用于尖峰冷却系统的水质调节装置的制作方法

本发明涉及火电空冷机组领域，具体地，涉及一种用于尖峰冷却系统的水质调节装置。

背景技术：

由于卓越的节水性，火电空冷机组在我国西北缺水地区得到飞速发展。当夏季气温较高时，空冷机组的背压偏高导致空冷机组无法维持较高负荷运行，此时需要在空冷机组中增设尖峰冷却系统来降低空冷机组的背压，优化空冷机组维持高负荷运行的能力。

目前的尖峰冷却系统的结构一般如图1所示，其工作原理是：尖峰循环水泵6用于将尖峰冷却水池8中的冷却工质泵入尖峰冷却塔7中，其中冷却工质在进入尖峰冷却塔7之前吸热、然后进入尖峰冷却塔7中进行冷却并在冷却后自由沉降于尖峰冷却水池8中，然后尖峰冷却水池8内的冷却工质再次被尖峰循环水泵6吸入从而实现冷却工质的循环；补水阀9则用于向尖峰冷却水池8中及时补充冷却工质以维持尖峰冷却水池8中的液位。

由于循环冷却过程中冷却工质的不断蒸发会致使冷却工质中的杂质不断浓缩，而且当浓缩倍率超过一定值之后，将会导致换热管结垢，因此为了防止循环冷却过程中冷却工质的浓缩倍率过高，尖峰冷却系统需要及时进行排污。目前的做法是，先在实验室中化验冷却工质的浓缩倍率，然后依据化验结果判断是否需要进行排污，并在浓缩倍率过高而需要排污时，手动打开手动排污放空阀10以进行排污，如图2所示。

由于空冷机组的负荷变化及昼夜气温变化会导致实际蒸发量的波动很大，因此为了将浓缩倍率控制在一定的范围内，排污量也需要相应地变化。因此，手动排污方式无法根据实际浓缩倍率结果来及时地判断是否需要排污。这导致两种后果：1)某些时间排污量过小，浓缩倍率过高，造成换热管结垢；2)某些时间排污量过大，造成水资源浪费。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于尖峰冷却系统的水质调节装置，该水质调节装置能够实现尖峰冷却系统的水质自动调节，既能避免因排污量过小导致的浓缩倍率过高和换热管结垢，又能避免因排污量过大导致的水资源浪费。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于尖峰冷却系统的水质调节装置，其特征在于，该水质调节装置包括：电导率仪，用于测量所述尖峰冷却系统的冷却工质的电导率；排污管道；安装在所述排污管道上的调节阀；以及控制器，用于基于所测量的电导率来调节所述调节阀的开度。

优选地，所述尖峰冷却系统包括尖峰循环水泵，其特征在于，所述排污管道安装在所述尖峰循环水泵的出口压力管道上。

优选地，所述排污管道上安装有套管，所述电导率仪的电极安装到所述套管上。

优选地，所述电导率仪的电极与所述套管之间为丝口连接。

优选地，所述套管焊接在所述排污管道上。

优选地，其特征在于，该水质调节装置还包括安装在所述排污管道上的流量计，用于测量排污量。

优选地，所述流量计与所述调节阀之间的距离不小于所述排污管道管径的10倍，且所述流量计位于所述调节阀的下游。

优选地，该水质调节装置还包括：信息采集单元，用于采集关于所述冷却工质的信息；以及信息处理单元，用于对采集到的信息进行处理并将处理后的信息进行远程传输。

优选地，所述信息处理单元包括：电磁隔离模块，用于对所述信息采集单元输出的信号进行电磁隔离；低通滤波模块，用于所述电磁隔离模块输出的信号进行低通滤波；放大模块，用于对所述低通滤波模块输出的信号进行放大；电压频率转换模块，用于对所述放大模块输出的信号进行电压频率转换；以及光电转换模块，用于将所述电压频率转换模块输出的信号转换成光信号并对所转换的光信号进行远程传输。

优选地，所述控制器是PID控制器、PI控制器和单片机中的任意一者。

通过上述技术方案，由于电导率仪能够测量冷却工质的电导率，控制器能够基于所测量的电导率来调节调节阀的开度，因此本发明能够实现尖峰冷却系统的水质自动调节，既能避免因排污量过小导致的浓缩倍率过高和换热管结垢，又能避免因排污量过大导致的水资源浪费。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有尖峰冷却系统的结构图；

