鋼廠除鹽水站中磁翻板液位計系統(tǒng)化分析與改進
日期：2020-01-02 來源： 作者：
【摘 要】馬鋼四鋼軋除鹽水站為了滿足用戶需求，在制水過程中需要添加氧化劑次氯酸鈉，系統(tǒng)補水流量是影響次氯酸鈉投加量的關鍵因素，本文通過實驗分析計算得出了不同補水流量時次氯酸鈉投加的理論值，并運用到實際中，再結合實際情況調整加藥量，zui終將系統(tǒng)余氯穩(wěn)定的控制在合理范圍內。
1 改進前系統(tǒng)運行情況
氧化劑（次氯酸鈉）的加入量太大，系統(tǒng)殘留余量就多，會腐蝕設備中的金屬部件，對保安過濾器的濾芯和保護膜也會產(chǎn)生一定的負面影響 [1] ，但是投加不足就起不到殺菌效果，所以次氯酸鈉的加藥量必須要準確適量的控制。
改進前NaCLO的供藥量完全取決于供水泵后供水管上監(jiān)測點檢測的余氯含量，現(xiàn)場使用的是手動檢測，從檢測出結果到反饋給加藥泵后再調整加藥量，再將藥投加到系統(tǒng)，需要很長的響應時間，加藥調整不及時，使水中實時的藥劑量或者偏多、或者不夠，不能滿足現(xiàn)場需求，測量值波動很大。改進前該站除鹽水系統(tǒng)使用的NaCLO投加工藝流程圖如圖1。
如圖 1 所示，NaClO 添加系統(tǒng)由儲藥罐、溶藥罐、加藥泵和余氯測量裝置組成。該系統(tǒng)加藥泵的加藥點在補水池出口的出水總管上，加藥量根據(jù)補水池供水泵出口檢測的余氯值手動調節(jié)。運行時該系統(tǒng)從檢測余氯值到調節(jié)加藥泵全部是員工手動執(zhí)行，余氯檢測是半個小時檢測一次，人員勞動力消耗大，整個過程滯后非常嚴重，波動也不小。
2 除鹽水站NaClO投加系統(tǒng)控制分析
經(jīng)過長時間的觀察，發(fā)現(xiàn)此系統(tǒng)的水質穩(wěn)定，加藥量實際跟補水流量大小關系zui為密切，因此根據(jù)進水的流量變化，加藥量實時調整即可，根據(jù)前文的分析，這種系統(tǒng)選用純比例控制思想較為合適 [2] 。針對這一情況，本文先從理論分析藥劑量和水量的關系。
（1）實驗室數(shù)據(jù)
實驗室測出原水和藥劑量關系如下：取1升原水，在常溫下做實驗，當投加10% Na-ClO藥量 1.6 μL，水中含有效氯的量為 0.2 mg/ L，經(jīng)計算藥量為1.92 mg；當投加2.4 μL藥量，水中有效氯含量是0.3 mg/L，經(jīng)計算藥量為2.88 mg，后又分別取原水2 L、3 L……，對應的加藥量如圖3。
從圖3可以觀察出原水量與加藥量近似成正比關系。
（2）實際實驗數(shù)據(jù)：
根據(jù)上述理論值，投加到實際系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)出水有效氯含量遠低于理論值，結合現(xiàn)場工人經(jīng)驗，繼續(xù)成倍加大投藥量，選取7個流量值經(jīng)過長期連續(xù)跟蹤監(jiān)測得出實際系統(tǒng)需藥量如表1所示。
表1記錄的檢測結果，經(jīng)過線性擬合后，得出當要求控制余氯在0.2 mg/L時的關系圖如圖4，當要求控制余氯為0.3 mg/L時的關系圖如圖5所示。
從圖4、5可看出在不同的水流量區(qū)域，加藥量有重疊部分?，F(xiàn)場補水池的補水流量范圍為200~800 t/h，根據(jù)圖表中的加藥量重疊區(qū)，結合現(xiàn)場實際運行狀況，制定出以下控制調整規(guī)則表見表2。
從表2 可以看出，制定的余氯添加控制規(guī)則，簡單易操作，現(xiàn)場操作工人可以很明了的，按照該規(guī)則去手動調節(jié)沖程，同時也可以選擇遠程計算機操作。
