АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И УПРАВЛЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ГРАДИРНИ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и предназначена для определения оптимального водно-химического режима работы башенных градирен испарительного типа.
Наиболее близким техническим решением является градирня по патенту РФ на полезную модель №47085, МПК F28C 1/00, G05B 19/06, 10.08.2005, содержащая корпус, водосборный бассейн, автоматизированную систему мониторинга и управления режимом работы градирни, включающую последовательно соединенные датчики, микропроцессор-преобразователь, центральный компьютер, при этом группа датчиков измеряет и передает переменные параметры: давление циркуляционной охлаждаемой оборотной воды на выходе градирни и перед ней, регулируемую производительность циркуляционного насоса, фактические температуры оборотной воды градирни на ее входе и выходе, причем центральный компьютер, посредством пакета программ, в реальном масштабе времени регулирует режим работы градирни, а программы компьютера учитывают геометрические параметры конкретной градирни и заданную гидравлическую нагрузку на градирню.
Основным недостатком известной автоматизированной системы мониторинга и управления режимом работы градирни является ее низкие функциональные возможности, обусловленные отсутствием системы определения оптимального водно-химического режима работы.
Задачей настоящей полезной модели является расширение функциональных возможностей автоматизированной системы мониторинга и управления режимом работы градирни за счет обеспечения физико-химического анализа состава циркуляционной воды.
Технический результат достигается тем, что в автоматизированную систему мониторинга и управления физико-химическими процессами градирни, включающую центральный компьютер, к которому подключен микропроцессор-преобразователь, соединенный с блоком вывода сигналов на исполнительные устройства, первый датчик температуры циркуляционной воды, установленный в системе подвода циркуляционной воды в орошающие сопла градирни, второй датчик температуры циркуляционной воды, установленный на выходе градирни, датчик расхода циркуляционной воды, установленный в системе продувки градирни, соединенной с выходом градирни, систему отвода циркуляционной воды в конденсатор турбины, соединенную с аванкамерой градирни, через циркуляционный насос, систему подвода добавочной воды в градирню, соединенную с аванкамерой градирни, систему подвода химических реагентов, соединенную с аванкамерой градирни через насос-дозатор, причем центральный компьютер, посредством пакета программ, в реальном масштабе времени регулирует режим работы градирни, а программы компьютера учитывают геометрические параметры конкретной градирни и заданную гидравлическую нагрузку на градирню, согласно предлагаемой полезной модели, дополнительно введены первый датчик двухканального кондуктомера-солемера, установленный в системе отвода циркуляционной воды в конденсатор турбины, второй датчик двухканального кондуктомера-солемера, установленный в системе подвода добавочной воды в градирню, датчик уровня воды, установленный в аванкамере градирни, и приборная панель датчиков, причем выходы всех указанных датчиков соединены с соответствующими входами приборной панели датчиков, выход которой соединен с микропроцессором-преобразователем, при этом программы компьютера дополнительно учитывают концентрацию примесей в воде, концентрацию химических реагентов, осаждение анионов слабых кислот, осаждение кальция, уровень воды, коррозию железа, коррозию меди, микробиологическое обрастание, и позволяют автоматически сохранять годовые, месячные, суточные значения всех указанных систем, анализируя их в графическом или численном значении.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена предлагаемая автоматизированная система мониторинга и управления физико-химическими процессами градирни.
На чертеже цифрами обозначены:
1-градирня;
2-центральный компьютер;
3-микропроцессор-преобразователь;
4-блок вывода сигналов на исполнительные устройства;
5-исполнительные устройства;
6-первый датчик температуры;
7-система подвода циркуляционной воды в орошающие сопла градирни;
8-второй датчик температуры;
9-датчик расхода циркуляционной воды;
10-система продувки градирни (сброса воды);
11-система отвода циркуляционной воды в конденсатор турбины;
12-аванкамера градирни;
13-циркуляционный насос;
14-система подвода добавочной воды в градирню;
15-система подвода химических реагентов;
16-насос-дозатор химических реагентов;
17-первый датчик двухканального кондуктометра-солемера;
18-второй датчик двухканального кондуктометра-солемера;
19-датчик уровня воды;
20-приборная панель датчиков.
Автоматизированная система мониторинга и управления физико-химическими процессами градирни 1 включает в себя:
центральный компьютер 2, к которому подключен микропроцессор-преобразователь 3, соединенный с блоком 4 вывода сигналов на исполнительные устройства 5,
первый датчик 6 температуры циркуляционной воды, установленный в системе 7 подвода циркуляционной воды в орошающие сопла градирни 1,
второй датчик 8 температуры циркуляционной воды, установленный на выходе градирни 1,
датчик 9 расхода циркуляционной воды, установленный в системе 10 продувки градирни, соединенной с выходом градирни 1,
систему 11 отвода циркуляционной воды в конденсатор турбины, соединенную с аванкамерой 12 градирни через циркуляционный насос 13,
систему 14 подвода добавочной воды в градирню 1, соединенную с аванкамерой 12 градирни,
систему 15 подвода химических реагентов, соединенную с аванкамерой 12 градирни через насос-дозатор 16.
