CN104251900B - 一种浆液品质测量监控装置及测量监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种浆液品质测量监控装置，在一个相对隔离空间内定时采集吸收塔内固定容积浆液，通过体积‑称重方法对浆液密度进行测量换算，计算快捷且数值精确；同时装置可以搭载称重仪、pH仪、导电率分析等仪器，对浆液其他成份进行检测；通过自动在线装置实时测定被测浆液的密度，并通过公式P=ρgh，反推得到吸收塔内浆液高度h=P/ρg，从而可以控制吸收塔内浆液高度；本装置同时在浆液测量筒上方安装PH、导电率、OPR（溶液的氧化还原电位）电极可随时拿出，对其进行冲洗，故避免了运行长时间后脱硫浆液在其表面结垢等现象的发生，从而确保了系统的准确性，增长了电极的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料的技术领域，具体涉及一种浆液品质测量监控装置及测量监控方法。
背景技术
目前电厂使用的吸收塔浆液密度测量方法为在吸收塔下部开2个上下相距1米高度差的测量孔，测量2个测量孔处浆液压力，在PLC中根据液体压强公式P=ρgh，计算出吸收塔内适时密度，再根据计算出的密度以及吸收塔下部浆液压力测量值再套进液体压强公式P=ρgh，计算出吸收塔的适时液位，用于上位机显示。
上述装置在参数测量计算显示的精度、灵敏度、测量可靠性与设备维护上存在许多缺陷与不便：
1、该测量方法精度直接取决于2个压力测量点的测量误差，由于吸收塔内浆液浓度及浆液含石灰石和石膏颗粒比较大，经常造成压力取样口堵塞，对压力测量精度及灵敏度影响非常大，导致运行人员对吸收塔内浆液密度、液位造成误判，影响机组烟气排放指标的控制及设备运行安全；
2、该测量方法为减少取样管道内形成石灰石或者石膏浆液沉积造成管道堵塞，是将2个压力变送器在吸收塔壁上贴壁安装，未装设一次隔离门，如果测量孔有异常，必须停止机组运行，并将吸收塔内浆液清空，方能处理，处理缺陷所做准备工作非常复杂繁琐，对检修维护工作带来相当大的困难；
3、该测量方法不能快捷有效地进行浆液pH值、OPR值和导电率值的实时测试与监控。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种浆液品质测量监控装置，本装置可以在一个相对隔离空间内定时采集吸收塔内固定容积浆液，通过体积-称重方法对浆液密度进行测量换算，计算快捷且数值精确，也方便对设备进行检修，同时对采集浆液进行PH、OPR、导电率进行测量，并上传至脱硫PLC控制系统。
为解决上述技术问题，本发明涉及一种浆液品质测量监控装置，包括柜体和设置于柜体内部的测量区和控制区，所述测量区包括取样装置和称重装置，所述控制区内设置PLC，所述PLC包括逻辑单元和控制单元，所述控制单元连接仪表，所述仪表包括探测部件（即仪表的电极）和显示部件（表头）；所述取样装置为圆柱形测量筒，所述仪表的探测部件从测量筒上方开口处伸入测量筒内部，且不与测量筒内壁接触；所述称重装置为称重传感器，测量筒下端设置支柱，其通过支柱固定在称重传感器上；所述柜体内设置进浆管道、进水管道和排放管道，所述各管道分别与测量筒相连，进浆管道连接浆液吸收塔的取样管道，进水管道连接冲洗水管道，排放管道连接吸收塔排浆沟道，所述管道上分别设置电磁阀；所述称重传感器和电磁阀分别与PLC的控制单元连接；所述测量监控装置设置于吸收塔外部。测量筒内设置溢流管，桶内液面高度保持在溢流管管口下方。
优选的，柜体上方设置移动式防护罩，所述防护罩为平板结构或三棱柱结构。防护罩的设置可以防雨雪、防尘，并保护内部设备，设置成移动式的方便工作人员根据工作环境的需要选择是否用防护罩封闭柜体。
