一种节能型电磁过滤器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电磁过滤器及其控制方法，具体涉及一种节能型电磁过滤器及其控制方法。

背景技术

锅炉给水中含有的铁污染物会造成炉管内部生成复杂铁垢，造成水汽品质下降，也会对机组的效率、出力和可靠性造成恶劣影响，甚至威胁着机组的安全运行。目前国内外的除铁工艺主要有前置氢离子交换器、粉末树脂覆盖过滤器、管式过滤器、电磁过滤器和永磁过滤器等，相比于前置氢离子交换器、粉末树脂覆盖过滤器耐高温能力较差，永磁过滤器制造工艺要求较高，管式过滤器除铁效率较低且需要定期更换滤元的缺点，电磁过滤器具有除铁效率高、流程简单、占地面积小、填层基体材料来源广泛、使用寿命长、适应性强、耐高温及运行维护简单等优点，应用前景广阔。

由于实际中机组启动和正常运行的工况不同，处理水量和含铁量差别较大，且不同类型的水体进水水质差异显著。而目前常用的电磁过滤器的磁场强度是根据上述各类进水水质最差的运行工况来设计，设备选型主要依据处理水量大小，因此励磁功率的设计值远高于各类水源处理的实际需求值，且无法根据实际进水水质情况调节。在处理水质较好的水体时，即使使用最低档位，功率依然远高于实际所需，日常运行始终保持在高电耗的运行状态，在这样的运行条件下，电磁过滤器的电耗较高，线圈发热量大，另外进水含铁量的变化可能会引起出水含铁量不稳定。因此，在实际应用中，为了节能环保并降低设备投资和运行成本，亟需研发一种高效低耗的节能型电磁过滤器。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种节能型电磁过滤器及其控制方法，该过滤器及其控制方法能够降低过滤器的电耗。

为达到上述目的，本发明公开了一种节能型电磁过滤器，包括进水口、第一颗粒计数仪、流量计、进水阀、电磁过滤器本体、反洗水阀、压缩空气气源、经压缩空气管道、压缩空气阀、出水阀、回收阀门、第二颗粒计数仪、出水口及反洗排污管；

进水口经第一颗粒计数仪及流量计后分为两路，其中，一路经进水阀与电磁过滤器本体的入口相连通，另一路经反洗水阀与电磁过滤器本体的出口相连通，压缩空气气源的出口经压缩空气管道及压缩空气阀与电磁过滤器本体的出口相连通，电磁过滤器本体的出口经出水阀、回收阀门及第二颗粒计数仪与出水口相连通，电磁过滤器本体的入口与反洗排污管相连通，所述反洗排污管上设置有反洗排污阀；

PLC控制器与反洗排污阀、第一颗粒计数仪、流量计、进水阀、电磁过滤器本体、反洗水阀、压缩空气阀、出水阀、回收阀门及第二颗粒计数仪相连接。

还包括第一取样管，其中，第一取样管与进水阀和电磁过滤器本体的入口之间的管道相连通。

还包括第二取样管，其中，第二取样管与电磁过滤器本体的出口和出水阀之间的管道相连通。

所述第一取样管上设置有第一取样阀，所述第二取样管上设置有第二取样阀。

还包括排污管，所述排污管与回收阀门和第二颗粒计数仪之间的管道相连通。

所述排污管上设置有排污阀门。

还包括旁路阀，其中，旁路阀的一端与反洗水阀的入口相连通，旁路阀的另一端与出水阀的出水口相连通。

本发明所述节能型电磁过滤器的控制方法包括以下步骤：

PLC控制系统接收第一颗粒计数仪所测数据、流量计所测数据、第二颗粒计数仪所测数据，并经分析后控制电磁过滤器本体的档位。

具体包括以下步骤：

计算电磁过滤器本体的控制系数K为：

K＝(C

其中，C

确定电磁过滤器本体的五个励磁功率P

当K≤K

还包括：

计算电磁过滤器本体的反冲洗周期T为：

其中，T为电磁过滤器本体的反冲洗周期，S为单台电磁过滤器本体的最大纳污总量，

根据计算得到的电磁过滤器本体的反冲洗周期T对电磁过滤器本体进行反洗。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的节能型电磁过滤器及其控制方法在具体操作时，通过第一颗粒计数仪测量进水颗粒物浓度，通过第二颗粒计数仪测量出水颗粒物浓度，通过流量计测量电磁过滤器本体的进水流量，根据第一颗粒计数仪所测数据、流量计所测数据、第二颗粒计数仪所测数据，控制电磁过滤器本体的档位，使得档位的调节更加匹配当前的水质，以降低过滤器的电耗。

附图说明

图1为本发明的结构图。

其中，1为进水口、2为第一颗粒计数仪、3为流量计、4为进水阀、5为电磁过滤器本体、6为第一取样阀、7为反洗排污阀、8为压缩空气气源、9为压缩空气管道、10为压缩空气阀、11为反洗水阀、12为第二取样阀、13为出水阀、14为回收阀门、15为排污阀门、16为出水口、17为第二颗粒计数仪、18为旁路阀、19为PLC控制系统。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1，本发明所述的节能型电磁过滤器包括进水口1、第一颗粒计数仪2、流量计3、进水阀4、电磁过滤器本体5、第一取样阀6、反洗排污阀7、压缩空气气源8、压缩空气管道9、压缩空气阀10、反洗水阀11、第二取样阀12、出水阀13、回收阀门14、排污阀门15、出水口16、第二颗粒计数仪17、旁路阀18及PLC控制系统19；