Центральный компьютер 2, посредством пакета программ, в реальном масштабе времени регулирует режим работы градирни 1, а программы компьютера 2 учитывают геометрические параметры конкретной градирни и заданную гидравлическую нагрузку на градирню 1.
Отличием предлагаемой автоматизированной системы мониторинга и управления физико-химическими процессами градирни 1 является то, что в нее дополнительно введены:
первый датчик 17 двухканального кондуктомера-солемера, установленный в системе 11 отвода циркуляционной воды в конденсатор турбины,
второй датчик 18 двухканального кондуктомера-солемера, установленный в системе 14 подвода добавочной воды в градирню 1,
датчик 19 уровня воды, установленный в аванкамере 12 градирни,
приборная панель 20 датчиков.
Выходы всех указанных датчиков, а именно датчиков 6, 8, 9, 17, 18, 19 соединены с соответствующими входами приборной панели 20 датчиков.
Выход приборной панели 20 датчиков соединен с микропроцессором-преобразователем 3.
Программы центрального компьютера 2 дополнительно учитывают концентрацию примесей в воде, концентрацию химических реагентов, осаждение анионов слабых кислот, осаждение кальция, уровень воды, коррозию железа, коррозию меди, микробиологическое обрастание.
Программы центрального компьютера 2 позволяют автоматически сохранять годовые, месячные, суточные значения всех указанных систем, а именно систем 7, 10, 11, 14, 15, анализируя их в графическом или численном значении.
Предлагаемая автоматизированная система мониторинга и управления физико-химическими процессами градирни 1 содержит следующие электронные датчики:
первый 6 и второй 8 датчики температуры (измерители-регуляторы МЕТРАН-961 температуры на входе и выходе циркуляционной воды, основная погрешность измерений до ±0,1% от диапазона);
датчик 9 расхода циркуляционной воды (расходомер-счетчик электромагнитный (ВЗЛЕТ ЭМ, относительная погрешность измерений ±1,0% в диапазоне 1:80,±2,0% в диапазоне 1:150);
3
первый 17 и второй 18 датчики (двухканальные стационарные кондуктомеры-солемеры МАРК-602, погрешность солесодержания составляет ±2,5 мг/дм);
датчик 19 уровня воды (измерителя-сигнализатора уровня ИСУ 100 МАИ, основная погрешность измерений составляет ±1,0%).
Автоматизированная система мониторинга и управления физико-химическими процессами градирни работает следующим образом.
Стационарные датчики 6, 8, 9, 17, 18, 19 контролируют показатели системы (температуру циркуляционной воды на входе градирни 1 и выходе из нее, электропроводность добавочной воды и электропроводность циркуляционной воды, которые измеряются двухканальным стационарным кондуктомером-солемером, расход сбрасываемой воды системы продувки градирни и уровень воды в аванкамере градирни). С датчиков 6, 8, 9, 17, 18, 19 электрические сигналы поступают на приборы контроля, находящиеся в приборной панели 20 датчиков. Электрические сигналы в микропроцессоре-преобразователе 3 преобразуются в цифровые сигналы, которые поступают на центральный компьютер 2.
Программное обеспечение, установленное на центральном компьютере 2, обрабатывает данные, выявляет проблемы по работе системы, архивирует, строит графики режима работы системы.
Оператор системы на компьютере 2 корректирует данные системы по режимной карте, и программное обеспечение автоматически передает корректировку на исполнительные устройства (электрозадвижки, установленные на трубопроводах систем 7, 10, 11, 14, 15, циркуляционный насос 13, насос-дозатор 16), которые в нужной последовательности исполняют корректировку режима работы системы.
Таким образом, технический результат достигается тем, что автоматизированная система мониторинга и управления физико-химическими процессами градирни содержит ряд определенных контролирующих датчиков, которые анализируют физико-химический состав циркуляционной воды, и исполнительных устройств, связанных непосредственно с программным обеспечением.
На основании показаний, установленных указанными выше датчиками, программное обеспечение определяет оптимальный, экономичный режим работы для системы градирни и выдает сигналы исполнительным устройствам по изменению режима работы оборудования.
Исходя из ограничения - отсутствия образований различных отложений, автоматизированная система позволяет минимизировать расход химических реагентов, расход воды на продувку системы, расход добавочной воды.
Программное обеспечение автоматизированного комплекса мониторинга и управления физико-химическими процессами градирни позволяет применять любые типы химических реагентов для уменьшения биологических обрастаний, коррозии трубной системы, отложения солей и других факторов, приводящих к износу оборудования.
Использование предлагаемой полезной модели позволит расширить функциональные возможности автоматизированной системы мониторинга и управления режимом работы градирни за счет обеспечения физико-химического анализа состава циркуляционной воды.