优选的，仪表包括pH分析仪、OPR（溶液的氧化还原电位）分析仪和导电率分析仪，其中pH分析仪包括两个。由于脱硫采用的是石灰石—石膏湿法脱硫技术，下部氧化区域在低PH值下运行，有利于石灰石的溶解，有利于副产品石膏的生成反应，故脱硫塔内浆液PH值必须控制在5.2~5.8之间，通过测量浆液的电极电位，计算出浆液曝气效率。
优选的，控制区设置触摸式液晶显示屏，与PLC（S7-200PLC）控制单元相连接。触摸式液晶显示屏安装于就地控制区内，可进行上位操作及下位S7-200PLC的逻辑单元程序编写，其中的程序为现有的通用控制技术。
优选的，进浆管道上设置反冲洗管道，反冲洗管道连接浆液吸收塔的取样管道，所述反冲洗管道上设置反冲洗电磁阀。反冲洗管道的设置功能为当进浆管道堵塞时，可以打开反冲洗管道上的反冲洗阀门来对进浆管道进行反冲洗。
本发明同时提供一种基于上述浆液品质测量监控装置的浆液品质测量监控方法，包括如下步骤：
1） 打开排放管道的电磁阀，排放1分钟后，读取重量值C，通过触摸式液晶显示屏输入指令；读完后，开启进浆管道电磁阀，开始从浆液吸收塔向测量筒输送浆液，同时关闭反冲洗管道电磁阀；
2） 进浆液20s后，关闭排放管道电磁阀，收集浆液；
3） 当浆液注满，关闭进浆管道电磁阀，多余的浆液通过溢流管道回流至吸收塔地坑；
4） 静止2分钟后，待测量筒稳定后，读取重量信号A、pH值、导电率值和OPR值，并在PLC的逻辑单元内进行运算并在触摸屏上进行显示；
5） 开启本装置排放管道电磁阀，排放1分钟后，开启进水管道电磁阀，开始向测量筒内输送清水；
6） 冲洗罐体，延时20S后，关闭排放管道电磁阀，收集清水，清水注满，关闭进水管道电磁阀；
7） 静止2分钟后，待测量筒稳定后，读取重量信B，在PLC的逻辑单元内进行运算并在触摸屏上进行显示；
8） 计算浆液密度值，AO=（A – C） /（ B – C），保持输出至下个检测周期刷新；将计算出的AO（浆液密度值）显示并输出到AO1，AO（浆液密度值）是指本柜内S7-200PLC适时计算数据，AO1是指本柜内第一路模拟量输出通道，此AO1输出保持至下个检测周期完毕新的AO（浆液密度值）计算出后进行刷新；
9） 系统待机，延时3min钟后循环，开始下一个检测周期。
各个电磁阀的控制电压为220V，电磁阀开闭状态的反馈电压为24V。
优选的，电磁阀分为手动控制和自动控制两种工作模式。通过触摸式液晶显示屏可以实现自动和手动控制，当选择“手动”模式时，点击任一阀门的“开阀”或者“关阀”按钮，触摸式液晶显示屏会将动作指令下发给S7-200PLC，S7-200PLC会发出“开阀”或者“关阀”指令，控制相应的中间继电器，使阀门进行“开启”或“关闭”操作，当阀门“开启”或“关闭”到位后，阀门上的限位开关会动作，同时向S7-200PLC发出“已开启”或者“已关闭”反馈指令，并在触摸式液晶显示屏上显示阀门的状态，当选择“自动”状态时，S7-200PLC会根据设置好的程序流程对各阀门进行控制，并记录测量数据，用于触摸式液晶显示屏显示及输出所有测量数据。
本发明的有益效果为：在一个相对隔离空间内定时采集吸收塔内固定容积浆液，通过体积-称重方法对浆液密度进行测量换算，计算快捷且数值精确；同时装置可以搭载称重仪、pH仪、导电率分析等仪器，对浆液其他成份进行检测；通过自动在线装置实时测定的密度，现场原有压力变送器，并通过公式P=ρgh，反推得到吸收塔内浆液高度h=P / ρg，从而可以控制吸收塔内浆液高度；本装置同时在浆液测量筒上方安装PH、导电率、OPR（溶液的氧化还原电位）电极可随时拿出，对其进行冲洗，故避免了运行长时间后脱硫浆液在其表面结垢等现象的发生，从而确保了系统的准确性，增长了电极的寿命。
