一种阳阴树脂配比自动均衡系统及方法

技术领域

本发明属于水处理领域，涉及一种阳阴树脂配比自动均衡系统及方法。

背景技术

高速混床是火电厂凝结水精处理系统应用最广泛的除盐设备，其原理是将强酸阳树脂和强碱阴树脂按照一定的比例进行充分混合，并装填在同一台离子交换器中，用以去除凝结水中的各类溶解性杂质离子，达到净化锅炉给水的目的。

高速混床有氢型和氨化两种运行方式。氢型运行时，高速混床具有除盐功能，当其出水氨含量开始升高时，高速混床开始氨化，待阳树脂全部转化为氨型树脂后，高速混床不再具有除盐能力，仅能去除少部分铁腐蚀产物和硅化合物。为了确保机组水汽品质安全，相关国家标准及技术监督规范均要求高速混床必须氢型运行。此外，结合火电厂凝结水氨含量高、其他杂质离子含量低、水量大等特点，高速混床氢型运行周期还应尽可能长，以便减少树脂再生成本。

阳阴树脂配比的稳定保持是决定高速混床树脂再生效果及运行周期的重要影响因素之一。若树脂配比发生混乱，则分离塔内的阳阴树脂界面位置将发生变化。当其高于预设位置时，则分离塔混脂层中的部分树脂会输送至阴再生塔，导致“阴中阳”超标，阴树脂再生发生“交叉污染”，再生效果变差；当其低于预设位置时，则表明该套树脂总量偏少，一部分失效树脂仍残留在高速混床内部，无法再生，从而导致高速混床运行周期变短。此外，当混脂层的树脂界面捕捉不准时，也会出现分离塔混脂层中的部分树脂输送至阳再生塔的问题，导致“阳中阴”超标，阳树脂再生也发生“交叉污染”，既影响高混出水水质，又影响高混氢型运行周期。通常情况下，两台机公用一套体外再生系统，故随着系统运行时间的延长，若某一套树脂配比发生混乱，则其他套的树脂配比也会在再生时受其影响，导致各台混床的运行周期长短不一，十分不利于系统日常的运行管理工作。

为了解决上述存在的问题，需开发一套阳阴树脂配比自动均衡系统，准确监控树脂顶面、阴树脂-水界面、阳-阴树脂界面以及混脂层-水界面，通过分析计算树脂体积，以准确确定高速混床的阳阴树脂配比，显著提升高速混床树脂的再生效果和氢型运行周期，确保其出水水质，降低其运行成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种阳阴树脂配比自动均衡系统及方法，该系统及方法能够准确确定高速混床的阳阴树脂配比。

为达到上述目的，本发明所述的阳阴树脂配比自动均衡系统包括声呐传感器、中视镜光控传感器、底视镜光控传感器、阴树脂出脂管道及阳树脂出脂管道；

声呐传感器安装于分离塔的顶部，中视镜光控传感器安装于分离塔中部窥视镜外，底视镜光控传感器安装于分离塔底部窥视镜外，阴树脂出脂管道与分离塔侧面的阴树脂出口相连通，阳树脂出脂管道与分离塔底部的阳树脂出口相连通；

控制系统与声呐传感器、底视镜光控传感器及中视镜光控传感器相连接。

阴树脂出脂管道上设置有阴树脂出脂阀，控制系统与阴树脂出脂阀相连接。

阳树脂出脂管道上设置有阳树脂出脂阀，控制系统与阳树脂出脂阀相连接。

本发明所述的阳阴树脂配比自动均衡方法包括以下步骤：

1)将待分离树脂在分离塔中擦洗后静置，控制系统通过声呐传感器检测分离塔中树脂顶面的高度，并根据分离塔中树脂顶面的高度计算分离塔内树脂的总体积，当分离塔内树脂的总体积小于预设体积时，则发送预警信号，否则，则转至步骤2)；

2)控制系统通过中视镜光控传感器检测阳-阴树脂界面的高度，当所述阳-阴树脂界面的高度在预设范围内时，则通过声呐传感器检测阴树脂-水的界面高度，然后根据阳-阴树脂界面的高度以及阴树脂-水的界面高度计算分离塔内阴树脂的体积，然后根据分离塔内阴树脂的体积确定阴树脂的输出时间；

3)打开阴树脂出脂阀，将分离后的阴树脂通过阴树脂出脂管道输出至阴再生塔，当达到所述阴树脂输出时间后，关闭阴树脂出脂阀，再静置后，控制系统通过声呐传感器检测混脂层-水界面的高度，并根据混脂层-水界面的高度计算分离塔内混脂层及阳树脂的总体积；

4)打开阳树脂出脂阀，将分离塔内分离后的阳树脂通过阳树脂出脂管道输出至阳再生塔中，当底视镜光控传感器检测到阳-阴树脂界面达到预设位置时，则关闭阳树脂出脂阀，然后静置，控制系统通过声呐传感器检测混脂层-水界面的高度，并根据当前混脂层-水界面的高度计算分离塔内混脂层的体积；

