钢厂除盐水站中磁翻板液位计系统化分析与改进
日期:2020-01-02 来源: 作者:
【摘 要】马钢四钢轧除盐水站为了满足用户需求,在制水过程中需要添加氧化剂次氯酸钠,系统补水流量是影响次氯酸钠投加量的关键因素,本文通过实验分析计算得出了不同补水流量时次氯酸钠投加的理论值,并运用到实际中,再结合实际情况调整加药量,zui终将系统余氯稳定的控制在合理范围内。
1 改进前系统运行情况
氧化剂(次氯酸钠)的加入量太大,系统残留余量就多,会腐蚀设备中的金属部件,对保安过滤器的滤芯和保护膜也会产生一定的负面影响 [1] ,但是投加不足就起不到杀菌效果,所以次氯酸钠的加药量必须要准确适量的控制。
改进前NaCLO的供药量完全取决于供水泵后供水管上监测点检测的余氯含量,现场使用的是手动检测,从检测出结果到反馈给加药泵后再调整加药量,再将药投加到系统,需要很长的响应时间,加药调整不及时,使水中实时的药剂量或者偏多、或者不够,不能满足现场需求,测量值波动很大。改进前该站除盐水系统使用的NaCLO投加工艺流程图如图1。
如图 1 所示,NaClO 添加系统由储药罐、溶药罐、加药泵和余氯测量装置组成。该系统加药泵的加药点在补水池出口的出水总管上,加药量根据补水池供水泵出口检测的余氯值手动调节。运行时该系统从检测余氯值到调节加药泵全部是员工手动执行,余氯检测是半个小时检测一次,人员劳动力消耗大,整个过程滞后非常严重,波动也不小。
2 除盐水站NaClO投加系统控制分析
经过长时间的观察,发现此系统的水质稳定,加药量实际跟补水流量大小关系zui为密切,因此根据进水的流量变化,加药量实时调整即可,根据前文的分析,这种系统选用纯比例控制思想较为合适 [2] 。针对这一情况,本文先从理论分析药剂量和水量的关系。
(1)实验室数据
实验室测出原水和药剂量关系如下:取1升原水,在常温下做实验,当投加10% Na-ClO药量 1.6 μL,水中含有效氯的量为 0.2 mg/ L,经计算药量为1.92 mg;当投加2.4 μL药量,水中有效氯含量是0.3 mg/L,经计算药量为2.88 mg,后又分别取原水2 L、3 L……,对应的加药量如图3。
从图3可以观察出原水量与加药量近似成正比关系。
(2)实际实验数据:
根据上述理论值,投加到实际系统中发现出水有效氯含量远低于理论值,结合现场工人经验,继续成倍加大投药量,选取7个流量值经过长期连续跟踪监测得出实际系统需药量如表1所示。
表1记录的检测结果,经过线性拟合后,得出当要求控制余氯在0.2 mg/L时的关系图如图4,当要求控制余氯为0.3 mg/L时的关系图如图5所示。
从图4、5可看出在不同的水流量区域,加药量有重叠部分。现场补水池的补水流量范围为200~800 t/h,根据图表中的加药量重叠区,结合现场实际运行状况,制定出以下控制调整规则表见表2。
从表2 可以看出,制定的余氯添加控制规则,简单易操作,现场操作工人可以很明了的,按照该规则去手动调节冲程,同时也可以选择远程计算机操作。
3 新次氯酸钠投加系统
(1)添加工艺
现场改进后NaClO添加系统工艺过程如图6。
(2)加药点的选择
如图1所示,加药点在补水池的供水管上,原加药点与后面的余氯检测点间隔距离不足1 m,药剂加入后短时间内很难混合均匀,实际检测余氯值在不停的变化,稳定不下来。改进后将加药点移至补水池,加药后药剂与水有时间充分混合均匀。
(3)控制系统改进
改进后根据来水水质稳定的特点,改进后选用比例思想控制,可以提前预判加药量,很好改善了系统的稳定性,节约了人工时。
(4)NaClO添加设备改站由储药设备和药剂投加设备两个主要部分组成了NaClO添加系统。
1)储存设备
储药系统主要由:容积为2 t,高1.5 m的原液储罐,原液储罐配有进药阀,出药阀,管路,液位标尺。
2)加药设备
加药设备主要有:2台玻璃钢材质的溶药罐,每个溶药罐配进药阀,进水阀,电动搅拌机,磁翻板液位计,出药阀,出药管;供药电机,供药阀,供药管路等组成。该系统溶药设备有2台高1 m,容积为1.0m 3 垂直圆筒式的搅拌药罐,溶药罐顶盖部配有搅拌电机,进药管道和进水管道,溶药罐体配有磁翻板式液位计,量程为 0~1 m,供药电机有 2 台,1 用 1备。现场加药泵1用1备。
(5)次氯酸钠加药系统的控制
1)配药
现场储存的是10%的NaClO原液,当原液罐液
位低于 15 cm时,开始往原液罐投加原液,当液位
达到1.5 m时停止投加。
现场两个溶药罐是连通的,每台溶药罐配一台搅拌电机,溶药罐控制为手动控制,当溶药罐液位低于0.5 m时开始配药,原液和水同时注入溶药罐(水和药的比例是1:9),同时开启搅拌电机搅拌,当药罐液位达到设定高度1 m时,停止加水和搅拌,各阀门关闭,搅拌电机停止,zui终配置成1%浓度的次氯酸钠溶液。
2)加药
加药泵的分为就地机旁控制和远程电脑控制就地模式:在机旁控制箱上,分别设有“就地”、“远程”、 “停止”控制旋钮,旋钮调到“就地”位,即可就地控制加药泵,通过手动调节加药泵进出药阀门的开启及闭合。
远程控制:在机旁控制箱上,将旋钮调到“远程”位置,通过PLC控制系统进行远程控制泵的启停及进出口阀门的开合。
当补水池的补水流量在符合表2内的某个控制范围时,按照制定的控制规则来调节泵的开度即可,通常该站每天的补水量比较稳定,一般在500 t/h,即加药泵开度调节在 38 位置,偶尔会上下有波动,但是范围在200 t/h至800 t/h,只要根据相应规则,调整就能满足要求,控制规则见表2。
清水泵出口的余氯设定值为 0.2~0.3 mg/ L,由于在线检测装置投入高,而且还后期维护成本也高,现场一直采用手动检测余氯值,正常情况下检测员会每天上午、下午各检测一次,如果在补水量变化时,调整了加药量后一段时间会再检测一次,现场一个月的供水余氯检测值如下图7所示。
如图7所示2017年3月份,该钢厂除盐水站补水余氯含量都在控制范围内,稳定运行。
4 结论
该除盐水站次氯酸钠投加系统通过理论分析计算与实际改进相结合,改善了加药滞后,波动大等现象,很好的满足了生产控制要求。
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