3 新次氯酸鈉投加系統(tǒng)
（1）添加工藝
現(xiàn)場改進后NaClO添加系統(tǒng)工藝過程如圖6。
（2）加藥點的選擇
如圖1所示，加藥點在補水池的供水管上，原加藥點與后面的余氯檢測點間隔距離不足1 m，藥劑加入后短時間內很難混合均勻，實際檢測余氯值在不停的變化，穩(wěn)定不下來。改進后將加藥點移至補水池，加藥后藥劑與水有時間充分混合均勻。
（3）控制系統(tǒng)改進
改進后根據(jù)來水水質穩(wěn)定的特點，改進后選用比例思想控制，可以提前預判加藥量，很好改善了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，節(jié)約了人工時。
（4）NaClO添加設備改站由儲藥設備和藥劑投加設備兩個主要部分組成了NaClO添加系統(tǒng)。
1）儲存設備
儲藥系統(tǒng)主要由：容積為2 t，高1.5 m的原液儲罐，原液儲罐配有進藥閥，出藥閥，管路，液位標尺。
2）加藥設備
加藥設備主要有：2臺玻璃鋼材質的溶藥罐，每個溶藥罐配進藥閥，進水閥，電動攪拌機，磁翻板液位計，出藥閥，出藥管；供藥電機，供藥閥，供藥管路等組成。該系統(tǒng)溶藥設備有2臺高1 m，容積為1.0m 3 垂直圓筒式的攪拌藥罐，溶藥罐頂蓋部配有攪拌電機，進藥管道和進水管道，溶藥罐體配有磁翻板式液位計，量程為 0~1 m，供藥電機有 2 臺，1 用 1備。現(xiàn)場加藥泵1用1備。
（5）次氯酸鈉加藥系統(tǒng)的控制
1)配藥
現(xiàn)場儲存的是10%的NaClO原液，當原液罐液
位低于 15 cm時，開始往原液罐投加原液，當液位
達到1.5 m時停止投加。
現(xiàn)場兩個溶藥罐是連通的，每臺溶藥罐配一臺攪拌電機，溶藥罐控制為手動控制，當溶藥罐液位低于0.5 m時開始配藥，原液和水同時注入溶藥罐（水和藥的比例是1:9），同時開啟攪拌電機攪拌，當藥罐液位達到設定高度1 m時，停止加水和攪拌，各閥門關閉，攪拌電機停止，zui終配置成1%濃度的次氯酸鈉溶液。
2)加藥
加藥泵的分為就地機旁控制和遠程電腦控制就地模式：在機旁控制箱上，分別設有“就地”、“遠程”、 “停止”控制旋鈕，旋鈕調到“就地”位，即可就地控制加藥泵，通過手動調節(jié)加藥泵進出藥閥門的開啟及閉合。
遠程控制：在機旁控制箱上，將旋鈕調到“遠程”位置，通過PLC控制系統(tǒng)進行遠程控制泵的啟停及進出口閥門的開合。
當補水池的補水流量在符合表2內的某個控制范圍時，按照制定的控制規(guī)則來調節(jié)泵的開度即可，通常該站每天的補水量比較穩(wěn)定，一般在500 t/h，即加藥泵開度調節(jié)在 38 位置，偶爾會上下有波動，但是范圍在200 t/h至800 t/h，只要根據(jù)相應規(guī)則，調整就能滿足要求，控制規(guī)則見表2。
清水泵出口的余氯設定值為 0.2～0.3 mg/ L，由于在線檢測裝置投入高，而且還后期維護成本也高，現(xiàn)場一直采用手動檢測余氯值，正常情況下檢測員會每天上午、下午各檢測一次，如果在補水量變化時，調整了加藥量后一段時間會再檢測一次，現(xiàn)場一個月的供水余氯檢測值如下圖7所示。
如圖7所示2017年3月份，該鋼廠除鹽水站補水余氯含量都在控制范圍內，穩(wěn)定運行。
4 結論
該除鹽水站次氯酸鈉投加系統(tǒng)通過理論分析計算與實際改進相結合，改善了加藥滯后，波動大等現(xiàn)象，很好的滿足了生產(chǎn)控制要求。
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