专利名称：一种全自动加热器疏水加氧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力及动力工程控制技术领域，具体是涉及一种全自动加热器疏水加氧装置。
背景技术：
现有的超(超)临界火力发电机组直流锅炉水汽循环系统和高压加热器疏水系统的结构分别如图I和图2所示。如图I所示，在直流锅炉中，除氧器的给水经给水泵升压后，顺序地流经高压加热 器管程、省煤器、水冷壁系统，完成给水的加热、蒸发，并经过三级过热器等受热面变成过热蒸汽送出锅炉，进入汽轮机高压缸做功，做完功的冷再热蒸汽返回锅炉再热器(即末级再热器)重新升温变为热再热蒸汽，继而顺序进入汽轮机中压缸和低压缸做功，排汽进入凝汽器冷凝，然后经凝汽器热井中汇合的凝结水、疏水以及外界补给水经凝结水泵送往凝结水精处理装置、轴封加热器、低压加热器后进入除氧器，再次依靠给水泵的动力进行下一个循环。高压加热器壳程为汽轮机排出的部分高温蒸汽，利用高温蒸汽对管程中的给水进行加热。该部分高温蒸汽释放一部分热量后变为液体，以疏水的形式返回至除氧器内，并与其中的给水混合进行后续的循环。高压加热器的疏水采用逐级自流方式。如图2所示，高压加热器一般为串连设置的三级高压加热器，每级高压加热器可由单个高压加热器或并联设置的多组高压加热器组成。高压加热器疏水系统的特定处理工艺导致该系统的流动加速腐蚀(FAC)，这种腐蚀是在特定的水汽温度区间、高流速、特定化学工况下(还原性处理和全挥发处理)发生的，此时，疏水介质的氧化还原电位(ORP)很低(小于0)，温度在常温到300°C之间区域，水与碳钢通过电化学反应生成疏松的四氧化三铁磁性氧化膜，无法使金属进入钝化区生成致密的氧化铁保护膜。流动加速腐蚀使疏水中铁的含量高，这种四氧化三铁膜的溶解度在大约150 V -200 V溶解度最大，且具有较强的磁性，在一些铁磁性材质的阀门和孔洞处，如高压加热器疏水阀(在#1高压加热器、#2高压加热器和#3高压加热器壳程出口均设有疏水阀)、减温水调节阀、取样阀等处形成沉积和周期性堵塞，对机组的调节性能造成影响。目前的加氧处理主要是针对给水的加氧处理，还未有针对疏水的加氧处理的相关
报道。因此，为了定向解决高压加热器系统FAC问题，防止高压加热器疏水阀堵塞，既提升
疏水氧化还原电位，又不至于有过多氧进入蒸汽系统，探索实用新型一种新型的全自动安
全经济的锅炉高压加热器汽侧(疏水)加氧装置及方法，将具有深远的经济效益和社会效.、/.
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实用新型内容本实用新型提供了一种全自动加热器疏水加氧装置，避免疏水对高压加热器疏水阀的周期性堵塞，且该装置可实现加氧的全自动控制，采样点布置全面合理，加氧流量调节灵敏、控制方便，溶解氧及氧化还原电位目标值控制稳定，并设有报警和保护程序，无需人工干预，安全经济。一种全自动加热器疏水加氧装置，包括PLC ；压力检测装置，采集疏水加氧点处的压力信号，并将该压力信号传输给PLC;溶氧量检测装置，采集检测点的溶氧量并将溶氧量信号传输给PLC ；氧化还原电位检测装置，采集检测点的氧化还原电位并将氧化还原电位信号传输给 PLC ；氢电导检测装置，米集检测点的氢电导并将氢电导信号传输给PLC ； 流量控制器，与氧气源相连并根据PLC指令控制疏水加氧点的加氧流量。PLC接收压力检测装置的压力信号、溶氧量检测装置的溶氧量信号、氧化还原电位检测装置的氧化还原电位信号以及氢电导检测装置的氢电导信号并进行分析，同时向流量控制器发出控制指令，由流量控制器实现对加氧点加氧流量的控制。通过对溶氧量的检测可以了解疏水中氧气的含量，进而可以确定需要加入的氧气的流量；通过对氧化还原电位的实时检测，可以了解氧化膜的形成状态，通过调节加氧量，可以对Fe离子浓度以及氧化膜的形成状态进行控制，使其形成致密的氧化铁保护膜；通过对氢电导的实时检测，可以了解水汽品质状况及其对管路腐蚀的影响程度，对加氧量进行极限控制。通过对溶氧量、氢电导和氧化还原电位的系统控制，在保证管壁形成致密氧化铁保护膜的同时，尽可能降低过多氧气对管路造成的腐蚀。