1.引言
加氯加礬是水廠凈水工藝中的主要環(huán)節(jié)，投加效果的好壞直接影響出廠水的水質(zhì)。過去傳統(tǒng)的投加方法主要是憑操作人員的經(jīng)驗(yàn)滲考檢測的原水、沉淀水濁度.攪拌試驗(yàn)結(jié)果，濾后水余氯等諸多因素來進(jìn)行礬、氯的人工投加。但是這種工藝盲目性較大，對于原水，濾后水流量礬液的流量得沒有精確測量，出廠水水質(zhì)沒有可靠的保簿。近幾年.隨著供水行業(yè)自動(dòng)化水平提高.自動(dòng)加氯加礬系統(tǒng)的引進(jìn)，要求對各工序間水流量.礬液流量進(jìn)行精確測量，以保證自動(dòng)投加的效果。而由于礬液的腐蝕性.原水含有的雜質(zhì)，流體壓力的損失等因素，需要尋找一種快速響應(yīng)高精度流量計(jì)顯得尤為重要。
2.工藝過程分析
2.1自動(dòng)加氯、加礬系統(tǒng)工藝
自來水廠的加氯消毒分兩種：分別為過濾之前加氯的濾前加氯和過濾之后加氯的濾后加氯。濾前加氯為開環(huán)控制，僅是原水流量計(jì)測得的原水流量信號(hào)(4-20 mA)后傳給加氯控制儀(ALLDOS-325)，然后根據(jù)控制儀上設(shè)定的比例系數(shù)(0-100％)一修正輸出信號(hào)控制加氯機(jī)的投加量.該系統(tǒng)見圖1.加氯機(jī)型號(hào)為ALLDOS·V120。
濾后加氯的自動(dòng)控制為閉環(huán)控制，即前饋信號(hào)是過濾后水的流量計(jì)輸出信號(hào)(4-20mA)給加氯控制儀(ALLDOS--425，復(fù)合環(huán)控制儀)，根據(jù)控制儀上設(shè)定的比例系數(shù)(0-100％)-進(jìn)行謂整，同時(shí)采樣反饋的余氯信號(hào)與加氯控制儀預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值—余氯設(shè)定值比較，最后加氯控制儀再輸出信號(hào)給加氯機(jī)(ALLDOS，V120)，調(diào)節(jié)投加量。電磁流量計(jì)在自動(dòng)加氯系統(tǒng)中主要用于原水或?yàn)V后水的計(jì)量.所以對電磁流量計(jì)的測量要求相對較低·
自動(dòng)加礬系統(tǒng)是通過檢測原水流量信號(hào)及SCD信號(hào)，初級調(diào)整控制加礬活塞泵的頻率及沖程，通過礬液流量計(jì)的流量反饋信號(hào)細(xì)微調(diào)整，兩者結(jié)合從而達(dá)到精確控制活塞泵的礬液投加流量(見圖2)。從工藝流程圖可以看到～級泵站后的原水流量，礬液的計(jì)量是整個(gè)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵因素之一。礬液電磁流量計(jì)在系統(tǒng)中作為監(jiān)測礬液投加后的流量和原先的設(shè)定值比較、反饋控制加礬活塞泵對礬液的投加。由于礬液流量計(jì)必須安放在加礬泵后面測量，而目前自來水廠多采用往復(fù)活塞泵投加礬液，所以液體的流動(dòng)狀態(tài)是一種脈動(dòng)流狀態(tài).這樣就會(huì)直接影響礬液的精確計(jì)量。而現(xiàn)在國內(nèi)市場上的電磁流量計(jì)大多只能測量定常流，對于脈動(dòng)流一真沒有很好的解決的方法。國外的論文集中也曾提及到有專門脈動(dòng)流檢測的流量計(jì)，但價(jià)格昂貴，一般企業(yè)難以承受。礬液本身對管材有腐蝕性，原水中的雜質(zhì)等都會(huì)影響流量計(jì)的計(jì)量，因此選擇一種受脈動(dòng)影響少的.抗震性強(qiáng)。抗耐腐蝕性的流量計(jì)已是迫在眉睫。廈門自來水公司通過多年的實(shí)踐，在這方面的應(yīng)用取得了一定的經(jīng)驗(yàn)。以下即為廈門自來水公司所用的加礬系統(tǒng)說明。
原水電磁流量計(jì)采用SGAIC的MS900型：加礬活塞泵采用德國ALLDOS公司的KM.257.1150型，每小時(shí)最大投加量1150升.加礬泵沖翟控制儀為ALLDOS.325型.沖程調(diào)節(jié)范圍：0-100％；SCD是游動(dòng)電流測定儀(StreamingCurrentDe.ctectorMILTONROY公司SC5200型)，它檢測的電流信號(hào)通過和SCD預(yù)先設(shè)定值(一l0 0％～1 00％之間設(shè)定)比較后輸出信號(hào)調(diào)整加礬活塞泵的沖程從而改變礬液的投加量。SCD的設(shè)定值用戶應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場工藝及運(yùn)行狀況預(yù)先人為設(shè)定(通過摸索找到最佳值)。