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。

改进前余氯测量值如图2所示。

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% NaClO 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 1.0m3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。