工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法與控制系統的製作方法
2023-10-10 10:19:34 2
專利名稱：工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法與控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及控制工業循環水水質穩定的自動加藥系統及排汙系統控制。
背景技術：
工業循環冷卻水系統通過投加水質穩定劑及排汙控制系統換熱設備和管道的腐 蝕、結垢及循環水系統的殺菌滅藻。冷卻水處理中所用的緩蝕劑、阻垢劑、分散劑統稱為水 質穩定劑。將緩蝕劑、阻垢劑、分散劑組成配方，可配製複合藥劑，緩蝕劑、阻垢劑中含有機 膦。要想獲得良好的水處理效果，除選用優良的配方外，關鍵是要將水質穩定劑的濃度嚴格 控制在規定的範圍內。水質穩定複合配方及投加量是根據循環水補充水的水質情況，通過 實驗確定，由於有機膦酸緩蝕阻垢效果好，不宜水解，用量低等有點，廣泛應用於循環水水 質穩定劑中，複合藥劑配方及投加量確定了，循環水中有機膦含量就確定了，自動加藥裝置 也是基於此而發明的。目前，國內循環水系列一般採用人工定時均勻加藥，通過分析取得水中藥劑濃度 的有效值，以此為依據來調節計量泵的開度。但由於系統容積很大，藥劑濃度不規範，循環 水排汙控制不好，分析數據的滯後性和分析頻率的有限性，使加藥量調節局限於幾天一次 或長期不調節，直接影響循環水系統的正常運行，設備管道腐蝕、結垢的情況比較嚴重，直 接影響了生產。因此，要將水質穩定劑的濃度控制在工業指標範圍內，還存在著一定的困 難。目前採用的自動加藥方式也只是依據補水流量或電導率的變化來線性控制加藥泵的開 度，仍不能實現精確控制加藥量。
發明內容
本發明的目的是提供一種可精確控制加藥量、節省人工及藥劑費用、可保證水質 穩定的工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法與控制系統。為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法，該方法通過有機膦檢測儀實時跟蹤檢 測循環水中的有機膦含量，以循環水中有機膦含量確定循環水中水質穩定劑含量，通過對 循環水系統中有機膦的精確測量，跟蹤循環水中藥劑有效成分的變化，並將檢測數值反饋 到PLC控制系統，由PLC控制系統實時調節水質穩定藥劑投加泵的轉速，調節加藥量，通過 PLC控制系統在設定的藥劑量的範圍內，對加藥量實現精確控制。該方法通過鈣離子監測儀實時跟蹤檢測循環水中鈣離子含量，並將檢測數據反饋 到PLC控制系統，PLC控制系統根據已設定的循環水中鈣離子的濃度，判斷循環水中鈣離子 含量是否超標，是否滿足循環水水質的要求，若鈣離子濃度高了，說明循環水容易結垢，需 要增加排汙量及補水，以此實現對循環水系統水質穩定進行精確控制。該方法通過監測儀實時跟蹤檢測循環水中鎂離子、或氯離子、或含鹽量、或電導率 的變化，將檢測數據反饋到PLC控制系統，PLC控制系統根據已設定的循環水中鎂離子或氯 離子或含鹽量的濃度、或電導率大小的變化，判斷循環水中總溶解固體含量是否超標，是否滿足循環水水質的要求，若總溶解固體含量高了，說明需要增加排汙量及補水，以此實現對 循環水系統水質進行精確控制。實現所述工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法的控制系統，包括PLC控制系 統、流量計、PH控制儀、電導儀、有機膦檢測儀，有機膦檢測儀通過數據採集模塊和通訊埠 將採集的有機膦含量數據信號反饋至PLC控制系統，PLC控制系統根據設定的循環水中藥 劑投加濃度範圍，判斷是否需要增加或減少藥劑量，如需調整，則輸出信號至藥劑投加泵， 由投加泵調整加藥量。所述的PLC控制系統還輸出另一路信號至計算機數據採集管理系統，為計算機數 據採集管理系統提供數據。所述的工業循環水自動加藥及水質穩定控制系統還包括鈣離子檢測儀，鈣離子檢 測儀通過數據採集模塊和通訊埠將採集的鈣離子含量數據信號反饋至PLC控制系統， PLC控制系統根據已設定的循環水中鈣離子的濃度，判斷循環水中鈣離子含量是否超標，若 鈣離子濃度高了，說明需要增加排汙量，由PLC控制系統控制排汙閥工作。