一种分离塔树脂界面智能监测系统及高塔法树脂分析方法
【专利摘要】本发明公开了一种分离塔树脂界面智能监测系统及高塔法树脂分析方法，包括分离塔、上视窗、中视窗、下视窗、阴树脂出口门、阳树脂出口门、上视窗相机、中视窗相机、下视窗相机、光纤电缆、工业交换机、监控计算机、人机界面、总线转换器、信号转换器、PLC/DCS控制器、电气转换控制器，以及树脂分析算法程序。本发明采用智能视觉技术，利用计算机图像识别算法实现核电常规岛和火电机组水岛的凝结水精处理再生系统中树脂分离塔阳、阴树脂输出的精准控制，并对阳、阴树脂在运行、流转输送过程中产生的流失和所需补充量作出正确定量分析。
【专利说明】一种分离塔树脂界面智能监测系统及高塔法树脂分析方法 【技术领域】
[0001] 本发明技术涉及核电、火电水处理环保设备技术领域，特别是凝结水精处理再生 系统的一种分离塔树脂界面智能监测系统技术领域。 【【背景技术】】
[0002] 随着核电、火电机组的迅猛发展，水资源的短缺，环境污染日益严重，废水零排放 的需求与日倶增，对传统产品设备进行改造和技术创新势在必行。在核电常规岛和火电机 组水岛的凝结水精处理系统，对运行床体中的树脂一般采用体外再生技术。由于运行床体 内件故障及树脂输送过程产生的树脂泄漏和损耗，树脂进入排水排污系统产生污染；同时 由于树脂流失缩短床体运行周期，再生频繁而消耗大量酸碱，进而产生更多的废水排放。当 前在国内，凝结水精处理再生技术流行的方法称之谓"高塔法"，最早源于美国U.S.Filter 公司"完全分离法"技术。"高塔法"的核心是树脂分离技术，树脂分离技术的关键在树脂界 面检测技术。对树脂分离塔内树脂界面的检测，早先"完全分离法"技术采用内置式传感器， 因受到压力和水的冲击易损不耐用，海盐力源开发了第二代产品改用非接触式激光传感 器。激光传感器电路复杂，检测灵敏度和稳定性受现场环境影响，维护维修量大。 【
【发明内容】
】
[0003] 本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种全新的分离塔树脂界面智能 监测系统及高塔法树脂分析方法，能够解决核电常规岛和火电机组水岛的凝结水精处理再 生系统中树脂分离塔阳、阴树脂输出的精准控制。本发明利用计算机图像识别技术和"高塔 法树脂分析算法"，完成树脂体积分析、树脂输送分析，判断树脂流失原因，对阳、阴树脂在 运行、流转输送过程中产生的流失和所需补充量作出正确定量分析。本发明对树脂分层、树 脂输送和树脂输出终点等实现了远程识别、远程诊断、远程控制。本发明适用300~1000MW 机组不同分离塔直径、不同混床树脂层高度及不同树脂配比的工艺系统。
[0004] 为实现上述目的，本发明提出了一种分离塔树脂界面智能监测系统，包括分离塔、 上视窗、中视窗、下视窗、阴树脂出□门、阳树脂出□门、上视窗相机、中视窗相机、下视窗相 机、光纤电缆、工业交换机、监控计算机、人机界面、总线转换器、信号转换器、PLC/DCS控制 器、电气转换控制器。所述分离塔从上到下依次设置有上视窗、中视窗、下视窗，所述上视窗 侧面设置有上视窗相机，所述中视窗侧面设置有中视窗相机，所述下视窗侧面设置有下视 窗相机，所述分离塔的下部侧面设置有阴树脂出口门，所述分离塔的底部设置有阳树脂出 口门。所述上视窗相机、中视窗相机、下视窗相机通过光纤电缆与工业交换机一一相连，所 述工业交换机与监控计算机相连，所述监控计算机上安装有人机界面，所述监控计算机与 总线转换器相连，所述总线转换器与信号转换器相连，所述信号转换器与PLC/DCS控制器相 连，所述PLC/DCS控制器与电气转换控制器相连，所述电气转换控制器与阴树脂出口门、阳 树脂出口门分别相连。
[0005] 作为优选，所述上视窗用于监测分离塔内树脂界面总高度;所述中视窗用于监测 分离塔内阳、阴树脂分界面高度;所述下视窗用于监测分离塔内混脂界面高度。
[0006] 作为优选，所述电气转换控制器为电磁阀组，所述阴树脂出口门和阳树脂出口门 为气动阀门。