本实用新型的加热器为火力发电机组直流锅炉水汽循环系统中管程串联在除氧器出水口和省煤器入水口之间的三个高压加热器；三个高压加热器的壳程也依次串联，分别为#1高压加热器、#2高压加热器和#3高压加热器，各个高压加热器的壳程入口分别接火力发电机组中的汽轮机的各级抽气，最后一个高压加热器的壳程出口回接除氧器的入水□。为进一步避免堵塞高压加热器壳程出口管路上的疏水阀，一般将加氧点设置在汽轮机与#1高压加热器壳程进口之间的管路上，加入的氧与一级抽气混合，此时，压力检测装置采集的压力信号即为从汽轮机出来的一级抽气的压力信号。为便于控制，所述的流量控制器为质量流量控制器，质量流量控制器的流量信号输出端与PLC输入端相连。采用质量流量控制器可对检测点的流量值进行检测并可将检测信息传输给PLC，同时可根据PLC的反馈指令对加氧流量进行控制，提高了加氧流量控制的稳定性。另一种优选的技术方案为所述的氧气源与质量流量控制器之间的管路上设有电接点压力表，电接点压力表的信号输出端与PLC输入端相连。在电接点压力表内设定压力范围(具体根据系统设备而定)，当加氧装置管路压力过大或过小时，系统发出音频报警，及时调整压力符合加氧控制要求当压力过大时，控制系统可通过设置减压阀调整压力至控制要求内，保证加氧顺利进行；当压力过小时，控制系统调整压力至控制要求，经调整后压力扔过小时可考虑人工更换氧气钢瓶，保证加氧顺利进行。为保证加氧装置加氧操作的顺利进行，加氧装置管路内氧气的压力需要大于加氧点处管路内一级抽气的压力，为避免由于压力过小频繁更换氧气源钢瓶，进一步优选的技术方案为所述的电接点压力表与质量流量控制器之间的管路上设有依次串连设置的气体增压泵、缓冲罐和减压阀；所述的减压阀设于所述缓冲罐与质量流量控制器之间的管路上；所述的气体增压泵受控于所述PLC。实际运行时，根据一级抽气运行的最大压力，通过PLC设定气体增压泵的压力阈值，压力阈值一般大于一级抽气的最大压力；当氧气源的压力大于气体增压泵内设定的压力阈值时，气体增压泵处于通路状态，氧气直接通过，经过减压阀控制气压稳定在设定的范围，然后进行加氧操作；当氧气源的压力小于气体增压泵设定的压力阈值时，气体增压泵处于增压状态，对氧气源出来的氧气先进行增压，增压后的氧气进入缓冲罐中，经过减压阀控制气压稳定在设定的范围，然后进行加氧操作。缓冲罐的设置保证系统的压力稳定，避免压力的改变而频繁的开启气体增压泵进行增压作业，提高了气体增压泵的使用寿命，同时保证了加氧操作的稳定进行。分别以上述三种技术方案为基础，形成三种进一步优选的方案，其中所述的质量流量控制器与加氧点之间的管路上设有两条并联的管路，其中一条管路上串联有第一流量计和控制第一流量计的第一调节阀，另一条管路上串联有第二流量计以及控制第二流量计的第二调节阀。所述的第一流量计为大氧气流量计，第一调节阀为大流量调节阀；所述的第二流量计为小氧气流量计，第二调节阀为小流量调节阀。设置大小氧气流量计，方便了现场工人的读数和控制，弥补了质量流量控制器远程控制的不足。·为便于实现本实用新型的装置可根据不同采集点对水质以及溶氧量进行综合控制，可设置多个检测头，一种优选的技术方案为所述的溶氧量检测装置包括若干检测头，若干检测头分别设于#1高压加热器壳程出口、#3高压加热器壳程出口以及末级过热器出口的管路上；所述的氢电导检测装置包括若干检测头，若干检测头分别设于末级过热器出口、#1高压加热器壳程出口以及#3高压加热器壳程出口的管路上；所述的氧化还原电位检测装置包括若干检测头，若干检测头分别设于#1高压加热器壳程出口、#3高压加热器壳程出口的管路上。例如，当需要确定高压加热器内疏水加氧流量时，需要检测一级抽气压力和#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量；同时为了解进入除氧器中的溶氧量，便于进行加氧自动调节保护控制，此时，需要检测#3高压加热器壳程出口疏水的溶氧量；在水质恶化情况下(氢电导达到上限)，为防止加氧过量对系统造成损害，则需要进行加氧自动调节报警控制，此时，需要检测末级过热器出口、#1高压加热器壳程出口、#3高压加热器壳程出口水样的氢电导。