自動化儀表在水處理系統(tǒng)中的應用
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一 自動化儀表在水處理系統(tǒng)中的重要地位
在現(xiàn)代化的凈水廠中，每一個生產(chǎn)過程總是與相應的儀表及自控技術有關。儀表能連續(xù)檢測各工藝參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)的數(shù)據(jù)進行手動或自動控制，從而協(xié)調(diào)供需之間、系統(tǒng)各組成部分之間、各水處理工藝之間的關系，以便使各種設備與設施得到更充分、合理的使用。同時，由于檢測儀表測定的數(shù)值與設定值可連續(xù)進行比較，發(fā)生偏差時，立即進行調(diào)整，從而保證水處理質(zhì)量。根據(jù)儀表檢測的參數(shù)，能進一步自動調(diào)節(jié)和控制藥劑投加量，保證水泵機組的合理運行，使管理更加科學化，達到經(jīng)濟運行的目的。由于儀表具有連續(xù)檢測、越限報警的功能，便于及時處理事故。儀表還是實現(xiàn)計算機控制的前提條件。所以在先進的水處理系統(tǒng)中，自動化儀表具有非常重要的作用。
二 水處理系統(tǒng)常用儀表的分類
給水工程所用儀表大致可分為兩大類：一類屬于監(jiān)測生產(chǎn)過程物理參數(shù)的儀表，如檢測溫度、壓力、液位、流量等。這類儀表采用國產(chǎn)表，其性能和質(zhì)量基本能滿足要求。另一類屬于檢測水質(zhì)的分析儀表，如檢測水的濁度、pH值、溶氧含量、余氯、SCD值等。這些專用儀表在我國發(fā)展比較晚，因此，通常選用國外先進產(chǎn)品，從長遠觀點看是比較經(jīng)濟、可靠的。
檢測儀表的好壞直接關系到給水自動化的效果。在工程設計過程中，從儀表的性能、質(zhì)量、價格、備件情況、售后服務等方面進行反復比較，我們一般采用進口儀表和國產(chǎn)儀表相結(jié)合的方法。
三 凈水廠監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成模式及監(jiān)測參數(shù)
1. 凈水廠監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成模式
凈水廠的監(jiān)控系統(tǒng)一般由水廠管理層和現(xiàn)場監(jiān)控層兩級系統(tǒng)構(gòu)成，按集中管理、分散控制的原則進行監(jiān)控。在工程設計中，將廠級計算機系統(tǒng)(即主站)設在水廠中心控制室，各現(xiàn)場監(jiān)控站(即分站)的數(shù)量和位置按工藝流程及構(gòu)筑物的位置、分散程度來定。一般地表水廠現(xiàn)場分站的設置是：進水泵房分站、反應沉淀與加氯加藥分站、過濾分站、送水泵房及變配電室分站、污泥處理分站。各監(jiān)測儀表的數(shù)據(jù)均送到計算機系統(tǒng)，可在監(jiān)控站的工控機上顯示、控制并打印、記錄、報警。
2. 各分站監(jiān)測參數(shù)
a. 進水泵房分站監(jiān)測參數(shù)
水質(zhì)參數(shù)：源水濁度、pH值、水溫、溶解氧等。
運行參數(shù)：調(diào)節(jié)池水位、吸水井水位、源水流量、泵機分電量、泵站總電量等。
b. 反應沉淀、加氯加藥分站
水質(zhì)參數(shù)：沉淀池出口濁度、濾后余氯、SCD值。
運行參數(shù)：沉淀池水位、沉淀前流量、攪拌罐液位、藥池液位、藥液濃度、沉淀池泥位。
c. 過濾分站
水質(zhì)參數(shù)：濾后水濁度、余氯。
運行參數(shù)：濾池水位、水頭損失、反沖洗水流量、沖洗水箱水位。
d. 送水泵房及變配電室分站
水質(zhì)參數(shù)：出廠水流量、余氯。
運行參數(shù)：出廠水壓力、流量、清水池水位、吸水井水位、交流電壓、交流電流、電量等。
e. 污泥處理分站
運行參數(shù)：回流池水位、水量、濃縮池水位、回流水濁度。
四 水處理系統(tǒng)常用儀表在選型及設計中應注意的問題
1. 儀表選配的一般要求
(1)精確度：是指在正常使用條件下，儀表測量結(jié)果的準確程度，誤差越小，精確度越高。
生產(chǎn)過程物理檢測儀表的精確度為±1%，水質(zhì)分析儀表的精確度為±2%(測高濁水的濁度儀的精確度為±5%)。
(2)響應時間：當對被測量進行測量時，儀表指示值總要經(jīng)過一段時間才能顯示出來，這段時間即為儀表的響應時間。一只儀表能不能盡快反應出參數(shù)變化的情況，是很重要的指標。對水質(zhì)分析儀表要求的響應時間應不超過3min。
(3)輸出信號：儀表的模擬輸出應是4~20mA DC信號，負載能力不小于600Ω。
(4)儀表的防護等級應滿足所在環(huán)境的要求，一般應不低于IP65，用于藥劑投加系統(tǒng)的檢測儀表要求能耐腐蝕。
(5)四線制的儀表電源多為220V AC、50Hz，兩線制的儀表電源為24V DC。
(6)現(xiàn)場監(jiān)測儀表宜選用數(shù)顯儀。
(7)儀表的工作電源應獨立，不應和計算機共用電源，以保證發(fā)生故障和檢修時電源互不干擾，使各自都能穩(wěn)定可靠地運行。
(8)為使計算機能檢測到電壓互感器和電流互感器的異常信號并報警，設計選配的電壓及電流變送器的輸入信號應比電流及電壓互感器大，即分別為0~6A及0~120V。
(9)應選擇能夠提供可靠服務和有豐富經(jīng)驗的儀表生產(chǎn)廠商。
2. 水位測量
選擇液位計時應考慮以下因素：(1)測量對象，如被測介質(zhì)的物理和化學性質(zhì)，以及工作壓力和溫度、安裝條件、液位變化的速度等；(2)測量和控制要求，如測量范圍、測量(或控制)精確度、顯示方式、現(xiàn)場指示、遠距離指示、與計算機的接口、安全防腐、可靠性及施工方便性。
給水工程中常用的液位計及選型要點如下：
a. 浮球式液位計
在液體中放入一個空心的浮球，當液位變化時，浮球?qū)a(chǎn)生與液位變化相同的位移?？捎脵C械或電的方法來測得浮球的位移，其精確度為±(1~2)%，這種液位計不適用于高粘度的液體，其輸出端有開關控制和連續(xù)輸出。
在凈水廠的設計中，多將此種液位計用于集水井的液位測量以控制排水泵的自動開停。
b.靜壓(或差壓)式液位計
由于液柱的靜壓與液位成正比，因此利用壓力表測量基準面上液柱的靜壓就可測得液位。根據(jù)被測介質(zhì)的密度及液體測量范圍計算出壓力或壓差范圍，再選用量程、精確度等性能合適的壓力表或差壓表。這種液位計的精確度為±(0.5~2)%。
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