[0007] 作为优选，所述阳树脂输出控制功能，按不同分离塔直径、不同混床树脂层高度和 不同阳阴树脂配比的各种工况，可自动计算并显示：阳树脂高度的计算值和实时值；阳树脂 输出体积的计算值和实时值；阳树脂输送时间的实时值;混脂层高度的计算值和实时值。所 述阳树脂输出控制功能，设置试验按钮，可模拟设置阳树脂输送终点，检验监控计算机发出 阳树脂输送终点信号的正确性，所述阳树脂输出控制功能设置阳树脂输送终点信号灯。
[0008] 作为优选，所述阴树脂输出控制功能，按不同分离塔直径、不同混床树脂层高度和 不同阳阴树脂配比的各种工况，可自动计算并显示：阴树脂高度的计算值和实时值；阴树脂 输出体积的计算值和实时值；阴树脂输送时间的实时值，所述阴树脂输出控制功能设置阴 树脂输送终点信号灯。
[0009] 作为优选，所述树脂体积分析功能，按不同分离塔直径、不同混床树脂层高度和不 同阳阴树脂配比的各种工况，可自动计算并显示：树脂界面总高度的标准值、测量值和误 差；阳阴树脂分界面的标准值、测量值和误差；阴树脂体积的标准值、测量值和误差；阳树脂 体积的标准值、测量值和误差；阳阴树脂体积配比的标准值、测量值;树脂层总高度误差率； 因树脂配比失调而需阳树脂添加量;因树脂配比失调而需阴树脂添加量。
[0010] 作为优选，所述树脂输送分析功能，按不同分离塔直径、不同混床树脂层高度和不 同阳阴树脂配比的各种工况，可自动计算并显示:树脂界面总高度的标准值、输出值、输入 值和误差；阴阳树脂分界面高度的标准值、输出值、输入值和误差;树脂输送前后总量误差 和误差比；混床阴树脂体积的标准值、输出值、输入值和误差;混床阳树脂体积的标准值、输 出值、输入值和误差;混床阳阴树脂体积比的标准值、输出值和输入值。
[0011] 为实现上述目的，本发明提出了一种高塔法树脂分析方法，基于以下五个基本元 素:H00,标高0,分离塔下部直体与弧形底部正切线;H10,分离塔树脂界面总高度，也为混床 树脂在分离塔实际高度;H20,阴树脂输送完时水与隔离带树脂(混脂层)实际界面;H30,阳 树脂输送完时水与阴树脂实际界面;H40，反洗分层后阳、阴树脂实际界面。
[0012] 树脂体积分析相关参数计算方法：
[0013] 1.标准配比下混床阳阴树脂体积(m3)计算
[0014]混床阳树脂体积Vmc = (HI 0-H30) * (DN/2) 2Ji/1 〇6 [0015 ]混床阴树脂体积Vma = (H30-H20 M DN/2) V1 〇6
[0016] 其中DN:分离塔内径(mm) 〇
[0017] 2.标准配比下混床阳阴树脂体积配比计算
[0018] 混床阳阴树脂体积配比 P = Vmc/Vma = (HI 0-H30) / (H30-H20)
[0019] 3.实际树脂层总高度误差mm:H10-H10'
[0020] H10:分离塔内树脂界面标准总高度_
[0021] H10' ：分离塔内树脂界面实际总高度mm
[0022] 4.树脂总高度误差率％:ε'=(Η10-Η10'）/Η10
[0023] 注:ε'〈ε则跳过树脂添加量计算。ε为人工输入允许的误差值％。
[0024] 5.阳树脂调整量计算
[0025] 阳树脂标准体积= Vmc+Vic
[0026] Vic:分离塔隔离带阳树脂标准体积m3。
[0027] 分离塔内阳树脂体积测量值Vc'（m3)
[0028] Vc，=(H40，-H20)*(DN/2)2Ji/l〇6+Vic+Via
[0029] H40' ：分离塔阳阴树脂分界面实际高度mm
[0030] H20:阴树脂输出后隔离带树脂层高度mm
[0031] Vic:分离塔隔离带阳树脂标准体积m3
[0032] Via:分离塔隔离带阴树脂标准体积m3
[0033] 阳树脂添加量:Vcs = (Vmc+Vic)-Vc'
[0034] 注:Vcs>0,表示需添加的量，反之为需减少的量。
[0035] 6.阴树脂调整量计算
[0036] 阴树脂标准体积= Vma+Via
[0037] Via:分离塔隔离带阴树脂标准体积m3。
[0038]分离塔内阴树脂体积测量值Va'（m3)
