一种循环水冷却水塔水质在线监测及调整装置的制作方法

1.本发明涉及水质监测技术领域，特别是涉及一种循环水冷却水塔水质在线监测及调整装置。


背景技术：

2.当大容量的火电厂采用循环供水系统时，一般以冷却塔作为冷却装置，称之为冷却塔循环供水系统。冷却塔根据其通风方式，可分为自然通风冷却塔和机力通风冷却塔两种。冷却塔的应用主要是应用于水，水在冷却塔中主要由于蒸发作用，小部分是由于对流作用而受到冷却。蒸发可以进行到空气中的水蒸气完全饱和为止，因此冷却塔的水质与整体系统的运行有着密不可分的关系。
3.然而现有技术中，由于对冷却塔内的水质监测存在有片面的关系，都是基于对冷却塔内的水质的酸碱度以及一些化学性质进行检测，并不存在对水中藻类污染的生物方面影响进行检测，并且，现有技术中，对于水质监测的参数数据都存在有各自参数各自影响，不存在将所有数据进行关联性的分析，也不存在基于各参数数据之间结合对整体系统进行自动化控制的手段。此外，当水质存在污染或者相关参数超标时并不能实时准确获知，进而影响循环泵冷却塔所供给的系统的高效运转，现有技术中都是基于人员在设备故障时才会对冷却塔进行检查确定水质是否存在问题，因此，如何提供一种循环水冷却水塔水质在线监测及调整装置是本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种循环水冷却水塔水质在线监测及调整装置，通过额外增设报警装置，当水质中的参数超标时，进行实时报警，通知人员进行检修或者通过系统内部自动化控制对水质进行调整改善，既可以实时获取冷却塔内的水质的质量，也提高了整体装置自动化运转的程度，提高了整体的工作效率。
5.本发明改进了现有技术中，对冷却塔内的水质监测存在有片面的关系，都是基于对冷却塔内的水质的酸碱度以及一些化学性质进行检测，并不存在对水中藻类污染的生物方面影响进行检测的问题，本发明通过对水质藻类数据进行分析，检测水质中的蓝绿藻含量数据以及叶绿素a含量数据有效的防止了水质中的生物污染。
6.本发明改进了现有技术中，对于水质监测的参数数据都存在有各自参数各自影响，不存在将所有数据进行关联性的分析，也不存在基于各参数数据之间结合对整体系统进行自动化控制的问题，本发明通过对水位参数、浑浊度参数以及供水量参数之间的有效关联，对冷却塔内的水质质量进行动态化自我调整，保证了冷却塔内的水质质量。
7.为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
8.一种循环水冷却水塔水质在线监测及调整装置，包括：
9.水质采集单元，所述水质采集单元用于采集冷却塔内的水质；
10.水质分析单元，所述水质分析单元与所述水质采集单元电连接，所述水质分析单
元用于对采集到的所述水质进行分析并得到分析数据；
11.终端处理单元，所述终端处理单元与所述水质分析单元电连接，所述终端处理单元用于当所述分析数据大于预设标准值时，进行实时报警，并显示大于所述预设标准值的所述分析数据；其中，
12.所述分析数据包括水质理化数据、水质藻类数据以及水质生物毒性数据。
13.在本技术的一些实施例中，所述水质分析单元包括数据分析模块、数据转换模块、数据输出模块以及数据存储模块；
14.所述数据分析模块用于对采集到的所述水质进行分析并得到分析数据，所述数据分析模块的输入端与所述水质采集单元的输出端网络连接；
15.所述数据转换模块用于将分析后的所述水质的所述分析数据转化为电信号输出，所述数据转换模块的输入端与所述数据分析模块的输出端电连接；
16.所述数据输出模块用于接收所述电信号并输出至所述数据存储模块，所述数据转换模块的输出端与所述数据输出模块的输入端电连接，所述数据输出模块的输出端与所述数据存储模块的输入端电连接。
17.在本技术的一些实施例中，所述终端处理单元包括通讯模块、报警模块以及显示模块；
18.所述通讯模块的输入端与所述水质分析单元的输出端电连接，所述通讯模块用于接收所述分析数据，并确定所述分析数据是否大于预设标准值，当所述分析数据大于预设标准值时，将报警信号输出至所述报警模块；
19.所述报警模块的输入端与所述通讯模块的输出端电连接，所述报警模块用于当接收到所述报警信号时，进行实时报警；
