CN201812213U - 一种用于循环冷却水***的浓缩倍率仪 - Google Patents

一种用于循环冷却水***的浓缩倍率仪 Download PDF

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许锦璐
权春光
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Abstract

本实用新型公开了一种用于循环冷却水***的浓缩倍率仪，包括用于向循环冷却水补水中所投加荧光示踪剂的加药装置；用于在线测量循环冷却水补水中荧光示踪剂浓度的第一荧光计；用于在线测量循环冷却水中荧光示踪剂浓度的第二荧光计；用于计算循环冷却水浓缩倍数的浓缩倍率仪控制器，所述浓缩倍率仪控制器中至少包含用于在线自动控制加药装置的PID运算模块；两个分别接收上述两个荧光计数据的模拟量输入模块；控制排污装置运行的开关量输出模块。通过测得当前状态的循环水浓缩倍数＝循环冷却水中荧光示踪剂浓度/循环冷却水补水中荧光示踪剂浓度；使用浓缩倍率仪可以直接、准确、快速、在线地测量控制循环水的浓缩倍数。

Description

一种用于循环冷却水***的浓缩倍率仪 
技术领域
本实用新型涉及一种用于控制循环冷却水浓缩倍数的***，尤其涉及一种通过测量荧光示踪剂浓度增加的倍数来控制循环冷却水浓缩倍数的***。 
背景技术
循环冷却水浓缩倍率指某种物质在冷却水中的含量与在补水中含量的比值，也可表示为冷却水补水总量与排污总量(包括排污，泄漏，飞溅等)的比值。 
循环冷却水***在运行中，通过蒸发部分冷却水以达到降温的目的。由于蒸发的是纯水，被蒸发的冷却水中含有的矿物质继续留在冷却水中，这导致冷却水中矿物质浓度不断升高。当冷却水中矿物质的浓度达到一定比例，必须排放部分冷却水以避免结垢，腐蚀、沉积和微生物的孳生等一系列问题。排放冷却水的量决定浓缩倍数，排放的量大则浓缩倍数低，反之，排放冷却水的量小则浓缩倍数高。 
我国工业用水中的70～80％为循环冷却水补水，国标《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007中已将循环水浓缩倍数从平均3倍(1995年标准)提高到5倍，其节水效果能提高0.4个百分点，以2004年用水量计，全国可节约176亿吨水。另外，还有的间接效益是减少水源规模和输配水管网，减少水处理药剂量，减少动能消耗等。因此，准确、快速、在线地将循环水浓缩倍数控制在合理的范围内是实现节水减排，保护环境中的重要环节之一。 
目前，控制循环冷却水***浓缩倍数主要有以下方法： 
(1)液位控制器：主要通过控制进入冷却水***的补水量和流出***的水即排污量来完成。此方法能较准确控制***补水量，如在冷却水蓄水池或塔池中使用液位控制器，当水位低于液位控制器设定值，补水阀就开始运行。但很难控制***排污量，特别是当***出现泄漏，溢流或飞溅时，排污量就为不可控，浓缩倍数就无法控制。 
(2)电导率仪：使用电导率控制排污是控制浓缩倍数的典型方法。其原理为，由于水中存在离子物质，使水具有导电性，其导电度可以被测量，即为电导率。当冷却水中离子浓度增加，其电导率也增加，其增加的倍数近似等于冷却水浓缩倍数。所以可以设定一个固定电导率值，当冷却水电导率达到这一固定值时开始排污。使用电导率仪控制浓缩倍数时，当***补水发生变化，或者冷却水使用多个补水水源，电导率仪就不能准确控制浓缩倍数。如果在水处理中加入化学品如酸，杀菌剂等，会显著升高冷却水电导率，导致排污量增加，浓缩倍数降低；如果***发生结垢等问题会降低冷却水电导率从而导致冷却水过循环，将会导致水处理“惨重失败”。 
(3)计时器：使用计时器控制***排污的时间而不实际测量水中任何特定的物质。计时器只能近似通过控制排污量来控制浓缩倍数，但当冷却水***蒸发量变化，环境温度、 湿度变化，都将使浓缩倍数发生变化。 
上述几种控制循环冷却水***浓缩倍数的方法都存在着一个关键的技术问题是无法直接准确、在线地测量浓缩倍数，并根据该浓缩倍数控制排污。 
实用新型内容
针对上述现有技术，本实用新型提供一种用于循环冷却水***的浓缩倍率仪，利用该浓缩倍率仪可以直接、准确、快速、在线地测量控制循环水的浓缩倍数。 
为了解决上述技术问题，本实用新型用于循环冷却水***的浓缩倍率仪予以实现的技术方案是：其中，循环冷却水***至少包括循环泵、冷却塔、工艺热交换***、补水***和排污装置，包括一用于向循环冷却水补水中所投加荧光示踪剂的加药装置，所述加药装置与所述补水***连接；一用于在线测量循环冷却水补水中荧光示踪剂浓度的第一荧光计，将所述第一荧光计连接到补水***；一用于在线测量循环冷却水中荧光示踪剂浓度的第二荧光计，将所述第二荧光计连接到所述冷却塔；一用于计算循环冷却水浓缩倍数的浓缩倍率仪控制器，将所述第一荧光计和所述第二荧光计均与浓缩倍率仪控制器连接；所述浓缩倍率仪控制器中至少包含有：用于在线自动控制加药装置的PID运算模块，所述PID运算模块通过一模拟量输出模块与所述加药装置连接；两个分别与上述第一荧光计和第二荧光计连接的模拟量输入模块；用于控制排污装置运行的开关量输出模块，所述开关量输出模块与所述排污装置连接。 
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是： 
本实用新型是根据添加到循环冷却水补水中荧光示踪剂浓度的变化来控制循环水浓缩倍数，设置有两个荧光计在线测得有补水和循环水中荧光示踪剂的浓度，并采用浓缩倍率仪控制器进行比对分析，可直接、准确、在线地测量循环冷却水的浓缩倍数，并根据该浓缩倍数控制排污。 
附图说明
图1是本实用新型浓缩倍率仪与循环冷却水***的连接关系及工艺图； 
图2是本实用新型浓缩倍率仪控制循环冷却水***浓缩倍数的控制框图。 
图中：1.荧光示踪剂，2.加药泵，3.补水***，4.第一荧光计，5.第二荧光计，6.浓缩倍率仪控制器，7.工艺热交换***，8.排污装置，9.循环泵，10冷却塔。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地描述。 
如图1所示，本实用新型用于循环冷却水***的浓缩倍率仪包括：一用于向循环冷却水补水3中所投加荧光示踪剂1的加药装置2，所述加药装置包括变频加药泵；一用于在线测量循环冷却水补水3中荧光示踪剂浓度的第一荧光计4；一用于在线测量循环冷却水中荧光示踪剂浓度的第二荧光计5；一用于计算和控制循环冷却水浓缩倍数的浓缩倍率仪 控制器6，如图2所示，所述浓缩倍率仪控制器6中至少包含有用于控制在线自动控制加药装置的PID运算模块23；两个分别接收上述两个荧光计数据的模拟量输入模块24、26；用于控制排污装置8运行的开关量输出模块28。 
如图1所示，通常，循环冷却水***至少包括循环泵9、冷却塔10、工艺热交换***7、补水***3和排污装置8，将第一荧光计4连接到补水***3，将第二荧光计5连接到冷却塔10，将第一荧光计4和第二荧光计5均与浓缩倍率仪控制器6连接。 
本实用新型浓缩倍率仪控制循环冷却水浓缩倍数是根据荧光示踪剂浓度变化来控制循环水浓缩倍数，其控制浓缩倍数的工艺过程是： 
如图1和图2所示，通过可变频加药泵2将荧光示踪剂1加入到循环冷却水补水***3，所添加的荧光示踪剂1的浓度最好为0.01ppm-1ppm(1ppm＝0.001‰)。 
使用第一荧光计4，在线测量循环冷却水补水3中所述荧光示踪剂1的浓度，并将浓度信号转为模拟量电信号(4-20mA)，并将信号传给模拟量输入模块24，浓缩倍率仪控制器6根据荧光示踪剂设定值22及由模拟量输入模块24所采集的数据进行PID运算23；然后，由模拟量输出模块21输出模拟量信号至变频加药泵2，自动调节加药量，使补水中荧光示踪剂浓度达到示踪剂设定值22，用以保证向循环冷却水补水3中所投加的荧光示踪剂1符合上述的浓度要求。 
使用第二荧光计5对冷却水中荧光示踪剂的浓度进行检测，将浓度信号转为模拟量电信号(4-20mA)，浓缩倍率仪控制器6根据上述第二荧光计5和第一荧光计4的测量值，得出当前状态的循环水浓缩倍数＝循环冷却水中荧光示踪剂浓度/循环冷却水补水中荧光示踪剂浓度；即：将信号传给模拟量输入模块26；浓缩倍率仪控制器6将模拟量输入模块24所采集的数据、模拟量输入模块26所采集的数据及浓缩倍数设定值25进行比较运算27。 
当模拟量输入模块24所采集的数据和模拟量输入模块26所采集的数据比值(即当前状态的循环水浓缩倍数)超过浓缩倍数设定值25时，浓缩倍率仪控制器6通过开关量输出模块28操作冷却水排污装置8中的电动阀，冷却水***开始排污；当循环水浓缩倍数达到设定值时，排污电动阀运行，冷却水排污。如何判断其排污是否结束，可以采用两种控制方式，即：通过选择排污时间长度或者浓缩倍数下限值来控制排污结束。 
尽管上面结合图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。 