同时，为防止由于高温环境，氧气的过多加入会对低温过热器、屏式过热器、末级过热器和末级再热器的管壁造成负面影响，需要检测末级过热器出口的溶氧量。为进一步避免氧气过多加入对低温过热器、屏式过热器和末级过热器的负面影响，作为进一步的优选，所述的氢电导检测装置还包括设于汽水分离器出口的管路上的检测头；所述的溶氧量检测装置还包括设于汽水分离器出口的管路上的检测头。同时检测汽水分离器出口以及末级过热器出口的溶氧量和氢电导，对低温过热器、屏式过热器和末级过热器进行双端控制，进一步减少了因加氧过多造成对低温过热器、屏式过热器和末级过热器的负面影响。所述的PLC带有报警装置。报警装置的设置，使得当疏水中水质恶化、过多溶氧进入末级过热器或者管路压力过大或者过小时，PLC能够在自动调整的同时，提醒现场工作人员查看，大大提高了管路循环的安全性和稳定性。利用本实用新型全自动加热器疏水加氧装置对加热器疏水进行加氧控制时，调节精确，能根据机组负荷变化及时有效调整加氧量，平稳控制疏水溶氧量和氧化还原电位；同时辅以报警和保护命令，保证OT工况下机组安全经济的运行。具体过程包括(I)预先设定#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值D0;设定#3高压加热器壳程出口疏水的氧化还原电位的上限值ORPl ；设定#3高压加热器壳程出口疏水的氧化还原电位的下限值0RP2 ；然后检测#3高压加热器壳程出口疏水的氧化还原电位ORP，并对预先设定的#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值DO进行如下调整(i)当0RP2 < ORP < ORPl时，按照预先设定的#1高压加热器壳程出口疏水的溶
氧量目标值DO进入步骤⑵；(ii)当ORP彡ORPl时，减小#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值D0，直至 0RP2 < ORP < ORPl，回到步骤(i)；(iii)当ORP彡0RP2时，增大#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值D0，直至 0RP2 < ORP < ORPl，回到步骤(i)；(2)检测#1高压加热器壳程入口处一级抽气的压力，根据一级抽气压力以及步骤
(I)最终得到的预先设定的#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值DO计算得到疏水加氧点的加氧流量；所述的疏水加氧点的加氧流量与一级抽气压力之间的关系为FLOff02 = O. 151L/hX (kXPressure+b)+0. 625L/h其中，FLOWq2为疏水加氧点的加氧流量，L/h pressure为一级抽气压力，MPa ；k为相关系数，MPa—1 ；b为相关系数，k和b两者由预先设定的#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值DO确定；(3)按照计算得到的加氧流量对疏水加氧点进行加氧操作。加氧操作过程中，由于一级抽气压力在不断变化，导致#1高压加热器壳程出口疏水溶氧量实际值与#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值DO存在偏差，此时，需要实时检测实际#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量，当#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量实测值与预先设定的#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值DO有偏差时，利用比例-积分-微分控制(PID偏差调节)，对加氧操作进行微调，直至#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量的实测值与预先设定的#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值DO —致。