調(diào)頻儀選用日本三菱公司FR-A240E·1.5K型，調(diào)頻范圍0—400赫茲，考慮到加礬泵的額定流量編程.我們將頻率變化范圍設(shè)定在0-50赫茲。加礬泵量流量變化范圍為0一50。升/小時(shí)，由于采用了調(diào)頻儀，活塞泵的提升脈動(dòng)頻率的范圍可達(dá)到O-146次/分鐘。 活塞泵后的流量計(jì)采用電磁流量計(jì)。IFM4080直接測量投加后的礬液總流董，井和預(yù)先設(shè)定值比較后，反饋控制活塞泵的投加量.礬液總流量的測量準(zhǔn)確與否直接關(guān)系出廠水水質(zhì)，而活塞泵后液體的流動(dòng)狀態(tài)的脈動(dòng)特性，一般的流量計(jì)無法跟蹤上流量的快速變化，從而造成測量上的誤差。雖有一些單位通過在泵后加裝阻尼裝置以減緩脈動(dòng)效應(yīng).但又存在精確測量和安裝空間以及增加的費(fèi)用的矛盾。
2.2問題解決
廈門某自來水廠97年采用電磁流量計(jì)裝在礬藏池的出口端用以實(shí)時(shí)監(jiān)捌控翩礬液的投加量。該型號(hào)流量計(jì)除了具有普通電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：SCD是一種檢測投藥混凝效果的儀器.即檢測投藥后水中自由離子電位的儀器，流量計(jì)耐腐蝕.精度高(0.3％的相對誤差量)外，還在轉(zhuǎn)換器IFC090的設(shè)置項(xiàng)中有一項(xiàng)專門適用于脈動(dòng)流測量的功能，從而適用于脈動(dòng)流的測量。
以下為信號(hào)轉(zhuǎn)換器的設(shè)定要點(diǎn)：
(1)改變勵(lì)磁頻率Fct.3.02，這是因?yàn)橥ㄟ^調(diào)整電磁磁場頻率以改變轉(zhuǎn)換器的采樣頻率。一般脈動(dòng)頻率沖擊為80-200次/分鐘(在泵最大揚(yáng)程時(shí))設(shè)定為1，2工頻(50Hz)，采樣周期即為40ms，滿足在200次，分鐘變化300ms的蔫量情況。面在本例中，礬液泵投加頻率為50次份鐘，所采用流量轉(zhuǎn)換器的默認(rèn)值1/6(50Hz)勵(lì)磁也滿足了實(shí)際情況，故在此就保持出廠的原始設(shè)置。
(2)調(diào)節(jié)A/D轉(zhuǎn)換器在實(shí)際運(yùn)用的超載點(diǎn)Fct3.06Applicat(特殊應(yīng)用菜單)改變到“Pulsating”項(xiàng)(脈動(dòng)流計(jì)量).在這項(xiàng)中將實(shí)際運(yùn)用的轉(zhuǎn)換器超載點(diǎn)上.由于在測量礬液流量投加量時(shí)礬液最大流量與最小流重的幅度之比為10：l，常規(guī)使用的電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換墨初級運(yùn)放比設(shè)置為設(shè)定輸入滿度埴的三倍。但這種設(shè)置可以滿足一般情況下的測量而對于脈動(dòng)流的情況就很難滿足測量要求。當(dāng)選擇Pulsating(脈動(dòng)流).該型號(hào)的轉(zhuǎn)換器的超載點(diǎn)若設(shè)為20倍，就可以適用于本倒的條件。
(3)若需要在顯示和輸出有一穩(wěn)定值的話，可考慮設(shè)定較長的時(shí)間常數(shù).具體方法如下：推薦公式；時(shí)間t(s)=1000/最4,沖擊數(shù)/分鐘
本例：t(s)=1000/50=20秒
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，顯示剩余脈動(dòng)量是測量值的±2％。
3.結(jié)論
我們在使用電磁流量計(jì)作為礬液計(jì)量中有了以下經(jīng)驗(yàn)供大家參考.
(1)必須在流量計(jì)功菜單中，選定脈動(dòng)流功能項(xiàng)。
(2)如果現(xiàn)場條件允許.可以適當(dāng)放大活塞泵出口與流量計(jì)的距離.(通常5D直管的要求，在脈動(dòng)流檢測中顯得不合適，我們的經(jīng)驗(yàn)可以是7-8D或者增加一脈動(dòng)緩沖容器，這樣也可消除一定的脈動(dòng)影響).
(3) 由于礬液的腐蝕性，現(xiàn)場管道采用PVC管。所以這就要求電磁流量計(jì)兩側(cè)必須安裝接地環(huán)和地位平衡線，同時(shí)輔以單獨(dú)接地，從而保證計(jì)量的準(zhǔn)確。我們的體會(huì)是一種好的儀表必須在了解現(xiàn)場的特性后加以理解開發(fā)應(yīng)用，才能充份發(fā)揮其功效。
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