Claims (3)

1.一种用于循环冷却水***的浓缩倍率仪，其中，循环冷却水***至少包括循环泵(9)、冷却塔(10)、工艺热交换***(7)、补水***(3)和排污装置(8)，其特征在于，包括：
-用于向循环冷却水补水中所投加荧光示踪剂的加药装置，所述加药装置与所述补水***(3)连接；
一用于在线测量循环冷却水补水中荧光示踪剂浓度的第一荧光计(4)，将所述第一荧光计(4)连接到补水***(3)；
一用于在线测量循环冷却水中荧光示踪剂浓度的第二荧光计(5)，将所述第二荧光计(5)连接到所述冷却塔(10)；
一用于计算循环冷却水浓缩倍数的浓缩倍率仪控制器(6)，将所述第一荧光计(4)和所述第二荧光计(5)均与浓缩倍率仪控制器(6)连接；所述浓缩倍率仪控制器(6)中至少包含有：
用于在线自动控制加药装置的PID运算模块，所述PID运算模块通过一模拟量输出模块与所述加药装置连接；
两个分别与上述第一荧光计(4)和第二荧光计(5)连接的模拟量输入模块；
用于控制循环冷却水***排污装置运行的开关量输出模块，所述开关量输出模块与所述排污装置(8)连接。
2.根据权利要求1所述的浓缩倍率仪，其特征在于，所述加药装置包括变频加药泵(2)。
3.根据权利要求1所述的浓缩倍率仪，其特征在于，所述荧光示踪剂为下述六种产品之一：
1，5-萘二磺酸钠盐；
1，3，6-萘三磺酸三钠盐；
萘磺酸钠盐；
8-羟基-1，3，6芘三磺酸三钠盐；
1-芘磺酸钠盐；
刃天青。 
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