曹生現(xiàn)，趙振超，李思博，陳巖飛，付從偉，任紀(jì)兵，馮保住

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循環(huán)冷卻水處理在線監(jiān)控評(píng)價(jià)設(shè)備的開發(fā)

曹生現(xiàn)1，趙振超1，李思博1，陳巖飛1，付從偉2，任紀(jì)兵2，馮保住2

（1東北電力大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院，吉林省吉林市 132012；2山東華聚能源股份有限公司，山東鄒城 273500）

開發(fā)了一種新型循環(huán)冷卻水處理在線監(jiān)控評(píng)價(jià)設(shè)備，用于水處理對(duì)策在線評(píng)價(jià)、優(yōu)化與核心水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)控。該裝置以電廠凝汽器循環(huán)冷卻水的實(shí)際流態(tài)、水質(zhì)、金屬材質(zhì)、換熱強(qiáng)度為基礎(chǔ)，對(duì)換熱器污垢熱阻、腐蝕速率及核心水質(zhì)參數(shù)（pH、ORP、濃縮倍率）進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以此為依據(jù)，對(duì)水處理劑加藥濃度在線評(píng)價(jià)，并實(shí)時(shí)調(diào)整。設(shè)計(jì)了監(jiān)控系統(tǒng)硬件，包括：污垢熱阻檢測(cè)器、腐蝕速率檢測(cè)器、自動(dòng)加藥裝置、水質(zhì)參數(shù)分析儀表和工控機(jī)等，利用Delphi7.0編制了系統(tǒng)軟件，可完成監(jiān)控參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)顯示、在線控制、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表打印等。該裝置應(yīng)用于山東兗礦集團(tuán)興隆莊電廠1號(hào)機(jī)組，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該裝置可實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)水處理加藥方案，有效地抑制污垢熱阻生長(zhǎng)，減輕換熱器腐蝕，瞬時(shí)污垢熱阻＜1.5×10-4m2·K·W-1，腐蝕速率＜0.005 mm·a-1，循環(huán)冷卻水濃縮倍率由2倍提高到4倍，優(yōu)化了水處理方案，提高了電廠經(jīng)濟(jì)效益。

循環(huán)冷卻水處理；在線監(jiān)控；優(yōu)化；結(jié)垢；腐蝕

引 言

工業(yè)冷卻水作為工業(yè)用水的重要部分，其用量占工業(yè)用水總量的70%左右，在某些企業(yè)中，甚至達(dá)90%～95％以上[1]。因此，工業(yè)冷卻水成為工業(yè)節(jié)水的主要著眼點(diǎn)。在工業(yè)冷卻水中普遍采用循環(huán)冷卻方式[2]，提高水的重復(fù)利用率，是節(jié)約水資源和保護(hù)環(huán)境的重要途徑，可大大緩解水資源的緊 張局面。冷卻水的重復(fù)利用必然導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備的污 垢[3-6]、腐蝕問(wèn)題[7-8]，而目前國(guó)內(nèi)火電廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)監(jiān)測(cè)大多采用離線或人員手工分析，缺少正確的監(jiān)督方法和有效的處理對(duì)策，影響了電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

20世紀(jì)90年代初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，換熱設(shè)備的監(jiān)測(cè)技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，一些監(jiān)測(cè)設(shè)備相繼而生。吳鵬[9]通過(guò)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)用毛細(xì)管中溶液流量的衰減反映其結(jié)垢趨勢(shì)，設(shè)計(jì)了阻垢劑性能評(píng)價(jià)裝置。孫靈芳等[10]研制了循環(huán)水阻垢率在線評(píng)價(jià)裝置，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)。Howarth等[11]研制了基于模擬換熱器熱平衡原理的過(guò)程監(jiān)測(cè)器，并未進(jìn)行水處理藥劑評(píng)價(jià)在線監(jiān)測(cè)。Mairal等[12]采用超聲波技術(shù)在線監(jiān)測(cè)了反滲透除鹽膜上污垢的積聚，發(fā)現(xiàn)超聲信號(hào)對(duì)于硫酸鈣污垢層的變化較為敏感。Flemming等[13]利用兩臺(tái)濁度儀設(shè)計(jì)了一種差分濁度測(cè)量裝置，對(duì)不銹鋼水循環(huán)管路的污垢進(jìn)行了監(jiān)測(cè)研究。全貞花等[14]基于熱平衡的基本原理，開發(fā)了管式換熱器污垢熱阻動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，該裝置可記錄換熱表面污垢變化，并可實(shí)現(xiàn)結(jié)垢過(guò)程的可視化監(jiān)測(cè)。宋詩(shī)哲等[15]研制了由Ag/AgCl作參比電極和Pr/Ir合金作輔助電極組成的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)管狀金屬腐蝕傳感器，并將其用于黃銅管的腐蝕行為研究。然而，目前這些循環(huán)冷卻水監(jiān)測(cè)技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室模擬應(yīng)用階段，同時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的功能單一，主要用于熱力設(shè)備污垢監(jiān)測(cè)。

