自动精准控制高压氧气流量的装置的制作方法

本实用新型属于火电机组技术领域，具体涉及一种自动精准控制高压氧气流量的装置。

背景技术：

水汽作为火电机组热力设备的循环工作介质，起到了实现机组能量转换的重要作用。水汽品质和给水处理方式对于热力设备的腐蚀防护、运行寿命及安全经济运行意义重大。为降低燃煤机组锅炉热力系统金属材质腐蚀速率和热力设备结垢、积盐速率，避免流动加速腐蚀（FCA），提高机组运行的安全经济性，国内外大部分火电机组给水系统采用了较为先进的给水加氧处理工艺。

给水氧化性处理方式可以通过氧化剂（一般是氧气）使热力系统金属沉积层表面转化成为稳定的Fe2O3，同时堵塞Fe3O4膜层微孔，使防护层更加致密，可以有效防范流动加速腐蚀（FAC）的发生，具有良好的腐蚀防护效果，是火力发电厂超（超）临界燃煤机组锅炉给水处理方式的发展趋势。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种自动精准控制高压氧气流量的装置，该装置可实现在凝泵后端加氧的全自动控制，流量控制准确、调节灵敏、通过PID实现自动控制，有溶解氧上限和氧气泄露报警，无需人工干预。本装置能有效改变水汽接触面氧化膜的结构和形态，使氧化膜更加坚固致密，从而解决给水系统水流加速腐蚀的难题，延长设备使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：自动精准控制高压氧气流量的装置，包括汇流排系统和综合管路系统；

综合管路系统包括氧气自动供气管路和PID控制系统，氧气自动供气管路上沿气流方向依次设置有氧气泄漏报警监测装置、第一截止阀、压力表、第二截止阀、质量流量计、浮子流量计、内过滤器和缓冲罐；

汇流排系统的出气口与氧气自动供气管路的进气口连接，氧气自动供气管路的出气口与电厂循环水处理系统中凝泵出口管路上的加氧接口连接；

PID控制系统通过控制线路与质量流量计连接，电厂DSC系统中的给水流量信号和除氧器入口溶解氧及氢导信号通过信号线接入PID控制系统。

汇流排系统包括汇流管路和若干个氧气瓶，若干个氧气瓶通过汇流管路串联，汇流管路上设置有外过滤器和减压稳压器，汇流管路的出气口与氧气自动供气管路的进气口连接。

还包括氧气手动供气管路，氧气手动供气管路的进气口连接在压力表与第二截止阀之间的氧气自动供气管路上，氧气手动供气管路的出气口连接在质量流量计与浮子流量计之间的氧气自动供气管路上，氧气手动供气管路上设置有第三截止阀和针阀。

采用上述技术方案，综合管路系统和PID控制系统安装于控制柜内。由于凝泵出口端的压力高（约3.5MPa），所以加入的氧气必须高于这个压力。高压氧气（约4-5MPa）通过汇流管路进入控制柜中的综合管路系统后分为两路，一路全部手动控制，调节针阀，通过观测浮子流量计来确定加氧流量；另一路全自动控制， PID控制系统采集电厂DSC系统中的给水流量信号、除氧器入口溶解氧及氢导信号，经分析后，再由PID控制系统中的PLC自动控制质量流量计来确定加氧量的多少。

汇流排系统上的减压稳压器使得通进控制柜中的综合管路系统的氧气具有稳定的压力，同时汇流管路上的外过滤器也能保证输送到综合管路系统的氧气的清洁。氧气进入控制柜后经过第一截止阀和压力表后分成两路（手动路和自动路）。手动路和自动路分别由第三截止阀和第二截止阀控制氧气的通入，打开氧气手动供气管路的第三截止阀后，通过调节针阀控制流量，根据PID控制系统中的工控机由电厂DCS系统上采集到的除氧器入口的溶解氧数据，通过调节针阀的开关量大小来实现加氧量的多少。

打开氧气自动供气管路的第二截止阀时需关闭第三截止阀，然后将PID控制系统中工控机上运行的相应软件设置为自动模式，PID控制系统采集电厂DCS系统上的给水流量信号、除氧器出口的氢导值和溶氧信号，由PID控制系统来决定是否启动加氧。若启动加氧，则通过PID控制系统自动控制质量流量计的开度来实现精确加氧，从而改变锅炉内部碳钢表面的氧化膜结构形态，使氧化膜更加致密，减轻和杜绝电厂循环水处理系统FAC的发生，从而解决给水系统水流加速腐蚀的难题。

控制柜内综合管路系统设有缓冲罐，高压氧气进入电厂循环水处理系统中凝泵出口管路上的加氧接口前先进入缓冲罐，这样能保证进入凝泵出口加氧点处的氧气压力持续稳定；同时缓冲罐前端也设有内过滤器，再次对氧气进行过滤，保证最终加入的氧气的清洁。为了保证高压氧气的安全性，对所有部件均作了禁油处理，同时对浮子流量计和质量流量计做了耐高压处理，保证整个系统的安全稳定运行。