20.所述显示模块的输入端与所述报警模块的输出端电连接，所述显示模块用于实时显示大于所述预设标准值的所述分析数据。
21.在本技术的一些实施例中，所述水质理化数据包括水质水温数据t；
22.所述终端处理单元内设定有预设水质水温矩阵t0和预设水质理化报警等级矩阵a，对于所述预设水质理化报警等级矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设水质理化报警等级，a2为第二预设水质理化报警等级，a3为第三预设水质理化报警等级，a4为第四预设水质理化报警等级，且a1＜a2＜a3＜a4；
23.对于所述预设水质水温矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设水质水温，t02为第二预设水质水温，t03为第三预设水质水温，t04为第四预设水质水温，且t01＜t02＜t03＜t04；
24.所述检测单元用于根据t与所述预设水质水温矩阵t0之间的关系选定相应的水质理化报警等级作为当进行实时报警时的所述终端处理单元实时显示的所述分析数据的报警等级；
25.当t＜t01时，选定所述第一预设水质理化报警等级a1作为当进行实时报警时的所述终端处理单元实时显示的所述分析数据的报警等级；
26.当t01≤t＜t02，选定所述第一预设水质理化报警等级a1作为当进行实时报警时的所述终端处理单元实时显示的所述分析数据的报警等级；
27.当t02≤t＜t03，选定所述第一预设水质理化报警等级a1作为当进行实时报警时
的所述终端处理单元实时显示的所述分析数据的报警等级；
28.当t03≤t＜t04，选定所述第一预设水质理化报警等级a1作为当进行实时报警时的所述终端处理单元实时显示的所述分析数据的报警等级。
29.在本技术的一些实施例中，所述水质藻类数据包括蓝绿藻含量数据以及叶绿素a含量数据；
30.所述终端处理单元还用于当所述蓝绿藻含量数据大于所述预设标准值时，进行实时报警并显示所述蓝绿藻含量数据的数值；
31.所述终端处理单元还用于当所述叶绿素a含量数据大于所述预设标准值时，进行实时报警并显示所述叶绿素a含量数据的数值。
32.在本技术的一些实施例中，所述数据分析模块内设置有浑浊度传感器、ph传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、余氯传感器、氨氮传感器和水位传感器，用以实时监测所述水质的浑浊度、ph、电导率、溶解氧含量、余氯含量、氨氮含量和水位。
33.在本技术的一些实施例中，还包括：
34.水质改善模块，所述水质改善模块用于当所述终端处理单元进行报警时，控制所述水质改善单元对所述水质进行改善；
35.所述水质改善模块包括药液计量泵和供水泵。
36.在本技术的一些实施例中，所述水位传感器用于实时获取所述水质的水位高度h；
37.所述水质改善单元内设定有预设实时水位高度矩阵f0和预设供水量矩阵b，对于所述预设供水量矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设供水量，b2为第二预设供水量，b3为第三预设供水量，b4为第四预设供水量，且b1＜b2＜b3＜b4；
38.对于所述预设实时水位高度矩阵f0，设定f0(f01，f02，f03，f04)，其中，f01为第一预设实时水位高度，f02为第二预设实时水位高度，f03为第三预设实时水位高度，f04为第四预设实时水位高度，且f01＜f02＜f03＜f04；
39.所述检测单元用于根据h与所述预设实时水位高度矩阵f0之间的关系选定相应的供水量作为控制所述水质改善单元对所述水质进行改善的供水量；
40.当h＜f01时，选定所述第四预设供水量b4作为控制所述水质改善单元对所述水质进行改善的供水量；
41.当f01≤h＜f02，选定所述第三预设供水量b3作为控制所述水质改善单元对所述水质进行改善的供水量；
42.当f02≤h＜f03，选定所述第二预设供水量b2作为控制所述水质改善单元对所述水质进行改善的供水量；
43.当f03≤h＜f04，选定所述第一预设供水量b1作为控制所述水质改善单元对所述水质进行改善的供水量。