為此，本文開發(fā)了一種新型循環(huán)冷卻水處理在線監(jiān)控評(píng)價(jià)設(shè)備，用于水處理對(duì)策在線評(píng)價(jià)、優(yōu)化與核心水質(zhì)參數(shù)在線監(jiān)控。目前該設(shè)備已應(yīng)用于山東兗礦集團(tuán)興隆莊電廠，優(yōu)化了電廠水處理方案，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

1 方法與方案

1.1 污垢熱阻測(cè)量原理

本裝置按照污垢的溫差監(jiān)測(cè)法，即利用系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中冷卻水流經(jīng)換熱管時(shí)的進(jìn)出口溫度的差值來(lái)間接計(jì)算污垢沉積量的變化，根據(jù)文獻(xiàn)[16]，污垢熱阻f可由式(1)求得

式中，wf為管壁與污垢之間的界面溫度；s為管內(nèi)壁污垢表面溫度，利用對(duì)流換熱原理來(lái)求取；熱通量可通過(guò)式(2)計(jì)算確定。

(2)

式中，為容積流量；c為流體比定壓熱容；fi為管段流體入口溫度；fo為管段流體出口溫度；為管徑；為管長(zhǎng)；f為流體密度。其中管徑一般情況下要比垢層厚度大得多，因此垢層厚度可忽略不計(jì)。

因此，只要測(cè)量出實(shí)驗(yàn)管段流體出入口溫度、流量及管壁溫度，應(yīng)用上述關(guān)系即可確定對(duì)應(yīng)的污垢熱阻值。

1.2 腐蝕速率測(cè)量原理

本裝置采用弱極化三點(diǎn)法[17]在線監(jiān)測(cè)換熱器腐蝕速率。該方法不受腐蝕體系線性度的限制，不破壞電極表面狀態(tài)，也無(wú)須對(duì)金屬腐蝕動(dòng)力學(xué)方差作任何近似處理，所測(cè)腐蝕電流更接近真實(shí)值[18-19]。

弱極化三點(diǎn)法是在弱極化區(qū)選取3個(gè)呈比例的極化電位：Δ、2Δ和-2Δ，分別測(cè)量與之相對(duì)應(yīng)的極化電流，根據(jù)金屬腐蝕速率基本公式可推導(dǎo)出腐蝕電流密度corr，從而由腐蝕深度與腐蝕電流密度之間的換算關(guān)系式計(jì)算出腐蝕速率

式中，為金屬物質(zhì)的量；為金屬密度；為電極有效面積。

1.3 核心水質(zhì)參數(shù)在線測(cè)量與控制原理

為優(yōu)化水處理方案，有效評(píng)價(jià)水處理劑濃度（阻垢緩蝕劑、殺菌滅藻劑），結(jié)合電廠已有水處理方案（投加濃硫酸、殺菌滅藻劑和阻垢緩蝕劑）和循環(huán)冷卻水補(bǔ)水特征，該裝置選擇與污垢、腐蝕、微生物生長(zhǎng)和阻垢緩蝕劑、殺菌滅藻劑濃度關(guān)聯(lián)度較大、易于檢測(cè)的水質(zhì)參數(shù)：pH、氧化還原電位（ORP）和電導(dǎo)率（用于計(jì)算濃縮倍率）作為循環(huán)冷卻水核心控制參數(shù)[20]，并進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)與控制。

