一种工业循环水管道腐蚀控制系统及方法与流程

本发明涉及工业循水中管道腐蚀，特别是涉及一种工业循环水管道腐蚀控制系统及方法。

背景技术：

1、目前多数工业循环水系统均没有设置管道的腐蚀监测，而且水质指标基本上是人工每天测量1-2次，由于人工取样的间隔时间长，且易引入测量误差，导致循环水系统的运行完全依赖运行人员经验，使工业循环水管道腐蚀的风险加大，造成经济损失。

2、由于循环水系统管道腐蚀的控制方式包括缓蚀剂和循环水旁流处理两部分，需要根据循环水管道腐蚀速率进行实时调整，而管道腐蚀速率的在线测量应用较少，导致循环水管道腐蚀控制操作不规范，形成安全隐患。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种工业循环水管道腐蚀控制系统及方法，该装置在循环水正常运行的情况下，无需人工干预，自动监测循环水的腐蚀速率，采集完成后自动调整缓蚀剂加药量和旁流系统处理量，确保管道腐蚀速率在期望值附近运行，实现工业循环水管道腐蚀控制，有利于循环水系统的正常运行。

2、为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种工业循环水管道腐蚀控制系统，包括在线腐蚀测试单元、水处理系统单元和控制单元；

4、所述在线腐蚀测试单元包括循环水泵、采样流量计、腐蚀速率在线测试仪；所述循环水泵入口连接至工业循环水塔水池，循环水泵出口设置有连通管路，连通管路上依次具有采样流量计、腐蚀速率在线测试仪；

5、所述水处理单元包括缓蚀剂部分和旁流水处理部分，缓蚀剂部分包含缓蚀剂罐，缓蚀剂罐的出口通过缓蚀剂加药泵连接至工业循环水塔水池；旁流水处理部分包括旁流水处理系统和凝汽器，旁流水处理系统的入口连接凝汽器冷却水的出口，旁流水处理系统的出口连接至循环水塔水池内；

6、所述控制单元包括plc控制器，plc控制器与腐蚀在线测量仪、采样流量计、缓蚀剂加药泵和旁流处理系统均电连接。

7、作为本发明进一步改进，所述循环水泵出口还连接至凝汽器冷却水的入口；凝汽器冷却水的出口还连接至循环水塔的喷淋系统。

8、作为本发明进一步改进，所述采样流量计的入口还设置有采样入口手动阀、采样流量电动阀；所述采样流量电动阀与plc控制器电连接。

9、作为本发明进一步改进，所述腐蚀速率在线测试仪的出口还设置有采样出口手动阀。

10、作为本发明进一步改进，所述缓蚀剂加药泵的入口和出口分别设置有缓蚀剂加药泵入口手动阀、缓蚀剂加药泵出口手动阀。

11、作为本发明进一步改进，所述plc控制器连接有触摸屏。

12、一种工业循环水管道腐蚀控制系统的控制方法，包括以下步骤：

13、plc控制器得到在线腐蚀仪表信号，与期望的腐蚀速率进行比对，计算差值后，按照分配比例系数进行计算，差值乘以缓蚀剂分配参数kj后作为缓蚀剂加药泵的误差值，使用pid控制算法计算出此时的频率；差值乘以旁流水处理系统分配参数ks后作为旁流水处理系统的误差值，使用pid控制算法计算出此时的水处理系统的处理量。

14、作为本发明进一步改进，所述plc控制器通过pid控制算法控制流量调节电动阀的开度，使得流经腐蚀在线测量仪表的取样水流量与循环水系统自身的流量一致。

15、作为本发明进一步改进，所述plc控制器得到在线腐蚀仪表信号之前还包括：

16、设置采样流量pid、缓蚀剂加药泵pid参数、旁流水处理系统pid参数、缓蚀剂分配参数kj、旁流水处理系统分配参数ks和循环水管道腐蚀期望值。

17、作为本发明进一步改进，所述采样流量计采集流量信号后，将信号传递到plc控制器中，pid计算公式如下：

18、

19、其中kp为比例系数，ti为积分时间常数，td为微分时间常数，e(t)为期望值和采样值的差值，u(t)为控制量；

20、ef(t)是流量期望值与实际值之间的差值，kfp为流量比例系数，tfi为流量积分时间常数，tfd为流量微分时间常数，如下式所示

21、

22、uf(t)为pid算法计算出来的采样流量电动阀开度，plc将uf(t)信号的大小直接作用于采样流量电动阀；

23、将在线腐蚀仪表信号传递到plc控制器中，与期望的腐蚀速率值进行比较，得出差值ec(t)，使用缓蚀剂加药泵pid公式进行计算，其中，kj为缓蚀剂加药泵分配系数，kpp为加药泵比例系数，tpi为加药泵积分时间常数，tpd为加药泵微分时间常数，如下式所示

