Page 91 - 电力与能源2024年第六期

苏玉凤，等：火电厂循环冷却水智慧监控系统的研发及应用 727

理、药剂投加、旁流处理等方式，结合合理的排污 在线仪表说明如下。
和补水策略，基本实现对循环水水质的有效控制。 （1）钙硬和碱度表计均采用在线自动滴定法。
然而，在节水增效和精准化控制方面依然存在很 定量选取水样后添加指示剂，在波长 610 nm 条件
［2］
大的提升空间。 下用 EDTA 溶液滴定比色即可测定钙硬 ；碱度
目前，循环水系统管理普遍存在以下问题。 是用 HCl 溶液滴定，以 pH 电极测定值判断滴定
（1）环境温度高时水量蒸发大，循环水的钙 终点。
硬、碱度等关键指标变化明显，依靠传统的人工定 （2）在两个金属电极之间施加电压，通过测量
［3］
时取样检测无法及时反映水质的变化情况，往往 腐蚀电流计算得到腐蚀速率 。通过选择不同金
通过增大排污来防范结垢风险，造成水资源和药 属材质的电极，可以监测对应金属的腐蚀速率，根
剂的浪费。 据循环水系统流经管路的材质，本系统对碳钢腐
（2）随着环保排放要求的日益严格，阻垢剂向 蚀速率和不锈钢腐蚀速率进行在线监测。
低磷或无磷方向发展，无法再依赖总磷指标来表 （3）为监测无磷或低磷阻垢剂的浓度，引入荧
征循环水中阻垢剂的浓度。因此，需开发其他特 光示踪剂进行辅助测定。荧光示踪剂经一定波长
的入射光照射后，可由基态进入激发态并立即退
征指标，并实现阻垢剂投加量的精准控制。
激发将能量以光的形式释放出来，一旦入射光停
（3）循环水排污或补水不够平稳，短期内水量
止，发光现象随即消失 。在稀溶液中，荧光示踪
［4］
变化大，造成水质波动，影响药剂效果。
剂发出的荧光强度与溶液中阻垢剂浓度呈线性关
本文从火电厂循环水系统的运行特点出发，
系。因此将荧光示踪剂与阻垢剂定量混匀后，即
借助数字化技术，搭建一套循环冷却水智慧监控
可通过测定溶液的荧光强度来反映阻垢剂浓度。
系统，通过在线监测、综合分析、实时控制，实现对
（4）系统同时监测循环水温度、浊度、电导率
循环水系统的智慧监控。
等参数，实现对循环水系统的全面综合监测。当
2 循环冷却水智慧监控系统 循环水受到严重污染或前端混凝处理效果劣化

时，都可从在线仪表的监测数据进行问题分析。
循环冷却水智慧监控系统由 4 个部分组成：
对循环水及补水的全面监测是智慧监控系统
在线仪表、信息传输、控制系统和显示界面。
的基础和关键，因此在线仪表的日常维护和校准
2.1 在线仪表
比对工作至关重要。为防止循环水中的污染物附
为解决人工取样代表性不足、检测偏差大等
着在管道内壁影响仪表的测量结果，本系统在仪
问题，系统引入了在线化学仪表进行实时监测。
表进水管口处加装空气和自来水管路，定期进行
循环冷却水系统的重点监测对象是循环水，监测
空气吹扫和反洗，确保管路清洁，从而减少人工维
指标主要包括 pH 值、氧化还原状态（ORP）值、钙
护量。
硬、碱度、阻垢剂浓度等，具体仪表设置如图 1 所
2.2 信息传输
示。此外，系统还预留了 3 个接口，以备后续补加
信息传输需兼具安全性、及时性和可靠性，尽
测点；补充水只监测电导率和 pH 值即可，其他指
量避免对电厂原有系统及设备产生影响。循环冷
标可根据需要另行加装。
却智慧监控系统信息传输情况见图 2。该系统采

用 4～20 mA 信号电缆将在线监测仪表的数据实
时传输至电厂的辅控系统，再传输至安全仪表系
统（SIS）并实现必要的数据存储。借助于服务器，
可以在电厂内网进行终端访问，具体方法是通过
图 1 循环冷却水智慧监控系统在线仪表 浏览器访问指定的 URL 以标准网页形式访问用