用于抑制再循环蒸发冷却设备中的生物生长、结垢和/或腐蚀的控制系统和方法技术方案

本公开涉及一种用于抑制再循环蒸发冷却设备(1)中的生物生长、结垢和/或腐蚀的控制系统，其中，所述控制系统被配置为：监测来自至少一个传感器(19a

【技术实现步骤摘要】
用于抑制再循环蒸发冷却设备中的生物生长、结垢和/或腐蚀的控制系统和方法


[0001]本公开涉及一种用于抑制再循环蒸发冷却设备中(特别地，冷却塔中)的生物生长、结垢和/或腐蚀的控制系统和方法。

技术介绍

[0002]典型的再循环蒸发冷却设备包括蒸发冷却塔(ECT)，ECT在贮存器(例如，盆)中供给有冷却水。通常从贮存器泵出部分冷却水到换热器。离开换热器的经加热的水通过对其进行冷却的ECT，然后返回到贮存器。经过ECT的一部分水主要由于蒸发和其他损耗而损失。随着时间的推移，贮存器中的水位将下降并且水盐度将增大。为了防止结垢/腐蚀问题，冷却水中的具体盐浓度应当保持在由ECT操作者设定的范围内。这通常通过排出被称为排污水(BD)的某部分冷却水和/或添加新鲜的补充水(MU)到贮存器来实现。为了进一步抑制该系统中的生物生长、结垢和腐蚀，通常将不同的化学药剂添加到冷却水中。因此，现有技术中已知的ECT消耗大量的新鲜补充水(MU)和化学药剂，同时产生大量的被高浓度的溶解盐和化学药剂污染的废水(BD)。
[0003]US2015/0330725A1描述了一种反渗透再循环回路，用于通过使冷却水去离子化来减少污染废水的量。然而，US2015/0330725A1的系统不能实现期望的补充水节约或期望的排污水减少。此外，US2015/0330725A1的反渗透循环没有得以有效地控制以便减少昂贵的膜清洁的次数。
[0004]因此，本公开的目的是提供一种控制系统和方法，用于至少实现期望的补充水节约和/或期望的排污水减少，同时有效地抑制再循环蒸发冷却设备中的生物生长、结垢和腐蚀。