进水口1经第一颗粒计数仪2及流量计3后分为两路，其中，一路经进水阀4与电磁过滤器本体5的入口相连通，另一路经反洗水阀11与电磁过滤器本体5的出口相连通，压缩空气气源8的出口经压缩空气管道9及压缩空气阀10与电磁过滤器本体5的出口相连通，电磁过滤器本体5的出口经出水阀13、回收阀门14及第二颗粒计数仪17与出水口16相连通，电磁过滤器本体5的入口与反洗排污管相连通，所述反洗排污管上设置有反洗排污阀7。

本实施例中，还包括第一取样管，其中，第一取样管与进水阀4和电磁过滤器本体5的入口之间的管道相连通。

本实施例中，还包括第二取样管，其中，第二取样管与电磁过滤器本体5的出口和出水阀13之间的管道相连通。

本实施例中，所述第一取样管上设置有第一取样阀6，所述第二取样管上设置有第二取样阀12。

本实施例中，还包括排污管，所述排污管与回收阀门14和第二颗粒计数仪17之间的管道相连通。

本实施例中，所述排污管上设置有排污阀门15。

本实施例中，还包括旁路阀18，其中，旁路阀18的一端与反洗水阀11的入口相连通，旁路阀18的另一端与出水阀13的出水口相连通。

本实施例中，还包括PLC控制系统19，所述PLC控制系统19与电磁过滤器本体5、第一颗粒计数仪2、流量计3、进水阀4、反洗排污阀7、压缩空气阀10、反洗水阀11、出水阀13、回收阀门14、排污阀门15、第二颗粒计数仪17及旁路阀18相连接。

参考图1，本发明所述节能型电磁过滤器的控制方法包括以下步骤：

在正常运行时，则打开进水阀4、出水阀13及回收阀门14，关闭压缩空气阀10、反洗水阀11及反洗排污阀7，在反洗时，则关闭进水阀4、出水阀13及回收阀门14，打开压缩空气阀10、反洗排污阀7及反洗水阀11。

所述电磁过滤器本体5包括立式承压容器及外部励磁系统，立式承压容器内部的导磁滤芯材料采用耐高温的涡卷及钢毛，外部励磁系统包括一组励磁线圈，可以通过调控励磁线圈接入的电阻大小，以调整励磁功率，共5个档位可调节，励磁线圈的冷却方式为水内冷。励磁系统由硅整流励磁电源柜在线监测实时电流、电压、励磁功率及运行温度。

PLC控制系统19接收第一颗粒计数仪2所测数据、流量计3所测数据、第二颗粒计数仪17所测数据，并经分析后控制电磁过滤器本体5的档位。

电磁过滤器本体5的档位控制公式为：

K＝(C

其中，K为电磁过滤器本体5的控制系数，g/h；C

根据电厂不同工况条件下(回水、疏水、凝结水)水质的大量数据，将电磁过滤器本体5的控制系数与电磁过滤器本体5的励磁功率进行拟合，得到电磁过滤器本体5的五个励磁功率P

根据式(1)计算t时刻电磁过滤器本体5的实时控制系数K，当K≤K

电磁过滤器本体5的反冲洗周期T为：

其中，T为电磁过滤器本体5的反冲洗周期，d；S为单台电磁过滤器本体5的最大纳污总量，kg；

本发明具有以下特点：

本发明针对实际工况进行科学设计，具有低成本、高效能、稳定可靠的特点。

本发明利用颗粒计数仪来实时监测电磁过滤器本体5进出口的悬浮颗粒物浓度，由于悬浮颗粒物浓度与悬浮铁浓度具有较好的线性相关性，以悬浮颗粒物浓度可以较好代表悬浮铁的浓度。相比于传统人工定期取样，线下检测悬浮铁浓度，本发明更加便捷、实用。运行人员可以根据悬浮颗粒物浓度在线分析图谱，及时了解锅炉系统的腐蚀情况。

本发明根据电磁过滤器本体5进出水的悬浮铁颗粒物浓度和进水流量，计算电磁过滤器本体5的控制系数，从而切换到适合的电磁档位，计算简单易行、数据检测方便快捷，可以实时监测水质情况，可以快速对电磁过滤器本体5的励磁功率实行智能化调控，有效解决目前电耗大、励磁功率与实际工况不匹配的问题。同时在实际应用中也可以进一步优化智能调控系统，以更贴合实地工况，最大限度减少电资源浪费。

本发明通过在线监测进出水颗粒物浓度及累积进水流量来控制反洗周期、频次，减少水资源的浪费。

本发明实现励磁功率智能化调控，自动完成阀门调控、过程监控、安全预警等，无需人工值守，节约人力，安全性高。

本发明根据运行水质情况调整励磁功率，可以适用于不同水体类型(疏水、回水、凝结水)，不同运行工况(启动、运行、停运)，保证除铁效率的情况下，节能降耗，同时过滤精度稳定，后期维护成本低，具有显著的安全、环保和经济效益。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。