44.在本技术的一些实施例中，所述水位传感器用于实时获取所述水质的浑浊度k；
45.所述水质改善单元内还设定有预设水质浑浊度矩阵y0和预设供水量修正系数矩阵d，对于所述预设供水量修正系数矩阵d，设定d(d1，d2，d3，d4)，其中d1为第一预设供水量修正系数，d2为第二预设供水量修正系数，d3为第三预设供水量修正系数，d4为第四预设供水量修正系数，且1＜d1＜d2＜d3＜d4＜2；
46.对于所述预设水质浑浊度矩阵y0，设定y0(y01，y02，y03，y04)，其中，y01为第一预
设水质浑浊度，y02为第二预设水质浑浊度，y03为第三预设水质浑浊度，y04为第四预设水质浑浊度，且y01＜y02＜y03＜y04；
47.所述水质改善单元还用于根据k与所述预设水质浑浊度矩阵y0之间的关系选定相应的供水量修正系数，以对各所述预设供水量进行修正；
48.当k＜y01时，选定所述第一预设供水量修正系数d1对所述第一预设供水量b1进行修正，修正后的供水量为b1＊d1；
49.当y01≤k＜y02，选定所述第二预设供水量修正系数d2对所述第二预设供水量b2进行修正，修正后的供水量为b2＊d2；
50.当y02≤k＜y03，选定所述第三预设供水量修正系数d3对所述第三预设供水量b3进行修正，修正后的供水量为b3＊d3；
51.当y03≤k＜y04，选定所述第四预设供水量修正系数d4对所述第四预设供水量b4进行修正，修正后的供水量为b4＊d4。
52.在本技术的一些实施例中，所述水质采集单元为若干个，若干所述水质采集单元分别设置于所述循环泵冷却塔内的不同位置，且若干所述水质采集单元均与同一个上位机网络连接。
53.本发明提供的一种循环水冷却水塔水质在线监测及调整装置，与现有技术相比，其有益效果在于：
54.本发明通过采集冷却塔内的水质，并对采集到的水质进行分析得到分析数据，当分析数据大于预设标准值时，进行实时报警，并显示大于预设标准值的分析数据，有效的实现了对冷却塔内的水质进行实时监测预警，改善了传统的基于设备故障时才会进行检修的方式，极大地提高了工作效率。
附图说明
55.图1是本发明的循环水冷却水塔水质在线监测及调整装置的功能框图；
56.图2是本发明的水质分析单元的功能框图；
57.图3是本发明的终端处理单元的功能框图。
具体实施方式
58.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
59.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
60.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
61.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内侧的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
62.现有技术中，由于对冷却塔内的水质监测存在有片面的关系，都是基于对冷却塔内的水质的酸碱度以及一些化学性质进行检测，并不存在对水中藻类污染的生物方面影响进行检测，并且，现有技术中，对于水质监测的参数数据都存在有各自参数各自影响，不存在将所有数据进行关联性的分析，也不存在基于各参数数据之间结合对整体系统进行自动化控制的手段。此外，当水质存在污染或者相关参数超标时并不能实时准确获知，进而影响循环泵冷却塔所供给的系统的高效运转，现有技术中都是基于人员在设备故障时才会对冷却塔进行检查确定水质是否存在问题。
63.因此，本发明提供了一种循环水冷却水塔水质在线监测及调整装置，通过额外增设报警装置，当水质中的参数超标时，进行实时报警，通知人员进行检修或者通过系统内部自动化控制对水质进行调整改善，既可以实时获取冷却塔内的水质的质量，也提高了整体装置自动化运转的程度，提高了整体的工作效率。
64.参阅图1所示，本发明公开实施例提供了一种循环水冷却水塔水质在线监测及调整装置，包括：
65.水质采集单元，水质采集单元用于采集冷却塔内的水质；
66.水质分析单元，水质分析单元与水质采集单元电连接，水质分析单元用于对采集到的水质进行分析并得到分析数据；