图2是现有尖峰冷却系统的排污结构示意图；

图3是根据本发明一种实施方式的水质调节装置的示意框图；

图4是根据本发明的水质调节装置与尖峰冷却系统的主体设备之间的连接示意图；

图5是根据本发明的水质调节装置与尖峰冷却系统的主体设备之间的另一连接示意图；

图6是根据本发明一种实施方式的水质调节装置的另一示意框图；

图7是根据本发明一种实施方式的水质调节装置的又一示意框图；以及

图8是根据本发明一种实施方式的水质调节装置的信息处理单元的示意框图。

附图标记说明

1 电导率仪 2 排污管道

3 调节阀 4 控制器

5 流量计 6 尖峰循环水泵

7 尖峰冷却塔 8 尖峰冷却水池

9 补水阀 10 手动排污放空阀

11 电导率仪电极 12 电导率仪本体

13 信息采集单元 14 信息处理单元

81 电磁隔离模块 82 低通滤波模块

83 放大模块 84 电压频率转换模块

85 光电转换模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种用于尖峰冷却系统的水质调节装置，如图3所示，该水质调节装置可以包括电导率仪1、排污管道2、调节阀3以及控制器4。其中，电导率仪1用于测量所述尖峰冷却系统的冷却工质的电导率。调节阀3被安装在所述排污管道2上。控制器4则用于基于电导率仪1所测量的电导率来调节所述调节阀3的开度。

这样，根据本发明的用于尖峰冷却系统的水质调节装置就能够实现尖峰冷却系统的冷却水质的自动排污和水质自动调节，解决了现有技术中手动排污操作无法及时跟随冷却工质变化而导致的尖峰冷却系统结垢或水资源浪费的弊端。而且，根据本发明的水质调节装置还能够及时根据空冷机组外部运行环境的变化、机组负荷的变化等自动调节排污量以满足浓缩倍率的要求，使浓缩倍率稳定在合理范围内。

其中，如图3所示，电导率仪1可以包括电导率仪本体12和电导率仪电极11。电导率仪电极11可以通过信号线缆与电导率仪本体12连接。

电导率仪电极11可以直接伸入图1所示尖峰冷却系统的尖峰冷却水池8中，以测量冷却工质的电导率。

当然，为了便于电导率仪电极的更换等原因，还可以首先在所述排污管道2上安装套管，然后将所述电导率仪电极11安装到所述套管上。其中，所述电导率仪电极11与所述套管之间可以为丝口连接，以便于电导率仪电极11的拆卸。另外，所述套管可以例如被焊接在所述排污管道2上。实际上，本申请不对电导率仪电极11和套管的安装方式进行限制，只要所采用的安装方式能够便于电导率仪电极11的拆卸、能够使套管固定在排污管道2上，即能够满足本申请的要求。

为了节省成本，根据本发明的水质调节装置可以利用现有尖峰冷却系统的排污管道，也即将图2所示的手动排污放空阀10替换成调节阀3即可，如图4所示。在该实施方式中，电导率仪电极11可以采用如上所述的套管安装方式安装在排污管道2上，如图4所示。

当然，为了使排污在有压力的情况下能够直接回流到下游用户，如图5所示，所述排污管道2优选被安装在尖峰冷却系统的尖峰循环水泵6的出口压力管道上，而非利用现有尖峰冷却系统的排污管道。在该实施方式中，电导率仪电极11可以采用如上所述的套管安装方式安装在排污管道2上，如图5所示，使得根据本发明的水质调节装置与尖峰冷却系统的原主体设备之间只有一个管道接口，便于该水质调节装置的集成化、成套化。