（1）濃縮倍率監(jiān)測(cè)與控制：裝置以電導(dǎo)率法計(jì)算濃縮倍率[21]，其關(guān)系式為

式中，為濃縮倍率；1為循環(huán)冷卻水電導(dǎo)率；2為補(bǔ)充水電導(dǎo)率。

系統(tǒng)軟件根據(jù)在線計(jì)算的濃縮倍率與設(shè)定值差值自動(dòng)控制補(bǔ)水和排污電動(dòng)閥的啟停，從而控制循環(huán)水濃縮倍率在設(shè)定的范圍內(nèi)波動(dòng)。

（2）pH監(jiān)測(cè)與控制：通過(guò)在線儀表對(duì)pH進(jìn)行在線實(shí)時(shí)測(cè)量，并將實(shí)時(shí)測(cè)量值與系統(tǒng)設(shè)定值比較，超過(guò)設(shè)定值上限按照設(shè)定的上限加酸量加酸，在設(shè)定值上限與下限之間時(shí)按照下限加酸量加酸，低于設(shè)定值下限停止加酸，從而調(diào)整pH穩(wěn)定。

（3）ORP監(jiān)測(cè)與控制：通過(guò)在線儀表對(duì)ORP值進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并對(duì)實(shí)時(shí)測(cè)量值與系統(tǒng)軟件設(shè)定的上限值及下限值進(jìn)行差值比較，控制計(jì)量泵的啟停和開度，從而實(shí)時(shí)調(diào)整殺菌滅藻劑的投加量，控制ORP穩(wěn)定。

1.4 藥劑濃度在線評(píng)價(jià)原理

在核心控制參數(shù)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)換熱器的污垢熱阻及腐蝕速率，判斷水質(zhì)結(jié)垢和腐蝕傾向，記錄該濃度下污垢誘導(dǎo)期及腐蝕速率，并調(diào)整藥劑濃度，使循環(huán)水系統(tǒng)藥劑濃度增加Δ，并連續(xù)監(jiān)控污垢熱阻及腐蝕速率。從而完成對(duì)循環(huán)冷卻水處理劑濃度在線評(píng)價(jià)及調(diào)整，優(yōu)化水處理方案。

2 監(jiān)控評(píng)價(jià)裝置設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

監(jiān)控裝置硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，在線監(jiān)控評(píng)價(jià)裝置硬件設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下。

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

1—industrial computer; 2—monitoring device of fouling resistance and corrosion rate; 3—data acquisition system; 4—sampling pool; 5—condenser; 6—cooling tower; 7—reservoir of cooling water; 8—metering pump of addition agent; 9—drain valve; 10—makeup water valve; 11—measuring point of makeup water conductivity; 12—addition agent tank

（1）污垢熱阻在線檢測(cè)器：在線檢測(cè)器直接將自制的模擬監(jiān)測(cè)換熱器接于電廠換熱器循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的旁路，以電廠換熱器冷卻水的實(shí)際流態(tài)、水質(zhì)、金屬材質(zhì)、換熱強(qiáng)度為基礎(chǔ)，通過(guò)系統(tǒng)采集模塊對(duì)換熱管的壁溫、換熱管進(jìn)出口溫度及循環(huán)水流速進(jìn)行采樣，根據(jù)溫差監(jiān)測(cè)法建立的污垢熱阻模型進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了對(duì)換熱器污垢熱阻的在線監(jiān)測(cè)。

（2）腐蝕速率在線檢測(cè)器：采用自制的與換熱管同材料、同內(nèi)徑的管狀三電極系統(tǒng)，換熱管材質(zhì)為304不銹鋼（06Cr19Ni10），鋼管規(guī)格：25 mm×1.5 mm，外徑25 mm，管壁厚1.5 mm，3個(gè)電極都是線切割，切割縫隙0.4mm，120°三等分加工。為確保電極段的管內(nèi)流場(chǎng)與換熱管內(nèi)流場(chǎng)完全相同，在線檢測(cè)器測(cè)得腐蝕電流經(jīng)恒電位控制電路轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再由數(shù)據(jù)采集模塊將轉(zhuǎn)換來(lái)的電壓信號(hào)采集到工控機(jī)中，利用系統(tǒng)軟件根據(jù)采集的電壓信號(hào)自動(dòng)完成腐蝕速率的在線計(jì)算。