[0039] Va'=(H10，-H40，）*(DN/2)2Ji/l〇6
[0040] H10' ：分离塔内树脂界面实际总高度_
[0041] H40' ：分离塔阳阴树脂分界面实际高度mm
[0042] 阴树脂添加量:Vas = (Vma+Via)_Va'
[0043] 注:Vas>0,表示需添加的量，反之为需减少的量。
[0044] 树脂输送分析相关参数计算方法：
[0045] 1.树脂输送前后树脂界面总高度误差:H10〇-H10i
[0046] H10〇:树脂输送前洁净树脂界面总高度_
[0047] H10i :失效树脂输入后树脂界面总高度mm
[0048] 2.树脂输送前后总量误差(m3):
[0049] V〇i = (H10〇-H10i)*(DN/2)Vl〇6
[0050] 3.树脂输送前后总量误差比％ :
[0051] ε〇?=(Η10〇-Η10?)/Η10ο
[0052] 4.混床阳树脂体积输送前后变化分析：
[0053] 标准配比下，混床阳树脂体积(m3):
[0054] Vmc = (Hl〇-H30)*(DN/2)Vl〇6
[0055] 分离塔输出去混床阳树脂体积(m3):
[0056] Vco = (H10〇-H3〇MDN/2)2jt/1〇6
[0057] 分离塔输入混床阳树脂体积(m3):
[0058] Vc i = (H40i-H20)*(DN/2)Vl〇6+Vic+Via
[0059] H40i :失效树脂输入后阳阴树脂分界面实际高度mm
[0060] H20:上一次阴树脂输出后隔离带树脂层高度mm
[0061] Vic:隔离带阳树脂体积m3
[0062] Via:隔离带阴树脂体积m3
[0063] 混床阳树脂体积输送前后产生的误差:Vco-Vci
[0064] 5.混床阴树脂体积输送前后变化分析：
[0065] 标准配比下，混床阴树脂体积(m3):
[0066] Vma= (H30-H20)*(DN/2) Vl〇6
[0067] 分离塔输出去混床阴树脂体积(m3):
[0068] Vao = (H30-H20) * (DN/2) 2Ji/1 〇6
[0069] 分离塔输入混床阴树脂体积(m3):
[0070] Vai = (H10i-H40i)*(DN/2)Vl〇6
[0071 ] H10i :失效树脂输入后树脂界面总高度mm
[0072] H40i :失效树脂输入后阳阴树脂分界面实际高度mm
[0073] 混床阴树脂体积输送前后产生的误差:Vao-Vai
[0074] 混床阳阴树脂体积比在输送前后产生的变化：
[0075]分离塔输出树脂去混床时阳阴树脂体积比P〇 = Vc〇/Va〇
[0076] 分离塔输入混床树脂后混床阳阴树脂体积比Pi = Vci/Vai
[0077] 阳阴树脂输送终点计算方法：
[0078] 阳树脂输送终点：（H10'）= (H30)
[0079]阴树脂输送终点：（H3〇 '）=(取0)
[0080] 一种高塔法树脂分析方法，其操作过程:在作以下阳阴树脂输出控制和树脂分析 之前，须首先对分离塔内树脂作充分的反洗分层处理，执行树脂输出控制顺序是先阳树脂 输出再阴树脂输出。
[0081] 初始化：
[0082]在人机界面的分离塔上部窗口，人工输入分离塔直径DN，混床树脂层高度Hm，混床 阳阴树脂比P，程序自动生成相关参数并在相应窗口显示这个参数的标准值。
[0083] 阳树脂输出控制：
[0084] 程序自动生成各窗口参数值，并在阳树脂输送终点由监控计算机发出控制信号， 由PLC/DCS控制器发出实时控制信号关闭阳树脂出口门，此时阳树脂输送结束指示灯闪光 显示，无需人工操作;按下试验按钮，模拟试验阳树脂输送终点，此时阳树脂输送结束指示 灯闪光显示，但监控计算机屏蔽输出控制信号。此试验验证中视窗相机拍摄到的H30界面是 否与标准值一致
[0085]阴树脂输出控制：
[0086]程序自动生成各窗口参数值，并在阴树脂输送终点由监控计算机发出控制信号， 由PLC/DCS控制器发出实时控制信号关闭阴树脂出口门，此时阴树脂输送结束指示灯闪光 显示，无需人工操作。