技术实现思路

[0005]根据本公开的第一方面，提供了一种用于抑制再循环蒸发冷却设备中的生物生长、结垢和/或腐蚀的控制系统，其中，所述控制系统被配置为：
‑
监测来自至少一个传感器的值，其中，所述值指示再循环蒸发冷却设备的冷却液中的离子浓度；以及
‑
控制至少一个流量调节装置以调节再循环蒸发冷却设备的至少一个去离子化单元的液压操作，其中，所述控制系统被配置为只要监测到的值不超过预定阈值，就基于自适应目标节水来控制所述至少一个去离子化单元的液压操作的至少一个参数。
[0006]这里，原理是旨在在冷却液中的离子浓度允许的情况下通过控制去离子化单元的液压操作来实现最大量的节水。换言之，以产生自适应目标节水为目标来控制操作去离子化单元的频率、程度和/或强度。上述的控制系统在确保再循环蒸发冷却设备中的生物生长、结垢和/或腐蚀得以充分抑制的同时产生最大的节水。本文中应当注意的是，术语“去离
子化”将包括通过任何方式(包括脱盐、物理过滤和/或化学反应)对一种或多种离子的任何还原。
[0007]可选地，控制系统可以包括控制模块、所述至少一个传感器和所述至少一个流量调节装置，其中，控制模块具有与所述至少一个传感器和与所述至少一个流量调节装置的有线或无线信号连接。控制模块可以实现为计算机、可编程逻辑控制器(PLC)或基于云的计算系统上的硬件或软件。替代地或另外地，控制模块可以实现为所述至少一个传感器和/或所述至少一个流量调节装置的控制电子器件中的硬件或软件。
[0008]可选地，所述至少一个传感器可以被配置和布置为测量离子浓度和/或电导率。电导率通常与离子浓度相关，因此可以用于测量离子浓度。然而，可以存在测量和指示离子浓度的其他方式。要滤出的典型离子可以是硫酸根SO
42
‑
、钙Ca
2+
、氯Cl
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或二氧化硅等。替代地或另外地，所述至少一个传感器可以被配置和布置为测量溶解的和/或悬浮的有机或非有机物质的浓度。例如，可以测量光在冷却液中的透射和/或吸收和/或衍射以监测污染程度。
[0009]可选地，所述至少一个流量调节装置可以包括至少一个泵和/或至少一个阀。具体地，所述至少一个泵的速度和/或运行的泵的数量可以由控制模块控制。优选地，控制模块可以被配置为控制所述至少一个阀的开度和/或打开或关闭所述至少一个阀中的哪一个。所述至少一个泵和/或阀可以是压力控制的或流量控制的。来自一个或多个压力传感器的一个或多个压力值以及/或者来自一个或多个流量传感器的一个或多个流量值可以用作闭环控制中的反馈值，以建立所述至少一个去离子化单元处的目标输入压力和/或通过所述至少一个去离子化单元的目标流量。
[0010]可选地，所述至少一个去离子化单元的液压操作的至少一个参数可以是去离子化循环的频率和/或通过所述至少一个去离子化单元的流量和/或每个去离子化循环的去离子化持续时间。每个去离子化循环的去离子化持续时间可以与去离子化循环的频率或流量的倒数相关，或者独立于任一个设置。优选地，可以根据优先级排序方案来控制所述至少一个去离子化单元的液压操作的参数。
[0011]可选地，所述控制系统可以被配置为仅当去离子化循环的频率和/或每个去离子化循环的去离子化持续时间达到最大值时才使通过所述至少一个去离子化单元的流量增加。优选地，如果需要更多的去离子化，则增加去离子化循环的频率为第一选择。如果去离子化循环的频率处于最大值并且仍然需要更多的去离子化，则增加通过所述至少一个去离子化单元的流量为第二选择。反之亦然，如果需要较少的去离子化，则减少通过所述至少一个去离子化单元的流量为第一选择。如果通过所述至少一个去离子化单元的流量处于初始值并且仍然需要较少的去离子化，则降低去离子化循环的频率为第二选择。这种优先级排序方案的原因是所述至少一个去离子化单元的性能随着流量的增加而降低，使得通过所述至少一个去离子化单元的流量优选地保持尽可能低。与流量的增加相反，可以减少每个去离子化循环的去离子化持续时间，以便保持每个去离子化循环的总去离子化体积。
[0012]可选地，自适应目标节水可以指示排污水和/或补充水的目标减少。例如，自适应目标节水可以初始设置为10％或另一初始值。自适应目标节水可以被解释为与在不使用本文公开的控制系统的情况下消耗的排污水和/或补充水相比，排污水和/或补充水的目标相对减少。因此，可以存储或输入传统设置的固定或可配置参数，其确定具有参考排污水产物和/或参考补充水消耗的参考蒸发冷却设施。
[0013]可选地，控制系统可以被配置为对所述至少一个去离子化单元的液压操作的所述至少一个参数进行递归控制，其中，至少在如下情况下增大所述至少一个去离子化单元的液压操作的所述至少一个参数：监测到的值正在以超过预定比率限度的比率朝向所述预定阈值改变，以及，其中，至少在如下情况下增大所述自适应目标节水：监测到的值在预定阈值附近的预定范围之外并且不是正在以超过预定比率限度的比率朝向预定阈值改变，并且所述至少一个去离子化单元的液压操作的所述至少一个参数处于相应的初始参数。
[0014]因此，优选的是监测指示离子浓度的值随时间的变化率，即斜率或一阶导数。例如，可以测量指示在每个去离子化循环开始时的离子浓度的第一值和指示在每个去离子化循环结束时或在随后的去离子化循环开始时的离子浓度的第二值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制系统，用于抑制再循环蒸发冷却设备(1)中的生物生长、结垢和/或腐蚀，其中，所述控制系统被配置为：
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监测来自至少一个传感器(19a
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19l)的值C，其中，所述值指示所述再循环蒸发冷却设备(1)的冷却液中的离子浓度；以及
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控制至少一个流量调节装置(21、23)以调节所述再循环蒸发冷却设备(1)的至少一个去离子化单元(13)的液压操作，其中，所述控制系统被配置为只要监测到的值C不超过预定阈值，就基于自适应目标节水来控制所述至少一个去离子化单元(13)的液压操作的至少一个参数。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述至少一个去离子化单元(13)的液压操作的所述至少一个参数是：去离子化循环的频率和/或通过所述至少一个去离子化单元的流量Q
p
和/或每个去离子化循环的去离子化持续时间T
d
。3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置为仅当去离子化循环的频率和/或每个去离子化循环的去离子化持续时间T
d
已达到最大值时才使通过所述至少一个去离子化单元的流量Q
p
增加。4.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置为对所述至少一个去离子化单元(13)的液压操作的所述至少一个参数进行递归控制，其中，至少在如下情况下增大所述至少一个去离子化单元(13)的液压操作的所述至少一个参数：所监测到的值正在以超过预定比率限度的比率朝向所述预定阈值改变，以及其中，至少在如下情况下增大所述自适应目标节水：所监测到的值在所述预定阈值附近的预定范围之外并且不是正在以超过所述预定比率限度的比率朝向所述预定阈值改变，并且所述至少一个去离子化单元(13)的液压操作的所述至少一个参数处于相应的初始参数。5.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置为对所述至少一个去离子化单元(13)的液压操作的所述至少一个参数进行递归控制，其中，至少在如下情况下维持所述至少一个去离子化单元(13)的液压操作的所述至少一个参数和所述自适应目标节水：所监测到的值在所述预定阈值附近的预定范围内，并且正在以不超过预定比率限度的比率朝向所述预定阈值改变。6.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置为对所述至少一个去离子化单元(13)的液压操作的所述至少一个参数进行递归控制，其中，至少在如下情况下减小所述自适应目标节水：所监测到的值正在以超过预定比率限度的比率朝向所述预定阈值改变，并且所述至少一个去离子化单元(13)的液压操作的所述至少一个参数处于相应的参数最大值，以及其中，至少在如下情况下减小所述至少一个去离子化单元(13)的液压操作的所述至少一个参数：所监测到的值正在远离所述预定阈值改变并且所述自适应目标节水等于或高于初始目标节水。7.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置为：监测所述至少一个去离子化单元(13)的性能值；以及如果所述性能值超过预定性能阈值，则触发所述至少一个去离子化单元的再生循环和/或清洁循环。
8.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述控制系统被配置为对所述自适应目标节水进行递归调整，其中，至少在如下情况下增大所述自适应目标节水：所述自适应目标节水低于初始目标节水，并且
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所监测到的值正在远离所述预定阈值改变，或者
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所监测到的值在...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：格兰富控股联合股份公司，
类型：发明
国别省市：