由于汽水的循环使用，因腐蚀溶解的金属阻离子越来越多，造成给水和疏水水质恶化，为防止继续加氧造成水质进一步恶化对低温过热器、屏式过热器、末级过热器和末级再热器的不良影响，一种优选的技术方案为在步骤(I)中同时设定氢电导上限值h±r ;实时采集不同检测点的氢电导数据，构成氢电导检测数据集合，该集合包括如下元素末级过热器出口水样的氢电导Ha、#1高压加热器壳程出口疏水的氢电导Hb和#3高压加热器壳程出口疏水的氢电导H。；并将氢电导检测数据集合中的元素与对比，然后做如下处理若氢电导检测数据集合中任意两个元素的值均大于时，进行报警，同时停止加氧操作，直至上述两个元素中至少一个小于，恢复步骤(2)中疏水加氧点的加氧流量。为进一步降低由于水质进一步恶化对低温过热器、屏式过热器、末级过热器和末级再热器造成的不良影响，作为进一步优选的技术方案所述的氢电导检测数据集合中还包括汽水分离器出口水样的氢电导Hd。对高压加热器中疏水的加氧处理，一方面是为了使高压加热器疏水管道(壳程)内壁能形成氧化膜，保护其不受腐蚀，防止堵塞疏水阀；另一方面，应该防止由于高温环境，氧气的过多加入会对低温过热器、屏式过热器、末级过热器和末级再热器的管壁造成负面影响，所以一种优选的技术方案为在步骤(I)中同时设定不同检测点溶氧量上限值，构成溶氧量上限值集合，该集合中包括如下元素末级过热器出口水样的溶氧量上限值、#1高压加热器壳程出口疏水溶氧量上限值、#3高压加热器壳程出口疏水溶氧量上限值；然后实时采集不同检测点的溶氧量检测数据，构成溶氧量检测数据集合，该集合中包括如下元素末级过热器出口水样的溶氧量、#1高压加热器壳程出口的溶氧量和#3高压加热器壳程出口疏水的溶氧量，溶氧量检测数据集合中的元素与溶氧量上限值集合中的元素一一对应；对溶氧量检测数据集合的数据作如下处理当溶氧量检测数据集合中任意一个元素的值大于其在溶氧量上限值集合中对应的上限值时，进行报警，同时调小疏水加氧点的加氧流量，直至该元素的值小于其在溶氧量上限值集合中对应的上限值，恢复步骤(2)中的疏水的加 氧流量。为进一步降低由于高温环境，氧气的过多加入会对低温过热器、屏式过热器、末级过热器和末级再热器的管壁造成负面影响，作为进一步优选的技术方案步骤(I)中所述的溶氧量上限值集合中还包括汽水分离器出口水样的溶氧量的上限值，所述的溶氧量检测数据集合中还包括汽水分离器出口水样的溶氧量。本实用新型在高压加热器设备结构和材料无法改变的情况下抑制FAC，通过改变高压加热器壳程的处理方式(改变水工况)，从还原性气氛转化为氧化性气氛(加氧处理)，将原有的磁性四氧化三铁膜变成为致密的三氧化二铁保护膜，达到抑制流动加速腐蚀的目的，解决了疏水阀堵塞的技术问题。本实用新型的全自动加热器疏水加氧装置，该装置可实现加氧的全自动控制，采样点布置全面合理，采用智能自动加氧控制技术，加氧流量调节灵敏、控制方便，溶解氧及氧化还原电位目标值控制稳定，并设有报警和保护程序，无需人工干预，安全经济。本实用新型采用疏水加氧处理(OT)方式，通过全智能控制加氧技术，以一级抽气压力为前馈辅助比例-积分-微分控制(PID偏差调节)对疏水进行微量加氧，进而改变水汽接触界面氧化膜的结构和形态，使氧化膜更加坚固致密，减轻甚至杜绝疏水系统FAC的发生，从而解决疏水系统水流加速腐蚀的难题，延长设备使用寿命、节能降耗，提高经济效益和社会效益。本实用新型采用全智能控制火电厂大容量超临界机组高压加热器壳程内疏水加氧装置，在避免了全挥发处理容易引起的问题，同时具有以下优点I、采用传统的给水加氧处理会出现过量的氧进入主蒸汽而诱发过热器氧化皮的问题，而高压加热器壳程(疏水)加氧处理更有针对性，能定向解决高压加热器疏水阀堵塞等问题。2、传统AVT工况下，机组运行一段时间后，高压加热器疏水阀堵塞明显；采用本实用新型的OT工况运行后，高压加热器疏水阀长期正常运行。3、传统AVT工况下，疏水Fe浓度较大；在本实用新型的OT工况下，随着疏水氧化还原电位(ORP)的上升，Fe浓度明显下降。4、采用智能自动加氧控制技术，以及抽气压力为前馈辅助比例-积分-微分控制(PID偏差调节)，对疏 水进行微量加氧，调节品质精确，能根据机组负荷变化及时有效调整加氧量，平稳控制疏水溶氧量和ORP ;同时辅以报警和保护命令，保持OT工况下机组安全经济的运行。