[0087]树脂体积分析：
[0088]此功能用于计算当前分离塔内阳、阴树脂的实际体积和实际的阳、阴树脂配比，供 判断是否添加树脂以使符合标准配比。启动此功能前，须使分离塔内阳、阴树脂完全分层、 彻底分离。启动此功能后，程序自动生成各窗口参数值。根据阳阴树脂体积配比测量值P'树 脂层总高度误差率ε'，人工决定是否对阳阴树脂的量进行添加或调整。根据阳树脂添加量、 阴树脂添加量窗口显示数据添加相应树脂量。
[0089]树脂输送分析：
[0090] 此功能用于计算同一套树脂，通过路径分离塔一混床一分离塔一次循环后，树脂 体积产生的变化，供判断树脂在输送过程中和在混床运行过程中有可能产生的流失或泄 漏。对被分析的树脂通过树脂流转标识码进行标识，必要时加注分离塔输出树脂时间和树 脂去向。标识码进数据库保存。先作分离塔输出去混床的树脂体积分析，程序自动记录并数 据库保存输出前树脂界面总高度HlOo、阴阳树脂分界面高度H40o。启动树脂输送程序，程序 自动检测计算并保存去混床阳树脂体积Vco,去混床阴树脂体积Vao,以及去混床阳阴树脂 体积比P〇。再作分离塔中来自混床的输入树脂体积分析，在树脂流转标识码窗口输入被分 析树脂的标识码，HlOo、H40〇、Vco、Vao、Po等参数由程序调用数据库，在相应窗口自动显示。 启动树脂输送程序，程序自动检测计算并显示来自混床阳树脂体积Vci，来自混床阴树脂体 积Vai，以及来自混床阳阴树脂体积比Pi。
[0091] 程序自动检测计算并显示上述各项误差值，供判断树脂在输送过程中和在混床运 行过程中有可能产生的流失或泄漏的诸多原因。
[0092] 本发明的有益效果：本发明通过对分离塔树脂界面的检测采用高分辨率数码相 机，克服了传统检测手段精度低、故障率高、受环境影响大、信号传输可靠性差、维护维修工 作量大等缺点。本发明采用智能视觉技术，利用计算机图像识别算法自动识别树脂界面，人 机界面直观清晰，实时性好，操作简便。本发明应用"高塔法树脂分析算法"，人机界面的画 面中树脂体积分析、树脂输送分析、阳阴树脂输出控制，功能齐全，数据翔实丰富，分析判断 正确，为机组高效安全运行、节能减排提供了不可或缺的保障。
[0093] 本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。 【【附图说明】】
[0094] 图1是本发明一种分离塔树脂界面智能监测系统的结构示意图；
[0095] 图2是本发明一种分离塔树脂界面智能监测系统的人机界面显示图；
[0096] 图3是本发明一种高塔法树脂分析方法的参数标高示意图；
[0097]附表一是DN1200分离塔各种阳阴树脂比例下树脂界面监控高度；
[0098] 附表二是DN1600分离塔各种阳阴树脂比例下树脂界面监控高度。
[0099] 图中：1-分离塔、2-上视窗、3-中视窗、4-下视窗、5-阴树脂出口门、6-阳树脂出口 门、7-上视窗相机、8-中视窗相机、9-下视窗相机、10-光纤电缆、11-工业交换机、12-监控计 算机、13-人机界面、14-总线转换器、15-信号转换器、16-PLC/DCS控制器、17-电气转换控制 器、31-阳树脂输出控制、41-阴树脂输出控制、51-树脂体积分析、61-树脂输送分析。 【【具体实施方式】】
[0100] 参阅图1、图2和图3,本发明一种分离塔树脂界面智能监测系统及高塔法树脂分析 方法的【具体实施方式】是：
[0101] 分离塔底部连接阳树脂出口门；分离塔下部侧面连接阴树脂出口门，其接口位置 即阴树脂出口门的连接法兰中心距为阴树脂送出后水与混脂界面高度向上D/2处，D为阴树 脂出口门与分离塔连接管道的内径;上、中、下视窗相机与上、中、下视窗水平距离0.1~5m 可调；各相机与监控计算机相连;监控计算机安装Windows和基于Windows操作系统的MFC、 0PENCV等开发类软件;监控计算机通过RS232接口与总线转换器连接;总线转换器RS485输 出口与信号转换器连接;信号转换器输出继电器无源接点与PLC/DCS控制器的输入回路连 接;PLC/DCS控制器的输出回路与电气转换控制器电磁阀组的电磁阀线圈连接;电磁阀的气 口与阴树脂出口门、阳树脂出口门连接。
