令信号。

最终集成一套监控一体式水质稳定处理控制手段，实现物化自动处理和在线预测水质稳定性。

关键词：

自动加药；杀菌灭藻剂；循环冷却水；腐蚀

ABSTRACT

Recirculatedcoolingwateristhemaincomponentofwatercomsumptioninaheatpowerplant,anditistoensurethenormaloperationofpowergenerationsystemsnecessarymaterialconditions,circulatingcoolingwatersystemtoimproveoperationquality,comprehensivewaterconservationandimproveeconomicefficiencyforanimportantrole.Thegrowthofmicro-organismsincirculatingcoolingwaterwillproducealargenumberofstickymudtoreducethecoolingeffectofheatexchangersandcausecorrosiontoequipment,therefore,needtofollowtheprocessrequiredtheadditiontothecirculatingcoolingwatercorrosionandscaleinhibitors,oxidizersandnon-oxidativebactericidalagents,inordertoensuregoodwaterquality.Thistopicautomaticallypowerplantcoolingwaterdosingtechnology,combinedwiththestabilityofcoolingwaterlinemonitoringtechniquetostudythecorrosioninhibitor,sterilizationquantitativeincreaseindrugcontroltechnology,basedontheconcentrationofpharmaceutical,supplementarycoolingwaterWaterflow,thecirculatingwaterflow,waterdischarge,watertemperature,watertemperatureandotherfactors,ofcoolingwaterautomaticdosingcontroldevice,accordingtothecoolingtoweroperatingconditions,artificialsettingplusconcentration,canberunautomaticallyandInthelocalmanualoperation,thecontrolroominitswaternetworkmonitoringandremoteoperation,butalsoinlocalmanualoperation.Dosingpointlocatedintheindustrialwatercoolingtowerstoreturnwaterpipes.Dosingpumpdevicelocalcontrolpanelhasstirringmotorstatusindicator,automaticstartandstopbuttonsandagitatortimer,remote/localswitchandthesolutiontankhighandlow,andlowonsoundandlightalarmlevel,lowonlevelAutomaticallystopthepumpandothernecessarychainprotection,andtomeetstaffandadjustitsrequirementsofremotestartandstop.Dosingsystemallthepowercontrolloopcontrolequipmentcabinetsinplacetoimplement,controlpanelandcansendandreceiveremotecontrolsignalstothecommandsignal.Finalintegrationandstabilityofawaterqualitymonitoringintegratedprocesscontrolmeanstoachievethephysicalandchemicalwaterqualityofautomaticprocessingandonlinepredictionstability.

Keywords:

AutomaticDosing;Algicide;RecirculatedCoolingWater;Corrosion

第1章绪论

1.1课题背景与意义

当今世界，资源紧缺和环境恶化问题日益突出，节水已成为各个国家面临的一个严峻的课题。

循环冷却水作为工业企业的血液，占我国工业取水量的70%以上，但它的循环重复利用率低，因排放而形成的浪费和污染现象十分普遍[1]。

火电厂作为耗水大户，占我国工业取水量的一半，生产过程中需要用循环水对设备进行冷却以保证“生产装置”的正常工作，但冷却水长期循环使用后，必然会带来沉积物附着、金属腐蚀和微生物滋生等问题，从而缩短生产设备的使用寿命并且影响了电力生产的经济性[2]。

冷却水中的微生物在适宜的温度及光照射等条件下滋生繁殖，分泌出的粘液亦将使水中漂浮的灰尘杂质粘附在一起形成生物粘泥，会形成氧的浓差电池引起腐蚀，进而也会导致沉积物腐蚀；生物粘泥的导热系数只有0.4kcal/mh℃，它的允许厚度只有0.02～0.08㎜，比CaCO3垢允许厚度更小，因此它对凝汽器传热效率的影响更为严重[3]。

由此看来，对火电厂循环水的处理显得尤为重要。

火电厂循环冷却水处理的关键是按照工艺要求投加缓蚀阻垢剂、氧化剂与非氧化性杀菌剂，以此来保证优良的水质。

传统的人工加药方式需人工对循环水的水质进行定期的检查化验，根据化验结果与规程标准的偏差情况，向系统投加一定量的药剂，或启动药泵投加[4]。

由于整个过程时间长、工作量大、存在人为因素干扰以及很难实现连续加药等缺点，所加的药剂量不能随循环冷却水系统中的水质以及相关工艺参数的变化而变化，不能保证药剂的投加既精确又能经济合理地起到它应起的作用。

因而迫切需要开发出自动化程度较高的工业循环水自动加药控制系统[5]。

循环冷却水计算机自动加药控制系统能根据现场实际负荷、排放等因素引起的浓缩倍数的变化量、补充水流量变化、以及药剂浓度等参数,综合计算加药量，始终保持水中药剂浓度,避免过量加药,浪费药剂.同时依据浓缩倍数的变化,不会因异常状况造成低浓缩倍数,形成欠量加药,使得水质不好,对系统造成腐蚀或结垢等现象.计算机自动加药系统实现了循环冷却水系统的自动监控节省了人力,提高了生产技术水平,达到了抑制水垢、防腐、灭藻等目的。

基于单片机、PLC、微机的自动加药监控系统，是目前逐步应用于生产的控制方式[6]。

整套控制系统主要由工业控制计算机、联网通信接口、PLC可编程控制器、现场传感器及计量泵组成。

传感器检测如下参数:

循环水流量、电导率、pH值、ORP氧化还原电位、腐蚀率,补充水流量及电导率[7]；可编程控制器将现场信号转换成工业参数,经过转换器上传给工业机；工业机根据给定的控制方案自动计算出加药量并输出到计量泵；计量泵根据控制信号投加药剂。

工业PC机通过联网通信接口,实现远程监控。

1.2国内外的发展概况

加药是循环水处理工艺中的一个必不可少的环节，在现今工业循环冷却水处理过程中，通常是采取投加化学药剂以阻止系统结垢、腐蚀和生物黏泥的生成，从而保证循环水系统稳定、可靠、长周期运行。

随着循环冷却水系统加药处理技术的不断发展，人们除了继续关注、研究和开发各类新型水处理药剂和配方外；还将更多注意力放在加药控制操作系统的技术研究上，从而更有效地将化学药剂经济、合理的加入到循环冷却水系统中，使水处理药剂费用和处理效果更理想、更科学[8]。

90年代以来,我国工业水处理领域,从化学药剂本身到水处理设备,总体技术水平不断提高。

在不长的时间里,我们已从人工投加、机械投加发展到目前自动控制投加[9]。

加药自动化的实现,使水处理技术迈上了一个新台阶。

传统的工业循环冷却水处理投加药剂,方法各异,但加药过程及使用效果等方面都存在一些不足之处。

许多单位的循环冷却水处理系统都是采用人工加药方式，由于人员及仪器的限制，每天现场的常规分析频次少，包括pH值、电导、浊度、硬度、碱度、氯离子、总铁、余氯、磷酸盐（缓蚀剂浓度）。

人工加药在有限监测频率的情况下不能达到准确加药调节水质的目的，滞后和不全面的监测手段无法做到预防管理，很难获得理想的水处理效果[10]。

而药剂量的多少与循环冷却水的补充水流量、循环水流量、药剂浓度、污水排放量、进水温度、出水温度等多种因素有关，因此采用人工加药方式的结果是：

过量加药，造成药剂浪费；欠量加药、防腐、防垢性能不稳定，影响循环水的质量