图I为现有技术中锅炉运行系统图；图2为本实用新型全自动加热器疏水加氧装置的加氧点和检测点分布图；图3为本实用新型全自动加热器疏水加氧装置的原理结构示意图。
具体实施方式
下面以现有的锅炉水汽循环系统为例，对本实用新型的全自动加热器疏水加氧装置以及方法作进一步说明如图2所示，本发明的加热器为管程串联在除氧器出水口和省煤器入水口之间的三个高压加热器；三个高压加热器的壳程也依次串联，分别为#1高压加热器、#2高压加热器和#3高压加热器。汽轮机出口有三级抽气分别进入#1高压加热器、#2高压加热器和#3高压加热器的壳程转为疏水，高压加热器壳程内的疏水逐级自流进入除氧器，然后经除氧器进入高压加热器的管程内。其中，三级抽气中进入#1高压加热器壳程的抽气为一级抽气，进入#2高压加热器壳程的抽气为二级抽气，进入#3高压加热器壳程的抽气为三级抽气。一级抽气经过#1高压加热器壳程转化为#1高压加热器疏水，#1高压加热器疏水经#1高压加热器壳程出口进入#2高压加热器壳程，与二级抽气混合，经过#2高压加热器壳程后转变为#2高压加热器疏水，#2高压加热器疏水由#2高压加热器壳程出口进入#3高压加热器壳程内，与三级抽气混合后转变为#3高压加热器疏水，#3高压加热器疏水经#3高压加热器壳程出口回流至除氧器中。其中，加氧点设置在#1高压加热器壳程进口管路上，取样点分别设置在#1高压加热器正常疏水调节阀和#3高压加热器正常疏水调节阀处。如图3为本实用新型的全自动加热器疏水加氧装置，包括流量检测装置I、溶氧量检测装置2、氧化还原电位检测装置3、氢电导检测装置4、电接点压力表5、流量控制器6、第一流量计7、第一调节阀8、第二流量计9、第二调节阀10以及PLC。压力检测装置I用于检测高压加热器壳程进口管路内一级抽气的压力并将一级抽气压力信号传输给PLC ;溶氧量检测装置2可选用常规的溶氧表，用于连续在线采集检测点的溶氧量并将溶氧量信号传输给PLC ;氧化还原电位检测装置3为常规的氧化还原电位表，用于连续在线采集检测点的氧化还原电位并将氧化还原电位信号传输给PLC ;氢电导检测装置4为常规的氢导表，用于连续在线采集检测点的氢电导并将氢电导信号传输给PLC ;电接点压力表5设于氧气源12的输出管路上,其信号输出端与PLC输入端相连,用于连续在线检测氧气管路的压力，并将压力信号输入给PLC ;流量控制器6为质量流量控制器，其流量信号输出端与PLC输入端相连，用于连续在线采集氧气管路的加氧流量，同时将检测的加氧流量信号输出给PLC，然后根据PLC反馈指令对加氧流量进行控制。质量流量控制器与疏水的加氧点之间的管路上设有两条并联的管路，其中一条管路上串联有第一流量计7和控制第一流量计7的第一调节阀8，另一条管路上串联有第二流量计9以及控制第二流量计9的第二调节阀10。第一流量计7、第二流量计9均可选择常见的多种气体流量计，且第一流量计7为大氧气流量计，第二流量计9为小氧气流量计，用于现场检测加氧流量，当加氧流量较大时，启用大氧气流量计，加氧流量较小时，启动小氧气流量计，便于现场人员观察和读数；第一调节阀8和第二调节阀10分别用于控制第一流量计7和第二流量计9。 溶氧量检测装置设有4个检测头，4个检测头分别设于在#1高压加热器壳程出口、#3高压加热器壳程出口、汽水分离器出口和末级过热器出口的管路上，用于检测在#1高压加热器壳程出口、#3高压加热器壳程出口疏水以及汽水分离器出口和末级过热器出口水样中的溶氧量。氢电导检测装置包括4个检测头，4个检测头分别设于#1高压加热器壳程出口、#3高压加热器壳程出口、汽水分离器和末级过热器出口的管路上，用于检测#1高压加热器壳程出口疏水、#3高压加热器壳程出口疏水、汽水分离器和末级过热器出口水样中的氢电导。氧化还原电位检测装置设有2个检测头，分别设于#1高压加热器壳程出口、#3高压加热器壳程出口的管路上，用于检测#1高压加热器壳程出口和#3高压加热器壳程出口 疏水中的氧化还原电位。