[0102] 使用C++语言编程算法，确定"高塔法树脂分析算法"五元素：
[0103] H00(mm)，标高0,分离塔下部直体与弧形底部正切线；
[0104] H10(mm)，分离塔树脂界面总高度；
[0105] H20(mm)，阴树脂输送完时水与隔离带树脂实际界面；
[0106] H30(mm)，阳树脂输送完时水与阴树脂实际界面；
[0107] H40(mm)，反洗分层后阳、阴树脂实际界面。
[0108] 进行树脂体积分析计算，包括标准配比下混床阳阴树脂体积计算；标准配比下混 床阳阴树脂体积配比计算;实际树脂层总高度误差计算;树脂总高度误差率计算；阳树脂调 整量计算；阳树脂标准体积计算;分离塔内阳树脂体积测量值计算；阳树脂添加量计算；阴 树脂调整量计算;分离塔内阴树脂体积测量值计算；阴树脂添加量计算。
[0109] 进行树脂输送分析计算，包括树脂输送前后树脂界面总高度误差计算;树脂输送 前后总量误差计算;树脂输送前后总量误差比计算;混床阳树脂体积输送前后变化计算;标 准配比下，混床阳树脂体积计算;分离塔输出去混床阳树脂体积计算;分离塔输入混床阳树 脂体积计算;混床阳树脂体积输送前后产生的误差计算;混床阴树脂体积输送前后变化计 算;标准配比下，混床阴树脂体积计算;分离塔输出去混床阴树脂体积计算;分离塔输入混 床阴树脂体积计算;混床阴树脂体积输送前后产生的误差计算;混床阳阴树脂体积比在输 送前后产生的变化计算;分离塔输出树脂去混床时阳阴树脂体积比计算;分离塔输入混床 树脂后混床阳阴树脂体积比计算。
[0110] -种分离塔树脂界面智能监测系统及高塔法树脂分析方法，其操作使用过程:在 作以下阳阴树脂输出控制和树脂分析之前，须首先对分离塔内树脂作充分的反洗分层处 理，执行树脂输出控制顺序是先阳树脂输出再阴树脂输出。 初始化。在人机界面的分离塔上部窗口，人工输入分离塔直径DN，混床树脂层高度 Hm，混床阳阴树脂比P，程序自动生成相关参数并在相应窗口显示这个参数的标准值。
[0112]阳树脂输出控制：
[0113]程序自动生成各窗口参数值，并在阳树脂输送终点由监控计算机发出控制信号， 由PLC/DCS控制器发出实时控制信号关闭阳树脂出口门，此时阳树脂输送结束指示灯闪光 显示，无需人工操作;按下试验按钮，模拟试验阳树脂输送终点，此时阳树脂输送结束指示 灯闪光显示，但监控计算机屏蔽输出控制信号，此试验验证中视窗相机拍摄到的H30界面是 否与标准值一致。
[0114]阴树脂输出控制：
[0115]程序自动生成各窗口参数值，并在阴树脂输送终点由监控计算机发出控制信号， 由PLC/DCS控制器发出实时控制信号关闭阴树脂出口门，此时阴树脂输送结束指示灯闪光 显示，无需人工操作。
[0116]树脂体积分析：
[0117]此功能用于计算当前分离塔内阳、阴树脂的实际体积和实际的阳、阴树脂配比，供 判断是否添加树脂以使符合标准配比；启动此功能前，须使分离塔内阳、阴树脂完全分层、 彻底分离;启动此功能后，程序自动生成各窗口参数值;根据阳阴树脂体积配比测量值P '树 脂层总高度误差率ε'，人工决定是否对阳阴树脂的量进行添加或调整;根据阳树脂添加量、 阴树脂添加量窗口显示数据添加相应树脂量。
[0118]树脂输送分析：
[0119] 此功能用于计算同一套树脂，通过路径分离塔一混床一分离塔一次循环后，树脂 体积产生的变化，供判断树脂在输送过程中和在混床运行过程中有可能产生的流失或泄 漏;对被分析的树脂通过树脂流转标识码进行标识，必要时加注分离塔输出树脂时间和树 脂去向，标识码进数据库保存;先作分离塔输出去混床树脂体积分析，程序自动记录并数据 库保存输出前树脂界面总高度HlOo、阴阳树脂分界面高度Η40ο;启动树脂输送程序，程序自 动检测计算并保存去混床阳树脂体积Vco，去混床阴树脂体积Vao，以及去混床阳阴树脂体 积比P〇;再作分离塔来自混床输入树脂体积分析，在树脂流转标识码窗口输入被分析树脂 的标识码，HlOo、H40o、Vco、Vao、Ρο等参数由程序调用数据库，在相应窗口自动显示；启动树 脂输送程序，程序自动检测计算并显示来自混床阳树脂体积Vci，来自混床阴树脂体积Vai， 以及来自混床阳阴树脂体积比Pi ;程序自动检测计算并显示上述各项误差值，供判断树脂 在输送过程中和在混床运行过程中有可能产生的流失或泄漏的诸多原因。