另外，由于冷却工质的电导率值可以间接反映冷却工质的浓缩倍率，因此，当电导率仪1将所测得的电导率值传送给控制器4之后，控制器4可以首先将所测得的电导率值与预设电导率值进行比较，然后，如果所测得的电导率值与预设电导率值相吻合，说明冷却工质的浓缩倍率处于相对稳定的合理范围内，则维持调节阀3的开度不变，如果所测得的电导率值大于预设电导率值，说明冷却工质的浓缩倍率过高，则自动促使调节阀3的开度加大以加大排污量，如果所测得的电导率值小于预设电导率值，说明冷却工质的浓缩倍率过低，则自动促使调节阀3的开度减小以减小排污量。这样，通过控制器4对调节阀3的开度的调整，就能够自动地将冷却工质的电导率维持在一定的合理范围内，从而能够自动、有效且及时地控制冷却工质的浓缩倍率。

优选地，所述控制器4可以是PID控制器、PI控制器、PLC控制器、单片机等中的任意一者。

在根据本发明的又一优选实施方式中，如图6所示，该水质调节装置还可以包括安装在所述排污管道2上的流量计5，用于测量排污量。这样通过结合流量计5对排污量的测量以及尖峰冷却系统原有的补水流量表的测量，就能够准确地掌握尖峰冷却系统的补水量、排污量、蒸发及风吹损失量等，从而便于电厂强化水务管理，使得能够合理用水，避免水资源的浪费。另外，流量计5所测得的排污量还可以被传送给主机，以便于工作人员进行查看，从而起到相关监视作用。

另外，在该实施方式中，所述流量计5与所述调节阀3之间的距离优选不小于所述排污管道2的管径的10倍，且所述流量计5位于所述调节阀3的下游。

另外，在该实施方式中，电导率仪电极11、调节阀3和流量计5均被安装在排污管道2上，从而使得根据本发明的水质调节装置与尖峰冷却系统的原主体设备之间只有一个管道接口，便于该水质调节装置的集成化、成套化。

另外，在该实施方式中，当如图5所示那样将所述排污管道2安装在尖峰冷却系统的尖峰循环水泵6的出口压力管道上时，此时的排污相当于水池压力排污，因此与图4所示的水池静压排污方式相比，水池压力排污方式既能够使得排污量容易计量，又能够使得排污量的调节相对比较灵敏。

在根据本发明的又一优选实施方式中，如图7所示，该水质调节装置还可以包括：信息采集单元13，用于采集关于所述冷却工质的信息；以及信息处理单元14，用于对采集到的信息进行处理并将处理后的信息进行远程传输。这样，工作人员就不需要到现场采集冷却工质的信息，既避免了现场的持续性高噪声对工作人员造成的伤害，又减轻了工作人员的工作强度。

信息采集单元13可以是诸如传感器之类的信息采集设备，其可以采集诸如冷却工质的温度、压力等信息。信息采集单元13输出的信号通常是模拟量信号。

信息处理单元14的结构可以多种多样，只要能够实现信息的处理及远程传输即可。所述信息处理单元14的其中一种结构可以如图8所示，其包括：电磁隔离模块81，用于对所述信息采集单元13输出的信号(通常是模拟量信号)进行电磁隔离；低通滤波模块82，用于所述电磁隔离模块81输出的信号进行低通滤波，以将信号中的突发脉冲和干扰滤掉；放大模块83，用于对所述低通滤波模块82输出的信号进行放大；电压频率转换模块84，用于对所述放大模块83输出的信号进行电压频率转换，从而将模拟量信号变换为脉冲信号，该脉冲信号的频率与输入的模拟量信号的大小成正比；以及光电转换模块85，用于将所述电压频率转换模块84输出的信号转换成光信号并对所转换的光信号进行远程传输。这样就完成了现场信号的远程传输准备。由于光电转换模块85输出的是光信号，因此可以采用光纤进行信号的远程传输。当然，除了采用光纤作为远程传输媒介，信息处理单元14还可以采用无线网络，例如CDMA、LTE等通信网络进行远程传输。

在信息处理单元14对信息采集单元13采集的信息进行远程传输之后，远程信号接收端就能够接收到关于尖峰冷却系统的冷却工质的实时信息，例如，远程信号接收端可以利用光电转换器(未示出)来接收光电转换模块85远程传输的光信号并将接收到的光信号转换成电信号，然后利用频率/电压转换器(未示出)按照线性转换的原则将频率信号转换为电压信号以完成信号还原，之后利用低通滤波器(未示出)完成信号滤波，最终利用光电隔离元件(未示出)向相关测量接口输出信号。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。