與現有技術相比，本發明的有益效果是1)通過有機膦監測儀表跟蹤檢測循環水中的有機膦含量確定循環水中水質穩定 劑量，通過對循環水系統中的藥劑進行有效精確測量，跟蹤循環水中藥劑有效成份的變化 量，並將檢測數值反饋到PLC系統，PLC系統根據監測的數據判斷循環水中藥劑量的大小， PLC中已設定循環水中水質穩定劑的濃度，以有機膦含量計，實時調解水質穩定藥劑投加計 量泵的轉速，調節加藥量，通過PLC在設定的藥劑量的範圍內，進行精確控制。因此，克服了 普通裝置比例式加藥方法的缺點，從而節省人工及藥劑費用。2)通過檢測儀表跟蹤檢測循環水中的鈣離子(鎂離子、氯離子、含鹽量、電導率等 某一項指標作為基準指標)含量，並將檢測數值反饋到PLC系統，PLC系統根據監測的數據 判斷循環水中鈣離子濃度的大小，PLC中已設定循環水中鈣離子的濃度，以此來判斷循環水 各種離子濃度是否超標，是否滿足循環水水質的要求，鈣離子(或其他一項監測的基準指 標)濃度高了，說明需要增加排汙量，依此對循環水系統中的藥劑有效進行精確測量，跟蹤 循環水中鈣離子(或其他一項監測的基準指標)成份的變化量，通過PLC在設定的範圍內， 進行精確控制。既保證了循環水水質，也減少了排汙量，節省新水消耗量。3)該系統採用先進的PLC控制技術進行自動加藥和排汙控制。操作時只需將循環 水的回水引入控制儀的採樣水進口，此時水中的有機膦的有效成份隨時被控制儀監測，並 在數字顯示器上顯示。同時，該控制儀設置了 二路4-20mA標準電流輸出，一路直接輸入自 動加藥泵，根據生產設定的範圍來控制自動加藥泵的轉速，以保證加藥合格率；另一路輸入 計算機數據採集管理系統，為計算機自動化管理奠定基礎。4)該系統由PLC控制系統、流量計、PH控制儀、有機膦檢測儀、鈣離子檢測儀、電導 儀等在線監控儀器組成，可對循環水樣中的流量、PH值、有機膦、鈣離子、電導率等參數進行 在線快速、準確、連續的檢測，通過數據採集模塊和通信埠送至PLC進行數據處理。當循 環水的某種參數高於或低於規定的上、下限時，本系統會自動報警以便人工檢查。在計算機 出現故障等特殊情況下可進行手動操作。5)基於上述原理，對數據採集量電導率和有機膦等參數進行優化決策，調整到適 合的加藥量，使系統中的藥劑濃度在控制範圍內。根據已確定的濃縮倍數，設定鈣離子、電導率的控制範圍。在循環冷卻水運行過程中，通過控制排汙和補水，實現濃縮倍數基本保持 不變，保證循環水系統運行穩定。循環冷卻水自動加藥控制系統是以智能儀表和計算機為 核心，不僅操作方便，而且智能化程度大大提高。自動加藥控制系統性能和可靠性較高，適 合於不同的場合以及不同用戶的要求，在控制循環水腐蝕、結垢和菌藻的條件下，實現節省 用水和用藥的目的。
圖1是工業循環水自動加藥及水質穩定控制系統結構圖。圖中I-PLC控制系統 2-電導儀 3-有機膦檢測儀 4_鈣離子檢測儀 5_PH 控制儀6-電導溫度探頭 7-膦離子探頭 8-鈣離子探頭 9-PH探頭 10-熱交換器 11-循環水泵12-補水流量計13-循環水池14-藥劑原液罐15-輸液泵16-流量 計17-水質穩定劑溶解槽18-投加泵19-流量計20-水質穩定劑溶解槽21-投加 泵
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。實施例1見圖1，工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法，該方法通過有機膦檢測儀3及 膦離子探頭8實時跟蹤檢測循環水中的有機膦含量，以循環水中有機膦含量確定循環水中 水質穩定劑含量，通過對循環水系統中有機膦的精確測量，跟蹤循環水中藥劑有效成分的 變化，並將檢測數值反饋到PLC控制系統1，由PLC控制系統1實時調節水質穩定藥劑投加 泵21及水質穩定藥劑投加泵18的轉速，調節加藥量，通過PLC控制系統在設定的藥劑量的 範圍內，對加藥量實現精確控制。該系統採用先進的PLC控制技術進行自動加藥和排汙控制。操作時只需將循環水 的回水引入控制儀的採樣水進口，此時水中的有機膦的有效成份即通過膦離子探頭8隨時 被PLC控制系統監測，並在數字顯示器上顯示。