（3）在線監(jiān)控評(píng)價(jià)裝置系統(tǒng)集成：裝置集成了電導(dǎo)率、pH和ORP在線監(jiān)測(cè)儀表，結(jié)合系統(tǒng)軟件完成對(duì)核心在線監(jiān)控參數(shù)（濃縮倍率、pH、ORP）的在線監(jiān)控，并將其與污垢熱阻在線檢測(cè)器、腐蝕速率在線檢測(cè)器和自動(dòng)加藥控制裝置結(jié)合，形成了一個(gè)閉環(huán)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)控制回路。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件功能總體分為參數(shù)設(shè)置、監(jiān)控參數(shù)實(shí)時(shí)顯示、監(jiān)控參數(shù)在線控制、歷史查詢、報(bào)表打印等，系統(tǒng)軟件框圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)軟件框圖

（1）主界面：在系統(tǒng)主界面中對(duì)所采集的各參數(shù)進(jìn)行處理、運(yùn)算，得出污垢熱阻及腐蝕速率數(shù)值，為主界面和圖形顯示提供數(shù)據(jù)支持。

（2）加藥控制模塊：用戶可根據(jù)需要在相應(yīng)參數(shù)中設(shè)定各項(xiàng)核心控制參數(shù)的控制范圍，增強(qiáng)了在線實(shí)時(shí)調(diào)整的靈活性，可根據(jù)不同補(bǔ)充水水質(zhì)，對(duì)核心控制參數(shù)的控制范圍進(jìn)行在線調(diào)整，滿足不同水質(zhì)需求。

（3）參數(shù)設(shè)置模塊：用戶可根據(jù)電廠換熱管的實(shí)際情況，在參數(shù)設(shè)置模塊中對(duì)換熱管的材質(zhì)、長(zhǎng)度及內(nèi)徑進(jìn)行設(shè)定，滿足了不同換熱器的監(jiān)控要求，擴(kuò)大了裝置的使用范圍。

（4）歷史查詢和報(bào)表打印模塊：可將核心控制參數(shù)、污垢熱阻、腐蝕速率及進(jìn)出口溫度、流速等歷史數(shù)據(jù)保存為excel文檔，并可根據(jù)需要打印報(bào)表存檔。

3 監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

為考察監(jiān)控設(shè)備的可靠性和功能實(shí)用性，該裝置安裝于山東兗礦集團(tuán)興隆莊電廠1號(hào)機(jī)組，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，對(duì)該機(jī)組循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行了在線監(jiān)控，并對(duì)其投加水處理劑濃度進(jìn)行了在線評(píng)價(jià)及 調(diào)整。

3.1 核心水質(zhì)參數(shù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析

以該裝置對(duì)現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)水濃縮倍率、pH及ORP在線調(diào)整過(guò)程及調(diào)整前后的11 d監(jiān)控?cái)?shù)為例，對(duì)其監(jiān)控效果進(jìn)行分析，濃縮倍率、pH及ORP的監(jiān)控曲線如圖3～圖5所示。圖中前5天為系統(tǒng)調(diào)試階段數(shù)據(jù)，從第5天開始，在系統(tǒng)軟件中將濃縮倍率設(shè)定為4倍，pH下限值設(shè)置為8.3，上限值設(shè)置為8.4，ORP上限設(shè)置為310 mV，下限設(shè)置為300 mV。由圖3所示，濃縮倍率在第5天出現(xiàn)下降，并最終平穩(wěn)在4倍。圖4中pH在4～5 d之間出現(xiàn)了上升，這是由于調(diào)整過(guò)程中，停止了加酸計(jì)量泵工作，第5天開始對(duì)其進(jìn)行控制后，pH下降并控制在設(shè)定值8.3～8.4之間。由圖5所示，ORP第5天開始上升，這是由于在第5天系統(tǒng)對(duì)氧化性殺菌劑的投加量進(jìn)行了在線控制，從而使得系統(tǒng)ORP值控制在設(shè)定的300～310 mV之間。