给水流量、除氧器入口氢导值及溶氧量的模拟信号采集自电厂的DCS系统，系统机构简单，便于操作实施。

本实用新型中前后采用二级稳压（汇流稳压和缓冲罐稳压），克服系统管道压力变化对加氧系统造成的影响，保证了系统平稳控制加氧。

本实用新型采用自动调节技术，根据给水流量信号、除氧器入口溶解氧及氢导信号，自动和设定溶氧值之间的差异来控制加氧量，实现加氧、反馈采集的闭环控制系统，保证了加氧的稳定性；

PID控制系统中的触摸显示器可以实时显示加氧系统信息和报警信息，界面简单、易于操作维护。

本实用新型可实现独立手动和自动加氧，操作简单方便；管路系统结构清晰，便于前期调试和后期维护；管路部分阀门采用进口优质元器件，系统工作可靠；PID控制系统中采用工控机控制PLC来实现精准加氧，系统工作稳定；采用质量流量控制器进行精准控制加氧，克服其他同类设备中用电磁比例调节阀输出流量不稳定的缺点，使系统加氧更加稳定；装置内设有氧气泄露报警监测装置，设备加氧安全程度高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的自动精准控制高压氧气流量的装置，包括汇流排系统1和综合管路系统2；综合管路系统2包括氧气自动供气管路5和PID控制系统6，氧气自动供气管路5上沿气流方向依次设置有氧气泄漏报警监测装置7、第一截止阀8、压力表9、第二截止阀10、质量流量计11、浮子流量计12、内过滤器13和缓冲罐14；

汇流排系统1的出气口与氧气自动供气管路5的进气口连接，氧气自动供气管路5的出气口与电厂循环水处理系统3中凝泵出口管路15上的加氧接口17连接；

PID控制系统6通过控制线路分别与质量流量计11连接；电厂DSC系统4中的给水流量信号和除氧器20入口溶解氧及氢导信号通过信号线接入PID控制系统6。汇流排系统1包括汇流管路21和若干个氧气瓶22，若干个氧气瓶22通过汇流管路21串联，汇流管路21上设置有外过滤器23和减压稳压器24，汇流管路21的出气口与氧气自动供气管路5的进气口连接。

本实用新型还包括氧气手动供气管路25，氧气手动供气管路25的进气口连接在压力表9与第二截止阀10之间的氧气自动供气管路5上，氧气手动供气管路25的出气口连接在质量流量计11与浮子流量计12之间的氧气自动供气管路5上，氧气手动供气管路25上设置有第三截止阀26和针阀27。

综合管路系统2和PID控制系统6安装于控制柜内。由于凝泵16出口端的压力高（约3.5MPa），所以加入的氧气必须高于这个压力。高压氧气（约4-5MPa）通过汇流管路21进入控制柜中的综合管路系统2后分为两路，一路全部手动控制，调节针阀27，通过观测浮子流量计12来确定加氧流量；另一路全自动控制，PID控制系统6采集电厂DSC系统4中的给水流量信号、除氧器20入口溶解氧及氢导信号，经分析后，再由PID控制系统6中的PLC自动控制质量流量计11来确定加氧量的多少。

汇流排系统1上的减压稳压器24使得通进控制柜中的综合管路系统2的氧气具有稳定的压力，同时汇流管路21上的外过滤器23也能保证输送到综合管路系统2的氧气的清洁。氧气进入控制柜后经过第一截止阀8和压力表9后分成两路（手动路和自动路）。手动路和自动路分别由第三截止阀26和第二截止阀10控制氧气的通入，打开氧气手动供气管路25的第三截止阀26后，通过调节针阀27控制流量，根据PID控制系统6中的工控机由电厂DCS系统4上采集到的除氧器20入口的溶解氧数据，通过调节针阀27的开关量大小来实现加氧量的多少。

打开氧气自动供气管路5的第二截止阀10时需关闭第三截止阀26，然后将PID控制系统6中工控机上运行的相应软件设置为自动模式，PID控制系统6采集电厂DCS系统上的氢导值和溶氧信号，由PID控制系统6来决定是否启动加氧。若启动加氧，则通过PID控制系统6自动控制质量流量计11的开度来实现精确加氧，从而改变锅炉内部碳钢表面的氧化膜结构形态，使氧化膜更加致密，减轻和杜绝电厂循环水处理系统FAC的发生，从而解决给水系统水流加速腐蚀的难题。

控制柜内综合管路系统2设有缓冲罐14，高压氧气进入电厂循环水处理系统3中凝泵出口管路15上的加氧接口17前先进入缓冲罐14内，这样能保证进入凝泵16出口加氧点处的氧气压力持续稳定；同时缓冲罐14前端也设有内过滤器13，再次对氧气进行过滤，保证最终加入的氧气的清洁。为了保证高压氧气的安全性，对所有部件均作了禁油处理，同时对浮子流量计12和质量流量计11做了耐高压处理，保证整个系统的安全稳定运行。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。