附图说明
图1为本发明实施例中测量监控装置的整体结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的俯视图。
附图标记说明
1-柜体，2-测量筒，3-溢流管，4-测量筒进浆液及进水口，5-称重传感器，6-冲洗水管道，7-进浆管道，8-反冲洗管道，9-导电率分析仪，10-OPR分析仪，11、12-pH分析仪，13-排放管道，14-防护罩，A-测量区，B-控制区，M1-进水电磁阀，M2-进浆电磁阀，M3-排放电磁阀，M4-反冲洗电磁阀。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参见图1-3，本发明涉及一种浆液品质测量监控装置，设置于吸收塔外部，包括柜体1和设置于柜体内部的测量区A和控制区B。测量区A包括取样装置和称重装置，取样装置为圆柱形测量筒2，称重装置为称重传感器5，测量筒2下端设置支柱，其通过支柱固定在称重传感器5上.
控制区B内设置PLC的控制单元和与其连接的仪表，仪表包括导电率分析仪9、OPR（溶液的氧化还原电位）分析仪10和两个pH分析仪11、12。仪表包括探测部件和显示部件，其探测部件从测量筒2上方开口处伸入测量筒2内部，且不与测量筒2内壁接触。
柜体1内设置进水管道6、进浆管道7和排放管道13，进水管道6和进浆管道7汇总至测量筒进浆液及进水口4，通过测量筒进浆液及进水口4与测量筒2相连，排放管道13也与测量筒2相连。进浆管道7连接浆液吸收塔的取样管道，进水管道6连接冲洗水管道，排放管道13连接吸收塔排浆沟道。各管道上分别设置电磁阀，分别包括进水管道电磁阀M1、进浆管道电磁阀M2和排放管道电磁阀M3。
称重传感器和电磁阀分别与PLC的控制单元连接。
测量筒2内设置溢流管3，桶内液面高度保持在溢流管3管口下方。
作为本发明的一种优选方案，进浆管道7上设置反冲洗管道8，反冲洗管道8连接浆液吸收塔的取样管道及冲洗水，反冲洗管道8上设置反冲洗电磁阀M4。反冲洗管道8的设置功能为当进浆管道7堵塞时，可以打开反冲洗管道对进浆管道7进行反冲洗。
本发明同时提供一种基于上述浆液品质测量监控装置的浆液品质测量监控方法，包括如下步骤：
1） 打开排放管道的电磁阀，排放1分钟后，读取重量值C，通过触摸式液晶显示屏输入指令；读完后，开启进浆管道电磁阀，开始从浆液吸收塔向测量筒输送浆液，同时关闭反冲洗管道电磁阀；
2） 进浆液20s后，关闭排放管道电磁阀M3，收集浆液；
3） 当浆液注满，关闭进浆管道电磁阀M2，多余的浆液通过溢流管道回流至吸收塔地坑；
4） 静止2分钟后，待测量筒稳定后，读取重量信号A、pH值、导电率值和OPR值，并在PLC的逻辑单元内进行运算并在触摸屏上进行显示；
5） 开启本装置排放管道电磁阀M3，排放1分钟后，开启进水管道电磁阀M1，开始向测量筒内输送清水；
6） 冲洗罐体，延时20S后，关闭排放管道电磁阀M3，收集清水，清水注满，关闭进水管道电磁阀M1；
7） 静止2分钟后，待测量筒稳定后，读取重量信B，在PLC的逻辑单元内进行运算并在触摸屏上进行显示；
8） 计算浆液密度值，AO=（A – C） /（ B – C），保持输出至下个检测周期刷新；
9） 系统待机，延时3min钟后循环，开始下一个检测周期。
各个电磁阀的控制电压为220V，电磁阀开闭状态的反馈电压为24V。