5)控制系统根据计算得到的分离塔内混脂层的体积、阳树脂的体积以及阴树脂的体积确定高速混床的阳阴树脂配比。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的阳阴树脂配比自动均衡系统及方法在具体操作时，利用声呐传感器检测树脂-水界面的高度，通过中视镜光控传感器及底视镜光控传感器检测阳树脂与阴树脂交界面的位置，并采用分期静置排出的方式，以确定分离塔内混脂层的体积、阳树脂的体积以及阴树脂的体积，然后根据分离塔内混脂层的体积、阳树脂的体积以及阴树脂的体积确定高速混床的阳阴树脂配比，以实现树脂配比的自动均衡，确保树脂再生效果，降低系统运行成本，自动化程度高，无需人为干预，实用性也极强。

附图说明

图1为树脂擦洗完成并静置后分离塔内部树脂的示意图；

图2为树脂一次分离完成并静置后分离塔内部树脂的示意图；

图3为树脂二次分离完成并静置后分离塔内部树脂的示意图；

图4为阳树脂输送完毕后分离塔内部树脂的示意图。

其中，1为控制系统、2为声呐传感器、3为中视镜光控传感器、4为底视镜光控传感器、5为阴树脂出脂阀、6为阳树脂出脂阀。

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，本发明所述的阳阴树脂配比自动均衡系统包括声呐传感器2、中视镜光控传感器3、底视镜光控传感器4、阴树脂出脂管道及阳树脂出脂管道；

声呐传感器2安装于分离塔的顶部，中视镜光控传感器3安装于分离塔中部窥视镜外，底视镜光控传感器4安装于分离塔底部窥视镜外，阴树脂出脂管道与分离塔侧面的阴树脂出口相连通，阴树脂出脂管道上设置有阴树脂出脂阀5；阳树脂出脂管道与分离塔底部的阳树脂出口相连通，阳树脂出脂管道上设置有阳树脂出脂阀6；

控制系统1与声呐传感器2、底视镜光控传感器4、中视镜光控传感器3、阳树脂出脂阀6及阴树脂出脂阀5相连接。

本发明的具体工作过程为：

1)将待分离树脂在分离塔中擦洗后静置，此时分离塔内部如图1所示，通过声呐传感器2检测分离塔中树脂顶面的高度，并根据分离塔中树脂顶面的高度计算分离塔内树脂的总体积，当分离塔内树脂的总体积小于预设体积时，则发送预警信号，否则，则转至步骤2)；

2)控制系统1通过中视镜光控传感器3检测阳-阴树脂界面的高度，当所述阳-阴树脂界面的高度在预设范围内时，则通过声呐传感器2检测阴树脂-水的界面高度，然后根据阳-阴树脂界面的高度以及阴树脂-水的界面高度计算分离塔内阴树脂的体积，然后根据分离塔内阴树脂的体积确定阴树脂的输出时间；

3)打开阴树脂出脂阀5，将分离后的阴树脂通过阴树脂出脂管道输出至阴再生塔，当达到所述阴树脂输出时间后，关闭阴树脂出脂阀5，再静置后，此时分离塔内部树脂情况如图3所示，控制系统1通过声呐传感器2检测混脂层-水界面的高度，并根据混脂层-水界面的高度计算分离塔内混脂层及阳树脂的总体积；

4)打开阳树脂出脂阀6，将分离塔内分离后的阳树脂通过阳树脂出脂管道输出至阳再生塔中，当底视镜光控传感器4检测到阳-阴树脂界面达到预设位置时，则关闭阳树脂出脂阀6，然后静置，此时分离塔内部树脂情况如图4所示，控制系统1通过声呐传感器2检测混脂层-水界面的高度，并根据当前混脂层-水界面的高度计算分离塔内混脂层的体积；

5)控制系统1根据计算得到的分离塔内混脂层的体积、阳树脂的体积以及阴树脂的体积确定高速混床的阳阴树脂配比。

另外，在实际操作时，为延长高速混床氢型运行周期，需要在保持高速混床树脂总体积不变的前提下，适当增加阳树脂体积，并减少阴树脂体积，因此树脂在一次分离完成并静置后，阳-阴树脂界面高于中部窥视镜，中视镜光控传感器3只能检测到阳树脂，在该情况下，首先，控制系统1通过声呐传感器2检测阴树脂-水界面高度，再计算多出来的阳树脂体积以及多出来的阳树脂输出所需的时间，然后，打开阳树脂出脂阀6，开始向阳再生塔输出阳树脂，阳阴树脂界面缓慢下降，当达到多出来的阳树脂输出所需的时间，且中视镜光控传感器3检测到阳阴树脂界面下降至预设范围内时，则关闭阳树脂出脂阀6，此时，分离塔内部的树脂情况如图2所示，然后执行步骤2)至步骤5)得出高速混床的阳阴树脂配比。

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。