67.终端处理单元，终端处理单元与水质分析单元电连接，终端处理单元用于当分析数据大于预设标准值时，进行实时报警，并显示大于预设标准值的分析数据；其中，
68.分析数据包括水质理化数据、水质藻类数据以及水质生物毒性数据。
69.在本技术的一种具体实施例中，参阅图2所示，水质分析单元包括数据分析模块、数据转换模块、数据输出模块以及数据存储模块；
70.数据分析模块用于对采集到的水质进行分析并得到分析数据，数据分析模块的输入端与水质采集单元的输出端网络连接；
71.数据转换模块用于将分析后的水质的分析数据转化为电信号输出，数据转换模块的输入端与数据分析模块的输出端电连接；
72.数据输出模块用于接收电信号并输出至数据存储模块，数据转换模块的输出端与数据输出模块的输入端电连接，数据输出模块的输出端与数据存储模块的输入端电连接。
73.在本技术的一种具体实施例中，参阅图3所示，终端处理单元包括通讯模块、报警模块以及显示模块；
74.通讯模块的输入端与水质分析单元的输出端电连接，通讯模块用于接收分析数据，并确定分析数据是否大于预设标准值，当分析数据大于预设标准值时，将报警信号输出至报警模块；
75.报警模块的输入端与通讯模块的输出端电连接，报警模块用于当接收到报警信号时，进行实时报警；
76.显示模块的输入端与报警模块的输出端电连接，显示模块用于实时显示大于预设
标准值的分析数据。
77.在本技术的一种具体实施例中，水质理化数据包括水质水温数据t；
78.终端处理单元内设定有预设水质水温矩阵t0和预设水质理化报警等级矩阵a，对于预设水质理化报警等级矩阵a，设定a(a1，a2，a3，a4)，其中a1为第一预设水质理化报警等级，a2为第二预设水质理化报警等级，a3为第三预设水质理化报警等级，a4为第四预设水质理化报警等级，且a1＜a2＜a3＜a4；
79.对于预设水质水温矩阵t0，设定t0(t01，t02，t03，t04)，其中，t01为第一预设水质水温，t02为第二预设水质水温，t03为第三预设水质水温，t04为第四预设水质水温，且t01＜t02＜t03＜t04；
80.检测单元用于根据t与预设水质水温矩阵t0之间的关系选定相应的水质理化报警等级作为当进行实时报警时的终端处理单元实时显示的分析数据的报警等级；
81.当t＜t01时，选定第一预设水质理化报警等级a1作为当进行实时报警时的终端处理单元实时显示的分析数据的报警等级；
82.当t01≤t＜t02，选定第一预设水质理化报警等级a1作为当进行实时报警时的终端处理单元实时显示的分析数据的报警等级；
83.当t02≤t＜t03，选定第一预设水质理化报警等级a1作为当进行实时报警时的终端处理单元实时显示的分析数据的报警等级；
84.当t03≤t＜t04，选定第一预设水质理化报警等级a1作为当进行实时报警时的终端处理单元实时显示的分析数据的报警等级。
85.在本技术的一种具体实施例中，水质藻类数据包括蓝绿藻含量数据以及叶绿素a含量数据；
86.终端处理单元还用于当蓝绿藻含量数据大于预设标准值时，进行实时报警并显示蓝绿藻含量数据的数值；
87.终端处理单元还用于当叶绿素a含量数据大于预设标准值时，进行实时报警并显示叶绿素a含量数据的数值。
88.在本技术的一种具体实施例中，数据分析模块内设置有浑浊度传感器、ph传感器、电导率传感器、溶解氧传感器、余氯传感器、氨氮传感器和水位传感器，用以实时监测水质的浑浊度、ph、电导率、溶解氧含量、余氯含量、氨氮含量和水位。
89.在本技术的一种具体实施例中，还包括：
90.水质改善模块，水质改善模块用于当终端处理单元进行报警时，控制水质改善单元对水质进行改善；
91.水质改善模块包括药液计量泵和供水泵。
92.在本技术的一种具体实施例中，水位传感器用于实时获取水质的水位高度h；
93.水质改善单元内设定有预设实时水位高度矩阵f0和预设供水量矩阵b，对于预设供水量矩阵b，设定b(b1，b2，b3，b4)，其中b1为第一预设供水量，b2为第二预设供水量，b3为第三预设供水量，b4为第四预设供水量，且b1＜b2＜b3＜b4；