其中，汽水分离器出口的溶氧量检测头和氢电导检测头在某些情况下也可省略。例如，有些给水加氧系统中，已经在汽水分离器出口设置溶氧量检测头和氢电导检测头，此时疏水加氧系统中可省略溶氧量检测头和氢电导检测头的重复设置。PLC上设有音频报警器，当PLC检测到控制参数出现异常时，PLC自动报警，并采取相应控制措施。利用上述装置对图2所示水汽系统的疏水进行加氧控制，方法步骤如下(I)预先设定#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值D0，例如DO为40ug/L ；(2)检测一级抽气压力，例如一级抽气压力为6MPa，根据一级抽气压力以及#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值计算得到质量流量控制器开度不同疏水的溶氧量目标值下，一级抽气压力与质量流量控制器开度的相关性为当目标值DO = 60ug/L 时，KD = I. 54MPa_1Pressure-2. 28当目标值DO = 50ug/L 时，KD = I. 28MPa_1Pressure-l. 90当目标值DO = 40ug/L 时，KD = I. 03MPa_1Pressure-l. 52当目标值DO = 30ug/L 时，KD = O. 77MPa_1Pressure-l. 14当目标值DO = 20ug/L 时，KD = O. 5IMPa-1Pressure-O. 76然后根据质量流量控制器开度可以得到加氧流量，质量流量控制器开度与加氧流量的相关性为FLOff02 = O. 151L/h KD+0. 625L/h (O ^ KD ^ 100, % )其中D0为#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值，μ g/L ；KD为质量流量控制器开度，％ pressure为一级抽气压力，MPa ；FLOff02为加氧流量，L/h。步骤(I)中，为了自动控制ORP在合理范围内，控制Fe浓度在较低范围内，设定#1高压加热器壳程出口疏水的氧化还原电位的上限值ORP1 (上限值可选择180-200 μ g/L中的一个数值，具体可根据实际系统确定)，以及氧化还原电位的下限值0RP2(下限值可选择80-100 μ g/L中的一个数值，具体可根据实际系统确定)当实际检测的#3高压加热器壳程出口疏水的ORP达到上限值ORP1时，自动控制程序根据实际检测的#3高压加热器壳程出口疏水的ORP的大小自动调整#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值(溶氧目标值下调5 μ g/L)，程序继而及时自动调整质量流量控制器开度，调整加氧量，使#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧浓度与#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值一致。当实际检测的#3高压加热器壳程出口疏水的ORP达到下限值ORP2时，自动控制程序根据实际检测的#3高压加热器壳程出口疏水的ORP的大小自动调整#3高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值(溶氧目标值上调5 μ g/L)，程序继而及时自动调整质量流量控制器开度，调整加氧量，使#1高压加热器壳程出口溶氧浓度与目标值一致。当ORP2 < ORP < ORP1时，按照预先设定的#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值进入步骤(2)。