CN115161629A - 一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***及方法，***包括清洗箱、清洗泵、加氨装置、取样冷却装置、在线pH监测装置、加药控制装置及加钝化剂装置；所述清洗箱的出口依次连接清洗泵及化学清洗***，化学清洗***的出口连接清洗箱的入口；所述取样冷却装置的入口与清洗泵出口连接；所述加氨装置、加钝化剂装置的出口均与所述清洗箱连接；所述在线pH监测装置设置在所述取样冷却装置的出口上；所述加氨装置、加钝化剂装置均与加药控制装置的输出端电连接，在线pH监测装置与加药控制装置输入端电连接。本发明方法实现钝化过程自动控制，加药效率高、降低人员劳动强度、pH控制精度高、易于实现、钝化效果稳定。
Description
技术领域
本发明属于化学清洗技术领域，具体一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***及方法。
背景技术
化学清洗是清除除电站锅炉换热管内表面结垢、氧化皮及腐蚀产物的有效方法，化学清洗能够显著提高锅炉换热效率，保障锅炉经济安全有效运行。电站锅炉化学清洗包括酸洗、酸洗后水冲洗、漂洗、钝化等工艺过程。电站锅炉受热面的金属内表面酸洗后，金属表面的结垢物、氧化皮及腐蚀产物被清洗剂溶解，活泼的金属表面得以暴露，钝化过程是使用化学药剂使金属表面重新形成一层保护膜，防止金属表面再次被腐蚀。化学清洗步骤中形成保护性良好的钝化膜，有利于缩短机组启动时冷态及热态冲洗时间，节约启动期间用水及燃料消耗，因此，钝化是清洗质量保障的重要步骤。
电站锅炉化学清洗钝化加药过程通常是人工控制，需要定期取样对pH进行化验，加药控制精准度低。由于缺乏自动控制，人员劳动强度大，人员成本较高，工作效率低。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***及方法，本发明方法易于实现，实现钝化过程自动控制，加药效率高、降低人员劳动强度、pH控制精度高、钝化效果稳定。本发明适用于各种炉型的锅炉化学清洗时多种钝化工艺加药。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***，包括清洗箱、清洗泵、加氨装置、取样冷却装置、在线pH监测装置、加药控制装置及加钝化剂装置；
所述清洗箱的出口依次连接清洗泵及化学清洗***，化学清洗***的出口连接清洗箱的入口；所述取样冷却装置的入口与清洗泵出口连接；所述加氨装置、加钝化剂装置的出口均与所述清洗箱连接；
所述在线pH监测装置设置在所述取样冷却装置的出口上；
所述加氨装置、加钝化剂装置均与加药控制装置的输出端电连接，在线pH 监测装置与加药控制装置输入端电连接。
作为本发明的进一步改进，所述的加氨装置包括浓氨水箱、变频计量加氨泵，加氨装置连接至清洗箱或清洗泵的入口，变频计量加氨泵与加药控制装置电连接。
作为本发明的进一步改进，所述的加钝化剂装置包括钝化剂溶药箱、变频计量加药泵、流量计，变频计量加药泵与加药控制装置电连接。
作为本发明的进一步改进，所述的在线pH监测装置的出口连接到清洗箱。
作为本发明的进一步改进，还包括化学清洗***流量计，所述的化学清洗***流量计连接在清洗泵出口的清洗***主管路上，化学清洗***流量计与加药控制装置输入端电连接。
作为本发明的进一步改进，所述的加药控制装置包括加药控制PLC及PLC 显示屏，加药控制PLC与PLC显示屏电连接。
一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***的控制方法，包括两种运行方式：
运行方式A：
先启动加氨装置调节清洗***的pH值至设定值后再启动加钝化剂装置，pH 值调节完成且钝化剂加完后加药***停止运行；
运行方式B：
同时启动先启动加氨装置和加钝化剂装置在加钝化剂的过程中调节***的 pH值，pH值调节完成且钝化剂加完后加药***停止运行。
作为本发明的进一步改进，所述加钝化剂装置根据比例因子K控制变频计量加药泵的频率，其控制策略为例因子K等于加钝化剂装置流量显示值除以化学清洗***流量计显示值，当本次加药中加钝化剂装置中流量计的累计加药体积等于设定加入体积时钝化剂加药装置退出运行。
作为本发明的进一步改进，所述加钝化剂装置中采用双氧水钝化工艺、EDTA 钝化工艺、丙酮肟钝化工艺、乙醛肟钝化工艺、联氨钝化工艺或亚硝酸钠钝化工艺。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***易于实现，钝化过程自动控制，通过加氨装置、加钝化剂装置的加入量控制，在线pH监测装置可以实时获取pH信息，实现钝化过程自动控制，加药效率高、降低人员劳动强度、pH 控制精度高、钝化效果稳定。本发明适用于各种炉型的锅炉化学清洗时多种钝化工艺加药。
附图说明
图1为本发明提供的电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