电磁阀分为手动控制和自动控制两种工作模式。通过触摸式液晶显示屏可以实现自动和手动控制，当选择“手动”模式时，点击任一阀门的“开阀”或者“关阀”按钮，触摸式液晶显示屏会将动作指令下发给S7-200PLC，S7-200PLC会发出“开阀”或者“关阀”指令，控制相应的中间继电器，使阀门进行“开启”或“关闭”操作，当阀门“开启”或“关闭”到位后，阀门上的限位开关会动作，同时向S7-200PLC发出“已开启”或者“已关闭”反馈指令，并在触摸式液晶显示屏上显示阀门的状态，当选择“自动”状态时，S7-200PLC会根据设置好的程序流程对各阀门进行控制，并记录测量数据，用于触摸式液晶显示屏显示及输出所有测量数据。
以上是本发明的较佳实施方式，但本发明的保护范围不限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，未经创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应以权利要求所限定的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种浆液品质测量监控装置，包括柜体和设置于柜体内部的测量区和控制区，所述测量区包括取样装置和称重装置，所述控制区内设置 PLC，所述 PLC 包括逻辑单元和控制单元，所述控制单元连接仪表，所述仪表包括探测部件和显示部件；所述取样装置为圆柱形测量筒，所述仪表的探测部件从测量筒上方开口处伸入测量筒内部，且不与测量筒内壁接触；所述称重装置为称重传感器，测量筒下端设置支柱，其通过支柱固定在称重传感器上；所述柜体内设置进浆管道、进水管道和排放管道，所述各管道分别与测量筒相连，进浆管道连接浆液吸收塔的取样管道，进水管道连接冲洗水管道，排放管道连接吸收塔排浆沟道，所述管道上分别设置电磁阀；所述称重传感器和电磁阀分别与PLC的控制单元连接；所述测量监控装置设置于吸收塔外部，所述柜体上方设置移动式防护罩，所述防护罩为平板结构或三棱柱结构，其特征在于，所述进浆管道上设置反冲洗管道，反冲洗管道连接浆液吸收塔的取样管道，所述反冲洗管道上设置反冲洗电磁阀，所述仪表包括 pH分析仪、 OPR 分析仪和导电率分析仪，所述控制区设置触摸式液晶显示屏，与 PLC 的控制单元相连接。
2.一种基于权利要求1所述的浆液品质测量监控装置的浆液品质测量监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）打开排放管道的电磁阀，排放 1 分钟后，读取重量值 C，C 为测量筒重量，通过触摸式液晶显示屏输入指令；读完后，开启进浆管道电磁阀，开始从浆液吸收塔向测量筒输送浆液，同时关闭反冲洗管道电磁阀；
2） 进浆液 20s 后，关闭排放管道电磁阀，收集浆液；
3） 当浆液注满，关闭进浆管道电磁阀，多余的浆液通过溢流管道回流吸收塔地坑；
4） 静止2分钟后，待测量筒稳定后，读取浆液与测量筒此时的重量信号 A、pH 值、导电率值和 OPR值，并在PLC的逻辑单元内进行运算并在触摸屏上进行显示；
5） 开启本装置排放管道电磁阀，排放 1 分钟后，开启进水管道电磁阀，开始向测量筒内输送清水；
6） 冲洗罐体，延时20S后，关闭排放管道电磁阀，收集清水，清水注满，关闭进水管道电磁阀 ；
7） 静止 2 分钟后，待测量筒稳定后，读取清水与测量筒此时的重量信号 B，在 PLC的逻辑单元内进行运算并在触摸屏上上进行显示；
8） 计算浆液密度值 AO=（ A – C） /（B – C） *1000，并将计算出的 AO 显示并输出到AO1，此AO1输出保持至下个检测周期完毕新的 AO 计算出后进行刷新；
9） 系统待机，延时3min 钟后循环，开始下一个检测周期。
3.如权利要求 2所述的浆液品质测量监控方法，其特征在于，所述电磁阀分为手动控制和自动控制两种工作模式。
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