[0120] 附表一：
[0121]附表一 DN1200分离塔各种阳阴树脂比例下树脂界面监控高度
[0123] 附表二：
[0124] 上述实施方式，是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变 换后的方案均属于本发明的保护范围。
[0125] 附表二DN1600分离塔各种阳阴树脂比例下树脂界面监控高度
【主权项】
1. 一种分离塔树脂界面智能监测系统，其特征在于:包括分离塔（1)、上视窗（2)、中视 窗(3)、下视窗(4)、阴树脂出口门（5)、阳树脂出口门（6)、上视窗相机(7)、中视窗相机(8)、 下视窗相机(9)、光纤电缆（10)、工业交换机（11)、监控计算机（12)、人机界面（13)、总线转 换器（14)、信号转换器（15)、PLC/DCS控制器（16)、电气转换控制器（17)，所述分离塔⑴从 上到下依次设置有上视窗（2)、中视窗（3)、下视窗(4)，所述上视窗(2)侧面设置有上视窗相 机(7)，所述中视窗（3)侧面设置有中视窗相机(8)，所述下视窗(4)侧面设置有下视窗相机 (9)，所述分离塔（1)的下部侧面设置有阴树脂出口门（5)，所述分离塔（1)的底部设置有阳 树脂出口门（6)，所述上视窗相机(7)、中视窗相机(8)、下视窗相机(9)通过光纤电缆（10)与 工业交换机（11)一一相连，所述工业交换机（11)与监控计算机（12)相连，所述监控计算机 (12) 上安装有人机界面（13)，所述监控计算机（12)与总线转换器（14)相连，所述总线转换 器（14)与信号转换器（15)相连，所述信号转换器（15)与PLC/DCS控制器（16)相连，所述PLC/ DCS控制器（16)与电气转换控制器（17)相连，所述电气转换控制器（17)与阴树脂出口门 (5)、阳树脂出口门（6)分别相连。2. 如权利要求1所述的一种分离塔树脂界面智能监测系统，其特征在于：所述上视窗 (2)用于监测分离塔（1)内树脂界面总高度;所述中视窗(3)用于监测分离塔（1)内阳、阴树 脂分界面高度;所述下视窗(4)用于监测分离塔(1)内混脂界面高度。3. 如权利要求1所述的一种分离塔树脂界面智能监测系统，其特征在于:所述电气转换 控制器(17)为电磁阀组，所述阴树脂出口门（5)和阳树脂出口门（6)为气动阀门。4. 如权利要求1所述的一种分离塔树脂界面智能监测系统，其特征在于:所述人机界面 (13) 主要包括阳树脂输出控制(31)、阴树脂输出控制(41)、树脂体积分析(51)、树脂输送分 析(61)四个功能块。5. 如权利要求4所述的一种分离塔树脂界面智能监测系统，其特征在于:所述阳树脂输 出控制（31)功能，按不同分离塔直径、不同混床树脂层高度和不同阳阴树脂配比各种工况， 可自动计算并显示：阳树脂高度(32)的计算值和实时值；阳树脂输出体积(33)的计算值和 实时值；阳树脂输送时间（34)的实时值;混脂层高度(35)的计算值和实时值。所述阳树脂输 出控制(31)功能，设置试验按钮(36)，可模拟设置阳树脂输送终点，检验监控计算机（12)发 出阳树脂输送终点信号的正确性;所述阳树脂输出控制(31)功能设置阳树脂输送终点信号 灯(37)。6. 如权利要求4所述的一种分离塔树脂界面智能监测系统，其特征在于:所述阴树脂输 出控制(41)功能，按不同分离塔直径、不同混床树脂层高度和不同阳阴树脂配比各种工况， 可自动计算并显示：阴树脂高度(42)的计算值和实时值；阴树脂输出体积(43)的计算值和 实时值；阴树脂输送时间（44)的实时值;所述阴树脂输出控制(41)功能设置阴树脂输送终 点信号灯(45)。7. 