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(shè)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(jié)果到反饋給加藥泵后再調(diào)整加藥量，再將藥投加到系統(tǒng)，需要很長的響應(yīng)時間，加藥調(diào)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(diào)節(jié)。運行時該系統(tǒng)從檢測余氯值到調(diào)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。

改進前余氯測量值如圖2所示。

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(zhì)穩(wěn)定，加藥量實際跟補水流量大小關(guān)系zui為密切，因此根據(jù)進水的流量變化，加藥量實時調(diào)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(guān)系。

（1）實驗室數(shù)據(jù)

實驗室測出原水和藥劑量關(guān)系如下：

取1升原水，在常溫下做實驗，當投加10% NaClO 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(yīng)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(guān)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(jié)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(jié)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(guān)系圖如圖 4，當要求控制余氯為0.3 mg/L時的關(guān)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(jié)合現(xiàn)場實際運行狀況，制定出以下控制調(diào)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(diào)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(nèi)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(zhì)穩(wěn)定的特點，改進后選用比例思想控制，可以提前預(yù)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(shè)備

改站由儲藥設(shè)備和藥劑投加設(shè)備兩個主要部分組成了NaClO添加系統(tǒng)。

1）儲存設(shè)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(shè)備

加藥設(shè)備主要有：2臺玻璃鋼材質(zhì)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(shè)備有 2臺高 1 m，容積為 1.0m3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?，F(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(shè)定高度1 m時，停止加水和攪拌，各閥門關(guān)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(shè)有“就地”、“遠程”、“停止”控制旋鈕，旋鈕調(diào)到“就地”位，即可就地控制加藥泵，通過手動調(diào)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(diào)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(nèi)的某個控制范圍時，按照制定的控制規(guī)則來調(diào)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(diào)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(yīng)規(guī)則，調(diào)整就能滿足要求，控制規(guī)則見表2。清水泵出口的余氯設(shè)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(diào)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(nèi)，穩(wěn)定運行。

 

4 結(jié)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(jié)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。