当机组负荷变化时，一级抽气压力会出现相应的变化，此时自动加氧控制系统会自动根据一级抽气压力的大小调节质量流量控制器的开度，保证疏水中溶解氧的精确性和稳定性；若此时实时检测实际#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量与预先设定的#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值有偏差时，利用比例-积分-微分控制(PID偏差调节)，对加氧操作进行微调，直至#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量的实测值与预先设 定的#1高压加热器壳程出口疏水的溶氧量目标值一致；PID偏差调节过程中参数的设定可根据实际运行系统进行确定。在水质恶化情况下，为防止加氧对系统造成损害，设置氢电导上限报警方法如下设置#1高压加热器壳程出口疏水的氢电导上限值(上限值可选取O. 15-0. 20 μ s/cm的一个数值，根据实际情况确定)、设置#3高压加热器壳程出口疏水的氢电导上限值(上限值可选取O. 15-0. 20 μ s/cm的一个数值，根据实际情况确定)、汽水分离器出口水样的氢电导上限值(上限值可选取O. 15-0. 20 μ s/cm的一个数值，根据实际情况确定)以及末级过热器出口水样的氢电导上限值(上限值可选取O. 15-0. 20 μ s/cm的一个数值，根据实际情况确定)，当#1高压加热器壳程出口、#3高压加热器壳程出口、汽水分离器出口和末级过热器出口的氢电导表中任意两个表的测得的氢电导值达到其相应上限值时，PLC系统发出音频报警，自动加氧系统及时根据水质调整加氧策略当任意两个氢电导达到上限值时，控制系统停止加氧，待水质恢复正常，即#1高压加热器壳程出口、#3高压加热器壳程出口、水分离器出口和末级过热器出口四者氢电导表中任意两个表测得的氢电导值至少有三个值低于上限值时，调整回原来加氧流量。该控制方法中，选择当任意两个氢电导达到上限时才进行控制，主要是为防止当其中某一个氢导表本身发生故障时，导致氢电导数值高于上限值，系统PLC采取错误的控制措施对加氧流量进行控制对系统带来的不良影响。为防止压力过低或过高对加氧操作的不利影响，对电接点压力表设定压力范围(具体根据系统设备而定)，当疏水加氧装置管路压力过大或过小时，PLC系统发出音频报警，及时调整压力符合加氧控制要求当压力过大时，控制系统调整压力至控制要求内，保证加氧顺利进行；当压力过小时，控制系统调整压力至控制要求，如果经调整后压力仍过小，则需要人工更换氧气钢瓶，保证加氧顺利进行。氧气源一般选用氧气瓶，如果氧气瓶压力小于加氧点处一级抽气的压力，加氧操作将无法顺利进行，需要更换氧气瓶。为避免频繁更换氧气瓶，一般在电接点压力表与流量控制器之间的管路上依次串连设置的气体增压泵、缓冲罐和减压阀；氧气瓶出口端通过管路与气体增压泵入口连通，两者之间的管路上设有电接点压力表，气体增压泵出口通过管路与缓冲罐入口连通，缓冲罐出口与质量流量控制器之间的管路上设有上述减压阀，气体增压泵受控于PLC。例如，气体增压泵由压缩空气进行驱动，所需压缩空气压力为O. 6-0. 7MPa。在实际运行过程中，通过PLC参数设定，保证气体增压泵出口氧气压力稳定在12. 0-13. OMPa(比一级抽气压力6MPa高出4_5MPa的余量，保证疏水加氧操作稳定运行)。当氧气钢瓶出口氧气压力大于12MPa时，气体增压泵为通路管道，氧气直接通过，经过减压阀控制气压稳定在10. 0-11. 5MPa ;钢瓶出口氧气压力低于12MPa时，气体增压泵为增压装置，氧气经气体增压泵增压后经过一个缓冲罐，压力始终稳定维持在12. 0-13. OMPa，再经过减压阀控制气压稳定在10. 0-11. 5MPa，然后通过质量流量控制器进行调整，由流量控制器实现对加氧点加氧流量的控制。为了避免过多溶氧进入末级过热器中，设置溶氧上限保护，具体方法为设定#1高压加热器壳程出口水样溶氧量上限值(具体上限值可选择50-80 μ g/L中的一个，可根据具体系统确定)、#3高压加热器壳程出口水样溶氧量上限值(具体上限值可选择50-80μ g/L中的一个,可根据具体系统确定)、汽水分离器出口水样溶氧量上限值 (具体上限值可选择3-10 μ g/L中的一个，可根据具体系统确定)和末级过热器出口水样溶氧量上限值(具体上限值可选择50-80 μ g/L中的一个，可根据具体系统确定)，当#1高压加热器壳程出口水样、#3高压加热器壳程出口、汽水分离器出口和末级过热器出口溶氧表中任意一个表计测得的水样溶氧量值达到上限时，PLC发出音频报警；同时根据溶氧浓度程序及时自动调整质量流量控制器至最低开度(0% _10%，具体根据仪器设备而设)，当#1高压加热器壳程出口水样、#3高压加热器壳程出口、汽水分离器出口和末级过热器出口溶氧指标达到要求后自动运行原来的加氧流量。