圖3 濃縮倍率曲線

圖4 pH曲線

圖5 ORP曲線

從監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的分析可以看出本裝置對(duì)濃縮倍率、pH及ORP的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際相符，能夠真實(shí)地反映現(xiàn)場(chǎng)的循環(huán)冷卻水核心水質(zhì)參數(shù)，且能夠?qū)⑵淇刂圃谠O(shè)定范圍內(nèi)。

3.2 污垢熱阻、腐蝕速率監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

藥劑濃度選取對(duì)水處理效果起著重大作用，濃度過(guò)低不能達(dá)到理想的處理效果，濃度過(guò)高浪費(fèi)藥劑，污染環(huán)境。因此，在線監(jiān)測(cè)了投加阻垢緩蝕劑濃度分別為75、100 mg·L-1的污垢熱阻及腐蝕速率，并針對(duì)電廠補(bǔ)充水水質(zhì)，實(shí)時(shí)控制濃縮倍率為4，pH為8.3～8.4，ORP為300～310 mV。污垢熱阻及腐蝕速率曲線分別如圖6、圖7所示。

圖6 污垢熱阻曲線

圖7 腐蝕速率曲線

由圖6表明，隨著藥劑濃度的增大，污垢熱阻值在實(shí)驗(yàn)初期趨勢(shì)基本相同，但在污垢快速生長(zhǎng)階段，隨著藥劑濃度的增大，污垢熱阻值增長(zhǎng)明顯緩慢，并且趨于平穩(wěn)。在線調(diào)整系統(tǒng)加藥濃度為100 mg·L-1后，污垢熱阻值誘導(dǎo)期明顯增長(zhǎng)，在31 d時(shí)，其瞬時(shí)熱阻值仍然＜1.5×10-4m2·K·W-1，且基本趨于平穩(wěn)。

圖7中開始腐蝕速率曲線均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，這是由于新管子還沒有形成鈍化膜，在形成鈍化膜后腐蝕速率下降。投加阻垢緩蝕劑75 mg·L-1時(shí)，腐蝕速率初期基本平穩(wěn)在0.004 mm·a-1左右，在第17天左右，由于管壁結(jié)垢產(chǎn)生垢下腐蝕，伴隨著污垢熱阻的上升腐蝕速率也出現(xiàn)了上升趨勢(shì)，最終平穩(wěn)在0.007 mm·a-1，在對(duì)阻垢緩蝕劑的投加濃度調(diào)整為100 mg·L-1后，腐蝕速率的平穩(wěn)值基本控制在0.004 mm·a-1。

換熱管腐蝕速率測(cè)量的弱極化三點(diǎn)法與國(guó)標(biāo)掛片法（GB 50050—2007）相比存在一定的差別，主要影響因素為：（1）監(jiān)測(cè)位置流速的影響，因?yàn)榱魉賹?duì)腐蝕速率起加速作用，三電極系統(tǒng)的腐蝕速率在線檢測(cè)器串接在換熱管上，掛片法一般放在冷卻水浴中，換熱管內(nèi)冷卻水流速相對(duì)水浴要大；（2）腐蝕電流/電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路存在零點(diǎn)漂移，檢測(cè)值與真實(shí)值相比有一定偏差；（3）腐蝕速率在線檢測(cè)器所測(cè)為微弱信號(hào)，容易受到外界的干擾。

綜上，在核心控制參數(shù)控制范圍內(nèi)，選取藥劑濃度為100 mg·L-1時(shí)，可以滿足電廠對(duì)循環(huán)冷卻水處理效果的需要，污垢熱阻及腐蝕速率均達(dá)到了《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50050—2007）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，有效地抑制了污垢熱阻生長(zhǎng)，減輕了換熱器腐蝕，從而在安全提高濃縮倍率到4倍的情況下，優(yōu)化了水處理方案，節(jié)約了水資源，提高了電廠效益。