如权利要求4所述的一种分离塔树脂界面智能监测系统，其特征在于:所述树脂体积 分析(51)功能，按不同分离塔直径、不同混床树脂层高度和不同阳阴树脂配比各种工况，可 自动计算并显示:树脂界面总高度(53)的标准值、测量值和误差；阳阴树脂分界面(54)的标 准值、测量值和误差；阴树脂体积(55)的标准值、测量值和误差；阳树脂体积(56)的标准值、 测量值和误差；阳阴树脂体积配比（57)的标准值、测量值;树脂层总高度误差率(58);因树 脂配比失调而需阳树脂添加量(59);因树脂配比失调而需阴树脂添加量(60)。8. 如权利要求4所述的一种分离塔树脂界面智能监测系统，其特征在于:所述树脂输送 分析(61)功能，按不同分离塔直径、不同混床树脂层高度和不同阳阴树脂配比各种工况，可 自动计算并显示:树脂界面总高度(65)的标准值、输出值、输入值和误差；阴阳树脂分界面 高度(66)的标准值、输出值、输入值和误差;树脂输送前后总量误差(67)和误差比（68);混 床阴树脂体积(69)的标准值、输出值、输入值和误差;混床阳树脂体积(70)的标准值、输出 值、输入值和误差;混床阳阴树脂体积比（71)的标准值、输出值和输入值。9. 一种高塔法树脂分析方法，其特征在于:基于以下五个基本元素:H00，标高0，分离塔 下部直体与弧形底部正切线;H10,分离塔树脂界面总高度，也为混床树脂在分离塔实际高 度;H20,阴树脂输送完时水与隔离带树脂实际界面;H30,阳树脂输送完时水与阴树脂实际 界面;H40，反洗分层后阳、阴树脂实际界面。 树脂体积分析相关参数计算方法： 标准配比下混床阳阴树脂体积(m3)计算 混床阳树脂体积 Vmc=(Hl〇-H3〇MDN/2)2Ji/l〇6 混床阴树脂体积 Vma=(H3〇-H2〇MDN/2)2Ji/l〇6 其中DN:分离塔内径(mm) 〇 标准配比下混床阳阴树脂体积配比计算 混床阳阴树脂体积配比P = Vmc/Vma=(H10-H30)/(H30-H20) 实际树脂层总高度误差mm:H10-H10' Η10:分离塔内树脂界面标准总高度_ Η10' ：分离塔内树脂界面实际总高度mm 树脂总高度误差率％ : ε ' = (H10-H10 '）/H10 注：ε ' <ε则跳过树脂添加量计算。ε为人工输入允许的误差值％。阳树脂调整量计算 阳树脂标准体积=Vmc+Vi c Vic:分离塔隔离带阳树脂标准体积m3。 分离塔内阳树脂体积测量值Vc'（m3) Vc，= (H40，-H20)*(DN/2)Vl〇6+Vic+Via H40' ：分离塔阳阴树脂分界面实际高度mm H20:阴树脂输出后隔离带树脂层高度mm Vic:分离塔隔离带阳树脂标准体积m 3 Via:分离塔隔离带阴树脂标准体积m3 阳树脂添加量:Vcs= (Vmc+Vic)-Vc' 注:Vcs>0,表示需添加的量，反之为需减少的量。 阴树脂调整量计算 阴树脂标准体积=Vma+Vi a Via:分离塔隔离带阴树脂标准体积m3。 分离塔内阴树脂体积测量值Va'（m3) Va' = (H10'-H40'）*(DN/2)2Ji/l〇6 H10' ：分离塔内树脂界面实际总高度mm H40' ：分离塔阳阴树脂分界面实际高度mm 阴树脂添加量:Vas= (Vma+Via)_Va' 注:Vas>0,表示需添加的量，反之为需减少的量。 树脂输送分析相关参数计算方法： 树脂输送前后树脂界面总高度误差:H10〇-H10i HlOo:树脂输送前洁净树脂界面总高度mm HlOi :失效树脂输入后树脂界面总高度mm 树脂输送前后总量误差(m3): V〇i = (H10〇-H10i)*(DN/2)Vl〇6 树脂输送前后总量误差比％: ε〇?=(Η10〇-Η10?)