由于疏水溶解氧量的多少，一方面影响氧化膜的结构和形态，控制氧化膜的生产速度；另一方面影响设备使用寿命、系统经济安全运行，因此在机组负荷发生变化时，稳定地控制加氧量至关重要。智能自动加氧控制技术，一方面能保证质量流量控制器进、出口压力的稳定，减少波动；另一方面能自动调节加氧流量并进行流量反馈，根据实际要求保证疏水所需稳定加氧量。
权利要求1.一种全自动加热器疏水加氧装置，其特征在于，包括 PLC ； 压力检测装置，采集疏水加氧点处的压力信号，并将该压力信号传输给PLC ; 溶氧量检测装置，采集检测点的溶氧量并将溶氧量信号传输给PLC ； 氧化还原电位检测装置，采集检测点的氧化还原电位并将氧化还原电位信号传输给PLC ； 氢电导检测装置，采集检测点的氢电导并将氢电导信号传输给PLC ; 流量控制器，与氧气源相连并根据PLC指令控制疏水加氧点的加氧流量。
2.根据权利要求I所述的全自动加热器疏水加氧装置，其特征在于，所述的流量控制器为质量流量控制器，质量流量控制器的流量信号输出端与PLC输入端相连。
3.根据权利要求2所述的全自动加热器疏水加氧装置，其特征在于，所述的氧气源与质量流量控制器之间的管路上设有电接点压力表，电接点压力表的信号输出端与PLC输入端相连。
4.根据权利要求3所述的全自动加热器疏水加氧装置，其特征在于，所述的电接点压力表与质量流量控制器之间的管路上设有依次串连设置的气体增压泵、缓冲罐和减压阀；所述的减压阀设于所述缓冲罐与质量流量控制器之间的管路上；所述的气体增压泵受控于所述PLC。
5.根据权利要求2-4任一权利要求所述的全自动加热器疏水加氧装置，其特征在于，所述的质量流量控制器与加氧点之间的管路上设有两条并联的管路，其中一条管路上串联有第一流量计和控制第一流量计的第一调节阀，另一条管路上串联有第二流量计以及控制第二流量计的第二调节阀。
6.根据权利要求I所述的全自动加热器疏水加氧装置，其特征在于，所述的溶氧量检测装置包括若干检测头，若干检测头分别设于#1高压加热器壳程出口、#3高压加热器壳程出口以及末级过热器出口的管路上；所述的氢电导检测装置包括若干检测头，若干检测头分别设于末级过热器出口、#1高压加热器壳程出口以及#3高压加热器壳程出口的管路上；所述的氧化还原电位检测装置包括若干检测头，若干检测头分别设于#1高压加热器壳程出口、#3高压加热器壳程出口的管路上。
7.根据权利要求6所述的全自动加热器疏水加氧装置，其特征在于，所述的氢电导检测装置还包括设于汽水分离器出口的管路上的检测头；所述的溶氧量检测装置还包括设于汽水分离器出口的管路上的检测头。
8.根据权利要求I所述的全自动加热器疏水加氧装置，其特征在于，所述的PLC带有报I=I目.O
专利摘要本实用新型公开了一种全自动加热器疏水加氧装置，包括PLC；压力检测装置，采集加氧点处管路内的压力信号，并将该压力信号传输给PLC；溶氧量检测装置，采集检测点的溶氧量并将溶氧量信号传输给PLC；氧化还原电位检测装置，采集检测点的氧化还原电位并将氧化还原电位信号传输给PLC；氢电导检测装置，采集检测点的氢电导并将氢电导信号传输给PLC；流量控制器，与氧气源相连并根据PLC指令控制疏水加氧点的加氧流量。采用本实用新型的加氧装置，避免了高压加热器壳程管路上疏水阀堵塞的发生，保持OT工况下机组安全经济的运行。
文档编号F28F19/00GK202671237SQ20122031461
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者刘春红, 施国忠, 谢尉扬, 陈统钱, 缪盛华, 王宏义 申请人:浙江浙能能源技术有限公司