同時，PLC控制系統設置了二路4-20mA標 準電流輸出，一路直接輸入藥劑投加泵18及投加泵21，根據生產設定的範圍來控制自動加 藥泵的轉速，以保證加藥合格率；另一路輸入計算機數據採集管理系統，為計算機自動化管 理奠定基礎。工業循環水自動加藥及水質穩定控制系統，包括PLC控制系統1、流量計19、PH控 制儀5、電導儀2、有機膦檢測儀3，有機膦檢測儀3通過數據採集模塊(即膦離子探頭8)和 通訊埠將採集的有機膦含量數據信號反饋至PLC控制系統1，PLC控制系統1根據設定的 藥劑量的投加濃度(複合藥劑40-42mg/l，有機膦含量0. 7-0. 9mg/l)範圍，判斷是否需要調 整藥劑投加量，如需調整，則輸出信號至藥劑投加泵18及投加泵21，由投加泵調整加藥量。實施例2見圖1，工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法，該方法通過有機膦檢測儀3及 膦離子探頭7實時跟蹤檢測循環水中的有機膦含量，以循環水中有機膦含量確定循環水中 水質穩定劑含量，通過對循環水系統中有機膦的精確測量，跟蹤循環水中藥劑有效成分的 變化，並將檢測數值反饋到PLC控制系統1，由PLC控制系統1實時調節水質穩定藥劑投加泵21及水質穩定藥劑投加泵18的轉速，調節加藥量，通過PLC控制系統在設定的藥劑量的 範圍內，對加藥量實現精確控制。該方法通過鈣離子監測儀4及鈣離子探頭8實時跟蹤檢測循環水中鈣離子含量， 並將檢測數據反饋到PLC控制系統1，PLC控制系統1根據已設定的循環水中鈣離子的濃 度，判斷循環水中鈣離子含量是否超標，是否滿足循環水水質的要求，若鈣離子濃度高了， 說明需要增加排汙量及補水，以此實現對循環水系統中的藥劑進行精確測量。該方法還可通過監測儀實時跟蹤檢測循環水中鎂離子、或氯離子、或含鹽量、或電 導率的變化，將檢測數據反饋到PLC控制系統，PLC控制系統根據已設定的循環水中鎂離子 或氯離子或含鹽量的濃度、或電導率大小的變化，判斷循環水中雜質含量是否超標，是否滿 足循環水水質的要求，若雜質含量高了，說明需要增加排汙量及補水，以此實現對循環水系 統中的藥劑進行精確測量。該系統採用先進的PLC控制技術進行自動加藥和排汙控制。操作時只需將循環水 的回水引入控制儀的採樣水進口，此時水中的有機膦的有效成份即通過膦離子探頭7隨時 被PLC控制系統監測，並在數字顯示器上顯示。同時，PLC控制系統設置了二路4-20mA標 準電流輸出，一路直接輸入藥劑投加泵18及投加泵21，根據生產設定的範圍來控制自動加 藥泵的轉速，以保證加藥合格率；另一路輸入計算機數據採集管理系統，為計算機自動化管 理奠定基礎。工業循環水自動加藥及水質穩定控制系統，包括PLC控制系統1、流量計19、PH控 制儀5、電導儀2、有機膦檢測儀3、鈣離子檢測儀4，有機膦檢測儀3通過數據採集模塊(即 膦離子探頭7)和通訊埠將採集的有機膦含量數據信號反饋至PLC控制系統1，PLC控制 系統1根據設定的藥劑量的投加濃度(複合藥劑40-42mg/l，有機膦含量0. 7-0. 9mg/l)範 圍，判斷是否需要調整藥劑投加量，如需調整，則輸出信號至藥劑投加泵18及投加泵21，由 投加泵調整加藥量。鈣離子檢測儀4通過數據採集模塊(即鈣離子探頭8)和通訊埠將 採集的鈣離子含量數據信號反饋至PLC控制系統1，PLC控制系統1根據已設定的循環水中 鈣離子的濃度，判斷循環水中鈣離子含量是否超標，若鈣離子濃度高了，說明需要增加排汙 量，由PLC控制系統控制排汙閥工作。當循環水的某種參數高於或低於規定的上、下限時， 本系統會自動報警以便人工檢查。在計算機出現故障等特殊情況下可進行手動操作。本發明工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法及系統主要用於工業循環冷卻 水系統，通過投加水質穩定劑控制系統換熱設備和管道的腐蝕、結垢及循環水系統的殺菌 滅藻。冷卻水系統由循環水池13、熱交換器10、循環水泵11組成，還設有補水管道，補水管 道上設有補水流量計12與PLC控制系統相連接。加藥過程是藥劑由藥劑原液罐14經輸液泵15、流量計16進入水質穩定劑溶解 槽17及水質穩定劑溶解槽20，由電導溫度探頭6、電導儀2測得的電導率信號、由有機膦離 子探頭7、有機膦檢測儀3測得的循環水中的有機膦濃度信號、由鈣離子探頭8、鈣離子檢測 儀4測得的循環水中的鈣濃度信號、由PH探頭9、PH控制儀5測得的循環水PH值信號均傳 遞給PLC控制系統，由PLC控制系統1實時調節水質穩定藥劑投加泵21及水質穩定藥劑投 加泵18的轉速，調節加藥量，通過PLC控制系統在設定的藥劑量的範圍內，對加藥量實現精 確控制。