/Η10ο 混床阳树脂体积输送前后变化分析： 标准配比下，混床阳树脂体积(m3): Vmc= (Hl〇-H30)*(DN/2)Vl〇6 分离塔输出去混床阳树脂体积(m3): Vco= (H10〇-H30)*(DN/2)Vl〇6 分离塔输入混床阳树脂体积(m3): Vci = (H40i-H20)*(DN/2)Vl〇6+Vic+Via H40i :失效树脂输入后阳阴树脂分界面实际高度mm H20:上一次阴树脂输出后隔离带树脂层高度mm Vic:隔离带阳树脂体积m3 Via:隔离带阴树脂体积m3 混床阳树脂体积输送前后产生的误差:Vco-Vci 混床阴树脂体积输送前后变化分析： 标准配比下，混床阴树脂体积(m3): Vma= (H3〇-H20)*(DN/2)Vl〇6 分离塔输出去混床阴树脂体积(m3): Vao= (H3〇-H20)*(DN/2)Vl〇6 分离塔输入混床阴树脂体积(m3): Vai = (H10i-H40i)*(DN/2)Vl〇6 HlOi :失效树脂输入后树脂界面总高度mm H40i :失效树脂输入后阳阴树脂分界面实际高度mm 混床阴树脂体积输送前后产生的误差:Vao-Vai 混床阳阴树脂体积比在输送前后产生的变化： 分离塔输出树脂去混床时阳阴树脂体积比P〇 = Vc〇/Va〇 分离塔输入混床树脂后混床阳阴树脂体积比Pi = Vci/Vai 阳阴树脂输送终点计算方法： 阳树脂输送终点：（H10 '）= (H30) 阴树脂输送终点：（H30 '）= (H20) 一种高塔法树脂分析方法，其操作过程:在作以下阳阴树脂输出控制和树脂分析之前， 须首先对分离塔内树脂作充分的反洗分层处理，执行树脂输出控制顺序是先阳树脂输出再 阴树脂输出。 初始化： 在人机界面的分离塔上部窗口，人工输入分离塔直径DN，混床树脂层高度Hm，混床阳阴 树脂比P，程序自动生成相关参数并在相应窗口显示这个参数的标准值。 阳树脂输出控制： 程序自动生成各窗口参数值，并在阳树脂输送终点由监控计算机发出控制信号，由 PLC/DCS控制器发出实时控制信号关闭阳树脂出口门，此时阳树脂输送结束指示灯闪光显 示，无需人工操作;按下试验按钮，模拟试验阳树脂输送终点，此时阳树脂输送结束指示灯 闪光显示，但监控计算机屏蔽输出控制信号。此试验验证中视窗相机拍摄到的H30界面是否 与标准值一致 阴树脂输出控制： 程序自动生成各窗口参数值，并在阴树脂输送终点由监控计算机发出控制信号，由 PLC/DCS控制器发出实时控制信号关闭阴树脂出口门，此时阴树脂输送结束指示灯闪光显 示，无需人工操作。 树脂体积分析： 此功能用于计算当前分离塔内阳、阴树脂的实际体积和实际的阳、阴树脂配比，供判断 是否添加树脂以使符合标准配比。启动此功能前，须使分离塔内阳、阴树脂完全分层、彻底 分离。启动此功能后，程序自动生成各窗口参数值。根据阳阴树脂体积配比测量值P'树脂层 总高度误差率ε'，人工决定是否对阳阴树脂的量进行添加或调整。根据阳树脂添加量、阴树 脂添加量窗口显示数据添加相应树脂量。 树脂输送分析： 此功能用于计算同一套树脂，通过路径分离塔一混床一分离塔一次循环后，树脂体积 产生的变化，供判断树脂在输送过程中和在混床运行过程中有可能产生的流失或泄漏。对 被分析的树脂通过树脂流转标识码进行标识，必要时加注分离塔输出树脂时间和树脂去 向。标识码进数据库保存。先作分离塔输出去混床的树脂体积分析，程序自动记录并数据库 保存输出前树脂界面总高度HlOo、阴阳树脂分界面高度Η40ο。启动树脂输送程序，程序自动 检测计算并保存去混床阳树脂体积Vco，去混床阴树脂体积Vao，以及去混床阳阴树脂体积 比P〇。再作分离塔中来自混床的输入树脂体积分析，在树脂流转标识码窗口输入被分析树 脂的标识码，1110 〇、!140〇、￥(3〇、￥&〇、？〇等参数由程序调用数据库，在相应窗口自动显示。启动 树脂输送程序，程序自动检测计算并显示来自混床阳树脂体积Vci，来自混床阴树脂体积 Vai，以及来自混床阳阴树脂体积比Pi。 程序自动检测计算并显示上述各项误差值，供判断树脂在输送过程中和在混床运行过 程中有可能产生的流失或泄漏的诸多原因。
【文档编号】G01F23/292GK106017611SQ201610598747
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月26日
【发明人】沈万中, 杨建平, 张彬斌, 周彦明
【申请人】浙江海盐力源环保科技股份有限公司