为了实现钝化过程自动控制，加药效率高、降低人员劳动强度、pH控制精度高、钝化效果稳定。本发明提供了一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***，所述的化学清洗钝化工艺加药***包括清洗箱1、清洗泵2、加氨装置3、取样冷却装置4、在线pH监测装置5、加药控制装置6、加钝化剂装置7、化学清洗***流量计8，根据钝化工艺的需要加药控制装置6自动控制加氨装置3及加钝化剂装置7的启动和停止。
所述加氨装置3、加钝化剂装置7均与加药控制装置6的输出端电连接，在线pH监测装置5与加药控制装置6输入端电连接。化学清洗***流量计8与加药控制装置6输入端电连接。
所述的加氨装置3包括浓氨水箱、变频计量加氨泵，加氨装置3连接至清洗箱1或清洗泵2的入口，变频计量加氨泵的启停信号及频率信号远传至加药控制装置6。变频计量加氨泵与加药控制装置6电连接。
所述的取样冷却装置4的进口连接在清洗泵2的出口管线，取样冷却装置4 的出口连接到在线pH监测装置5的进口，在线pH监测装置5的出口连接到清洗箱1。
所述的在线pH监测装置5的pH信号远传至加药控制装置6。
所述的加钝化剂装置7包括钝化剂溶药箱、变频计量加药泵、流量计，变频计量加药泵的启停信号、频率信号及流量计的流量信号远传至加药控制装置6。变频计量加药泵与加药控制装置6电连接。
所述的化学清洗***流量计8连接在清洗泵出口的清洗***主管路上，化学清洗***流量计8的流量信号远传至加药控制装置6。
所述的加药控制装置6包括加药控制PLC及PLC显示屏，加药控制PLC与 PLC显示屏电连接。其中PLC显示屏为触摸显示屏，PLC显示屏能够显示清洗***的pH、清洗***的流量、变频计量加氨泵的运行状态、变频计量加药泵的运行状态。
其中，***pH的控制为PID控制，在控制面板上设定目标pH，根据在线 pH监测装置显示pH和目标pH的相对大小，由PLC控制变频计量加氨泵的运行。
***钝化剂的加入量为总量控制，在PLC显示屏为触摸显示屏上设定钝化剂加入体积，当本次加药中加钝化剂装置7中流量计的累计加药体积等于设定加入体积时钝化剂加药装置退出运行；可以在PLC显示屏为触摸显示屏上设定钝化剂加入速度的比例因子K，PLC根据比例因子K控制变频计量加药泵的频率，其控制策略为例因子K等于加钝化剂装置7流量显示值除以化学清洗***流量计显示值。
该加药***具备钝化pH值自动监测、钝化所需pH值自动调节及自动添加钝化剂功能；化学清洗***清洗箱中的溶液引出后经取样冷却器冷却后经在线 pH表监测后，将pH信号传递给PLC，由PLC控制加氨计量泵的频率并调节和控制钝化所需的pH；由PLC控制钝化剂加药泵自动向***加入钝化剂，向清洗***中完成钝化剂加后停止加钝化剂加药泵运行。本发明方法实现钝化过程自动控制，加药效率高、降低人员劳动强度、pH控制精度高、易于实现、钝化效果稳定。本发明适用于各种炉型的锅炉化学清洗时钝化加药过程。
一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***，其运行策略有两种方式：
可以在PLC显示屏上选择，运行方式A：
先启动加氨装置3调节清洗***的pH值至设定值后再启动加钝化剂装置7， pH值调节完成且钝化剂加完后加药***停止运行；
运行方式B：
同时启动先启动加氨装置3和加钝化剂装置7在加钝化剂的过程中调节***的pH值，pH值调节完成且钝化剂加完后加药***停止运行。
本发明适用于双氧水钝化工艺、EDTA钝化工艺、丙酮肟钝化工艺、乙醛肟钝化工艺、联氨钝化工艺及亚硝酸钠钝化工艺等钝化过程加药。
下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。
实施例1：
某600WM超临界机组使用复合有机酸进行清洗，采用氨水+双氧水的钝化工艺。清洗***中包含清洗箱、清洗泵、加氨装置、取样冷却装置、在线pH监测装置、加药控制装置、加钝化剂装置、化学清洗***流量计，加药控制装置。加氨装置出口与清洗箱连接；加药控制装置与清洗箱相连；清洗泵出口连接取样冷却装置的入口；取样冷却装置的出口连接到在线pH监测装置的进口，在线pH 监测装置的出口连接到清洗箱；清洗泵出口连接流量计，钝化剂装置的变频计量加药泵出口连接计量泵；加氨装置、加钝化剂装置、清洗泵出口流量计及在线pH 监测装置信号远传至加药控制装置，由加药控制装置自动控制加氨装置及加钝化剂装置的启动和停止。
在PLC触摸显示屏中选择运行方式A；将清洗***目标pH设定为9.80，将加入30％双氧水的体积设定为4.1m3，将比例因子设定为0.016。启动加药***，调整的pH最终为9.82，***循环流量为400m3/h～500m3/h，钝化剂的加药流量为 6.4m3/h～8m3/h，钝化剂加完后加药***自动停止，钝化加药过程完成，钝化一定时间后将钝化液排出，最终钝化效果良好。
实施例2：
某660MW超临界锅炉使用EDTA作为清洗介质，清洗后期游离EDTA的浓度为0.8％。清洗***中包含清洗箱、清洗泵、加氨装置、取样冷却装置、在线 pH监测装置、加药控制装置、化学清洗***流量计，加药控制装置。加氨装置出口与清洗箱连接；清洗泵出口连接取样冷却装置的入口；取样冷却装置的出口连接到在线pH监测装置的进口，在线pH监测装置的出口连接到清洗箱；清洗泵出口连接流量计；加氨装置、清洗泵出口流量计、在线pH监测装置信号远传至加药控制装置，由加药控制装置自动控制加氨装置启动和停止。