94.对于预设实时水位高度矩阵f0，设定f0(f01，f02，f03，f04)，其中，f01为第一预设实时水位高度，f02为第二预设实时水位高度，f03为第三预设实时水位高度，f04为第四预设实时水位高度，且f01＜f02＜f03＜f04；
95.检测单元用于根据h与预设实时水位高度矩阵f0之间的关系选定相应的供水量作为控制水质改善单元对水质进行改善的供水量；
96.当h＜f01时，选定第四预设供水量b4作为控制水质改善单元对水质进行改善的供水量；
97.当f01≤h＜f02，选定第三预设供水量b3作为控制水质改善单元对水质进行改善的供水量；
98.当f02≤h＜f03，选定第二预设供水量b2作为控制水质改善单元对水质进行改善的供水量；
99.当f03≤h＜f04，选定第一预设供水量b1作为控制水质改善单元对水质进行改善的供水量。
100.在本技术的一种具体实施例中，水位传感器用于实时获取水质的浑浊度k；
101.水质改善单元内还设定有预设水质浑浊度矩阵y0和预设供水量修正系数矩阵d，对于预设供水量修正系数矩阵d，设定d(d1，d2，d3，d4)，其中d1为第一预设供水量修正系数，d2为第二预设供水量修正系数，d3为第三预设供水量修正系数，d4为第四预设供水量修正系数，且1＜d1＜d2＜d3＜d4＜2；
102.对于预设水质浑浊度矩阵y0，设定y0(y01，y02，y03，y04)，其中，y01为第一预设水质浑浊度，y02为第二预设水质浑浊度，y03为第三预设水质浑浊度，y04为第四预设水质浑浊度，且y01＜y02＜y03＜y04；
103.水质改善单元还用于根据k与预设水质浑浊度矩阵y0之间的关系选定相应的供水量修正系数，以对各预设供水量进行修正；
104.当k＜y01时，选定第一预设供水量修正系数d1对第一预设供水量b1进行修正，修正后的供水量为b1＊d1；
105.当y01≤k＜y02，选定第二预设供水量修正系数d2对第二预设供水量b2进行修正，修正后的供水量为b2＊d2；
106.当y02≤k＜y03，选定第三预设供水量修正系数d3对第三预设供水量b3进行修正，修正后的供水量为b3＊d3；
107.当y03≤k＜y04，选定第四预设供水量修正系数d4对第四预设供水量b4进行修正，修正后的供水量为b4＊d4。
108.在本技术的一种具体实施例中，水质采集单元为若干个，若干水质采集单元分别设置于循环泵冷却塔内的不同位置，且若干水质采集单元均与同一个上位机网络连接。
109.综上所述，本发明通过采集冷却塔内的水质，并对采集到的水质进行分析得到分析数据，当分析数据大于预设标准值时，进行实时报警，并显示大于预设标准值的分析数据，有效的实现了对冷却塔内的水质进行实时监测预警，改善了传统的基于设备故障时才会进行检修的方式，极大地提高了工作效率。此外，本发明还通过对冷却塔内的水质进行多参数化的监测，不通过局限化的监测对水质进行评估，并通过多个参数之间的相关联关系，对冷却塔的实质进行关联性调节，还额外增设了水质改善单元，当水质不达标时，进行自我化的实时动态调节，在一定程度上避免了依赖于检修人员的工作形式，在节省劳动力的同时，提高了装置的工作效率。
110.以上所述仅为本发明的一个实施例子，但不能以此限制本发明的范围，凡依据本
发明所做的结构上的变化，只要不失本发明的要义所在，都应视为落入本发明保护范围之内受到制约。
111.所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
112.需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
113.本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd－rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
114.术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
115.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
116.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。