權利要求
1.工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法，其特徵在於，該方法通過有機膦檢測儀 實時跟蹤檢測循環水中的有機膦含量，以循環水中有機膦含量確定循環水中水質穩定劑含 量，通過對循環水系統中有機膦的精確測量，跟蹤循環水中藥劑有效成分的變化，並將檢測 數值反饋到PLC控制系統，由PLC控制系統實時調節水質穩定藥劑投加泵的轉速，調節加藥 量，通過PLC控制系統在設定的藥劑量的範圍內，對加藥量實現精確控制。
2.工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法，其特徵在於，該方法通過鈣離子監測儀 實時跟蹤檢測循環水中鈣離子含量，並將檢測數據反饋到PLC控制系統，PLC控制系統根據 已設定的循環水中鈣離子的濃度，判斷循環水中鈣離子含量是否超標，是否滿足循環水水 質的要求，若鈣離子濃度高了，說明循環水容易結垢，說明需要增加排汙量，以此實現對循 環水系統水質進行精確控制。
3.工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法，其特徵在於，該方法通過監測儀實時跟 蹤檢測循環水中鎂離子、或氯離子、或含鹽量、或電導率的變化，將檢測數據反饋到PLC控 制系統，PLC控制系統根據已設定的循環水中鎂離子或氯離子或含鹽量的濃度、或電導率大 小的變化，判斷循環水中總溶解固體含量是否超標，是否滿足循環水水質的要求，若總溶解 固體含量高了，需要增加排汙量，以此實現對循環水系統水質進行精確控制。
4.實現權利要求1所述工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法的控制系統，其特徵 在於，包括PLC控制系統、流量計、PH控制儀、電導儀、有機膦檢測儀，有機膦檢測儀通過數 據採集模塊和通訊埠將採集的有機膦含量數據信號反饋至PLC控制系統，PLC控制系統 根據設定的藥劑量的投加濃度範圍，判斷是否需要增加或減少藥劑量，如需調整，則輸出信 號至藥劑投加泵，由投加泵調整加藥量。
5.根據權利要求4所述的工業循環水自動加藥及水質穩定控制系統，其特徵在於，所 述的PLC控制系統還輸出另一路信號至計算機數據採集管理系統，為計算機數據採集管理 系統提供數據。
6.根據權利要求4所述的工業循環水自動加藥及水質穩定控制系統，其特徵在於，還 包括鈣離子檢測儀，鈣離子檢測儀通過數據採集模塊和通訊埠將採集的鈣離子含量數據 信號反饋至PLC控制系統，PLC控制系統根據已設定的循環水中鈣離子的濃度，判斷循環水 中鈣離子含量是否超標，若鈣離子濃度高了，說明需要增加排汙量，由PLC控制系統控制排 汙閥工作。
全文摘要
本發明涉及工業循環水自動加藥及水質穩定控制方法及控制系統，該方法通過有機膦檢測儀實時跟蹤檢測循環水中的有機膦含量，以循環水中有機膦含量確定循環水中水質穩定劑含量，通過對循環水系統中有機膦的精確測量，跟蹤循環水中藥劑有效成分的變化，並將檢測數值反饋到PLC控制系統，由PLC控制系統實時調節水質穩定藥劑投加泵的轉速，調節加藥量，通過PLC控制系統在設定的藥劑量的範圍內，對加藥量實現精確控制；同時，根據循環水中鈣離子濃度的檢測，對循環水排汙量實現精確控制。優點是可精確控制加藥量、節省人工及藥劑費用、可有效保證水質穩定。
文檔編號G05B19/05GK102004461SQ20101027893
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月13日 優先權日2010年9月13日
發明者尹君賢, 張一紅 申請人:中冶焦耐(大連)工程技術有限公司, 中冶焦耐工程技術有限公司