4 結(jié) 論

（1）開發(fā)了循環(huán)冷卻水在線監(jiān)控評(píng)價(jià)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠換熱管的結(jié)垢與腐蝕情況實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)功能。

（2）裝置可適用于不同補(bǔ)充水水質(zhì)和不同參數(shù)管殼式換熱器的水處理方案在線評(píng)價(jià)及優(yōu)化，應(yīng)用前景廣。

（3）設(shè)備將監(jiān)測(cè)與藥劑的管理結(jié)合在一起，使得系統(tǒng)裝置形成了一個(gè)閉環(huán)回路，實(shí)現(xiàn)了換熱器在線監(jiān)測(cè)和水處理劑濃度評(píng)價(jià)、實(shí)時(shí)調(diào)整。

（4）工業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該設(shè)備功能完善，穩(wěn)定性好，優(yōu)化了水處理方案，節(jié)約用水，提高電廠經(jīng)濟(jì)效益。

符 號(hào) 說(shuō) 明

cp——流體比定壓熱容，J·kg-1·K-1 d——換熱管管徑，m G——容積流量，m3·h-1 Icorr——腐蝕電流密度，mA·cm-2 K1，K2——分別為循環(huán)冷卻水電導(dǎo)率、補(bǔ)充水電導(dǎo)率，S·m-1 l——換熱管長(zhǎng)度，m N——濃縮倍率 q——熱通量，J·m-2·S-1 Rf——污垢熱阻，m2·K·W-1 S——電極有效面積，cm2 Tfi，Tfo——分別為管段流體入口溫度、管段流體出口溫度，℃ Twf，Ts——分別為管壁與污垢之間的界面溫度、管內(nèi)壁污垢表面溫度，℃ vcorr——腐蝕速率，mm·a-1 ρf，ρm——分別為流體密度、換熱管金屬密度，kg·m-3

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Development of online monitoring and evaluation device for treatment of circulating cooling water

CAO Shengxian1, ZHAO Zhenchao1, LI Sibo1, CHEN Yanfei1, FU Congwei2, REN Jibing2, FENG Baozhu2

(1School of Automation Engineering, Northeast Dianli University, Jilin 132012, Jilin, China;2Shandong Huaju Nengyuan Co. Ltd., Zoucheng 273500, Shandong, China)

A new online monitoring and evaluation device for the treatment countermeasures of circulating cooling water was developed，which is used for evaluation and optimization of water treatment countermeasures, and online monitoring of the core water quality parameters. This device can online monitor the heat exchanger fouling resistance, corrosion rate and core water quality parameters (pH, ORP, concentrated ratio) in real-time based on the fluid state, water quality, metal materials and heat transfer intensity of the power plant circulating cooling water, and can evaluate and adjust the concentration of the water treatment agent online. The monitoring system hardware including fouling resistance detector, corrosion rate detector, automatic dosing device, analysis instrumentation of water quality parameters and industrial computer was designed. And the software was developed by Delphi7.0 which can carry out monitoring parameter settings, real-time display, online control, historical data query and report printing. This device has been used in Unit 1 of the Power Plant of Shandong Yancon Croup Co., Ltd. The experimental results showed that the instantaneous fouling resistance and corrosion rate were less than 1.5×10-4m2·K·W-1and 0.005 mm·a-1, respectively, and the concentration ratio of the circulating cooling water can increase from 2 times to 4 times. This device can evaluate the water treatment dosing programs in real-time, inhibit the growth of fouling resistance effectively, reduce the corrosion of the heat exchanger and improve the economic efficiency of power plants.

circulating cooling water treatment; online monitoring; optimization; fouling; corrosion

10.11949/j.issn.0438-1157.20141859

TP 23

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51376042,51176028）。

2014-12-15.

Prof. CAO Shengxian, csxlb_jl@163.com

supported by the National Natural Science Foundation of China (51376042, 51176028).

A

0438—1157（2015）07—2649—07

2014-12-15收到初稿，2015-04-03收到修改稿。

聯(lián)系人及第一作者：曹生現(xiàn)（1974—），男，博士，教授。