在PLC触摸显示屏中选择运行方式B；将清洗***目标pH设定为9.10，加入钝化剂体积设定为0m3，将比例因子设定为0。启动加药***，调整的pH值最终为9.14，***pH合格后加药***自动停止，钝化加药过程完成，钝化一定时间后将钝化液排出，最终钝化效果良好。
实施例3：
某1000MW超临界锅炉使用柠檬酸作为酸洗介质，采用丙酮肟钝化。
清洗***中包含清洗箱、清洗泵、加氨装置、取样冷却装置、在线pH监测装置、加药控制装置、加钝化剂装置、化学清洗***流量计，加药控制装置。加氨装置出口与清洗箱连接；加药控制装置与清洗箱相连；清洗泵出口连接取样冷却装置的入口；取样冷却装置的出口连接到在线pH监测装置的进口，在线pH 监测装置的出口连接到清洗箱；清洗泵出口连接流量计，钝化剂装置的变频计量加药泵出口连接计量泵；加氨装置、加钝化剂装置、清洗泵出口流量计及在线pH 监测装置信号远传至加药控制装置，由加药控制装置自动控制加氨装置及加钝化剂装置的启动和停止。
在PLC触摸显示屏中选择运行方式B；将清洗***目标pH设定为10.55，将加入20％丙酮肟体积设定为1.4m3，将比例因子设定为0.004。启动加药***，调整的pH最终为10.57，***循环流量为750m3/h～800m3/h，钝化剂的加药流量为3m3/h～3.2m3/h，钝化剂加完后加药***自动停止，钝化加药过程完成，钝化一定时间后将钝化液排出，最终钝化效果良好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***，其特征在于，包括清洗箱(1)、清洗泵(2)、加氨装置(3)、取样冷却装置(4)、在线pH监测装置(5)、加药控制装置(6)及加钝化剂装置(7)；
所述清洗箱(1)的出口依次连接清洗泵(2)及化学清洗***，化学清洗***的出口连接清洗箱(1)的入口；所述取样冷却装置(4)的入口与清洗泵(2)出口连接；所述加氨装置(3)、加钝化剂装置(7)的出口均与所述清洗箱(1)连接；
所述在线pH监测装置(5)设置在所述取样冷却装置(4)的出口上；
所述加氨装置(3)、加钝化剂装置(7)均与加药控制装置(6)的输出端电连接，在线pH监测装置(5)与加药控制装置(6)输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***，其特征在于，所述的加氨装置(3)包括浓氨水箱、变频计量加氨泵，加氨装置(3)连接至清洗箱(1)或清洗泵(2)的入口，变频计量加氨泵与加药控制装置(6)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***，其特征在于，所述的加钝化剂装置(7)包括钝化剂溶药箱、变频计量加药泵、流量计，变频计量加药泵与加药控制装置(6)电连接。
4.根据权利要求1所述的一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***，其特征在于，所述的在线pH监测装置(5)的出口连接到清洗箱(1)。
5.根据权利要求1所述的一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***，其特征在于，还包括化学清洗***流量计(8)，所述的化学清洗***流量计(8)连接在清洗泵出口的清洗***主管路上，化学清洗***流量计(8)与加药控制装置(6)输入端电连接。
6.根据权利要求1所述的一种电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***，其特征在于，所述的加药控制装置(6)包括加药控制PLC及PLC显示屏，加药控制PLC与PLC显示屏电连接。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的电站锅炉化学清洗钝化工艺自动加药***的控制方法，其特征在于，包括两种运行方式：
运行方式A：
先启动加氨装置(3)调节清洗***的pH值至设定值后再启动加钝化剂装置(7)，pH值调节完成且钝化剂加完后加药***停止运行；
运行方式B：
同时启动先启动加氨装置(3)和加钝化剂装置(7)在加钝化剂的过程中调节***的pH值，pH值调节完成且钝化剂加完后加药***停止运行。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述加钝化剂装置(7)根据比例因子K控制变频计量加药泵的频率，其控制策略为例因子K等于加钝化剂装置(7)流量显示值除以化学清洗***流量计显示值，当本次加药中加钝化剂装置(7)中流量计的累计加药体积等于设定加入体积时钝化剂加药装置退出运行。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述加钝化剂装置(7)中采用双氧水钝化工艺、EDTA钝化工艺、丙酮肟钝化工艺、乙醛肟钝化工艺、联氨钝化工艺或亚硝酸钠钝化工艺。
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