24、

25、up(t)为pid算法计算出来的缓蚀剂加药泵频率，plc将up(t)信号的大小直接作用于缓蚀剂加药泵；

26、使用旁流水处理系统pid公式进行计算，其中，ks为旁流水处理系统分配系数，kcp为旁流水处理系统比例系数，tci为旁流水处理系统积分时间常数，tcd为旁流水处理系统微分时间常数，如下式所示

27、

28、uc(t)为pid算法计算出来的旁流水处理系统的处理量，plc将uc(t)信号的大小直接作用于旁流水处理系统。

29、和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

30、本发明是在循环水泵出口处安装腐蚀速率在线测量仪，并配备电动调节阀和流量计，通过循环水流量的实时信号，动态调节循环水腐蚀速率测量仪的过水流量，实现循环水管道腐蚀速率的动态测量。根据循环水管道的腐蚀速率信号与期望值之间的误差，动态调节缓蚀剂的加药量，同时配合使用旁流处理系统的处理水量，确保循环水系统管道腐蚀速率稳定在期望值。本发明方法可以在无需人工干预的情况下，便捷的实现控制工业循环水管道腐蚀控制。

31、采用该发明控制方法将循环水系统的腐蚀速率进行分段控制，既保证了缓蚀剂的加药量，同时也充分利用了旁流处理系统。在无需人工干预的情况下，持续自动的控制循环水系统腐蚀速率，提高了工业循环水系统运行的安全性和经济性。

技术特征：

1.一种工业循环水管道腐蚀控制系统，其特征在于，包括在线腐蚀测试单元、水处理系统单元和控制单元；

2.根据权利要求1所述的工业循环水管道腐蚀控制系统，其特征在于，所述循环水泵(4)出口还连接至凝汽器(14)冷却水的入口；凝汽器(14)冷却水的出口还连接至循环水塔(13)的喷淋系统。

3.根据权利要求1所述的工业循环水管道腐蚀控制系统，其特征在于，所述采样流量计(7)的入口还设置有采样入口手动阀(5)、采样流量电动阀(6)；所述采样流量电动阀(6)与plc控制器(10)电连接。

4.根据权利要求1所述的工业循环水管道腐蚀控制系统，其特征在于，所述腐蚀速率在线测试仪(8)的出口还设置有采样出口手动阀(9)。

5.根据权利要求1所述的工业循环水管道腐蚀控制系统，其特征在于，所述缓蚀剂加药泵(2)的入口和出口分别设置有缓蚀剂加药泵入口手动阀(1)、缓蚀剂加药泵出口手动阀(3)。

6.根据权利要求1所述的工业循环水管道腐蚀控制系统，其特征在于，所述plc控制器(10)连接有触摸屏(11)。

7.权利要求1至6任一项所述的工业循环水管道腐蚀控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的工业循环水管道腐蚀控制系统的控制方法，其特征在于，所述plc控制器通过pid控制算法控制流量调节电动阀的开度，使得流经腐蚀在线测量仪表的取样水流量与循环水系统自身的流量一致。

9.根据权利要求7所述的工业循环水管道腐蚀控制系统的控制方法，其特征在于，所述plc控制器得到在线腐蚀仪表信号之前还包括：

10.根据权利要求7所述的工业循环水管道腐蚀控制系统的控制方法，其特征在于，所述采样流量计(8)采集流量信号后，将信号传递到plc控制器(10)中，pid计算公式如下：

技术总结
本发明公开了一种工业循环水管道腐蚀控制系统及方法，在线腐蚀测试单元包括循环水泵、采样流量计、腐蚀速率在线测试仪；循环水泵入口连接至工业循环水塔水池，循环水泵出口设置有连通管路，连通管路上依次具有采样流量计、腐蚀速率在线测试仪；水处理单元包括缓蚀剂部分和旁流水处理部分，缓蚀剂部分包含缓蚀剂罐，缓蚀剂罐的出口通过缓蚀剂加药泵连接至工业循环水塔水池；旁流水处理部分包括旁流水处理系统，旁流水处理系统的入口连接凝汽器冷却水的出口；PLC控制器与腐蚀在线测量仪、采样流量计、缓蚀剂加药泵和旁流处理系统均电连接。本发明方法在无需人工干预的情况下，便捷的实现控制工业循环水管道腐蚀控制。

技术研发人员：谢宙桦,黄万启,常昊,郭焱,宗学增,王玉强,张新钊,宋扬
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5