自動加藥與濃縮倍數(shù)保持系統(tǒng)在中央空調(diào)循環(huán)冷卻水處理中的應(yīng)用

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一、設(shè)備概述

中央空調(diào)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行一段時間后都將面臨腐蝕、結(jié)垢和生物粘泥附著三大隱患，導(dǎo)致傳熱效率降低、能耗增加，設(shè)備銹蝕、管道堵塞或滲漏等一系列故障隱患，縮短設(shè)備壽命周期。目前，消除上述隱患的辦法有多種，如臭氧法、超低頻振動法以及化學(xué)凈化法（投加阻垢劑、緩蝕劑和殺菌-滅藻劑）。后者zui為常用，一次性設(shè)備投入較低，但對藥劑的投加有一定要求，如適量、均勻、連續(xù)或定時，否則可能達不到預(yù)期效果，或增加運行費用。實踐表明：采用自動加藥技術(shù)及成套設(shè)備是提高設(shè)備效率、延長使用壽命、減少運行費用、強化管理工作的有效手段。

有必要指出的是，自動加藥 ≠ 計量泵 + 藥箱。雖則計量泵是一種按照預(yù)先設(shè)定的速度自行操作的機電設(shè)備，可以在一定程度上替代人工操作。但是，計量泵 + 藥箱只是自動控制系統(tǒng)中的一種組合式執(zhí)行機構(gòu)，與其它類執(zhí)行器（如電動/氣動調(diào)節(jié)閥、變頻調(diào)速器等）有所不同而已。‘自動加藥’實際上是業(yè)內(nèi)對投加化學(xué)試劑去除水中雜質(zhì)的水處理工藝實現(xiàn)自動化操作的俗稱。例如：中和處理工藝pH控制與酸/堿自動投加，絮凝-沉淀工藝濁度控制及絮凝劑自動投加，鍋爐水溶解氧控制與除氧劑自動投加，水體消毒工藝余氯控制與次氯酸鈉/二氧化氯自動投加，循環(huán)冷卻水濃縮倍率保持與阻垢-緩蝕劑、殺菌滅藻劑自動投加，等等。上述典型單元操作自動化雖然離不開‘計量泵+藥箱’，但關(guān)鍵技術(shù)在于設(shè)計者選用的‘控制算法’ （控制模式/控制規(guī)律）與相應(yīng)的測控設(shè)備、軟件及其整合方案。

循環(huán)冷卻水投加阻垢-緩蝕劑、殺菌滅藻劑并保持zuijia的濃縮倍率是個十分復(fù)雜問題。因為循環(huán)水對設(shè)備及管道產(chǎn)生的腐蝕和污垢，是一個漫長的、復(fù)雜的化學(xué)/物理化學(xué)過程，藥劑投加量與腐蝕、結(jié)構(gòu)速度之間的定量關(guān)系尚無實用化的數(shù)學(xué)模型。近年來，在線監(jiān)測污垢生成和腐蝕速度的儀器裝置問世并被逐漸采用，這對于管理工作確實很有意義，但如何將測量結(jié)果與加藥量起來，同樣無成熟經(jīng)驗可供借鑒。鑒于此，目前的自動加藥系統(tǒng)的設(shè)計與選型，還只能根據(jù)經(jīng)驗‘對癥下藥’ ，推出一些低成本、‘傻瓜式’多功能加藥設(shè)備供用戶遴選。

二、工藝要求

對于有冷卻塔的開放式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)而言，除了通過加藥達到緩蝕、阻垢、殺菌滅藻效果外，還需要考慮到由于蒸發(fā)、飛濺逸散而不斷損耗水份，使得循環(huán)水中的可溶固體和各種雜質(zhì)及污染物不斷濃縮，從而影響熱交換效率，需要通過適量排污和補充新鮮水來保持循環(huán)水體中可溶固體和雜質(zhì)的濃度在恰當?shù)乃?，力求水系統(tǒng)在zuijia技術(shù)經(jīng)濟指標下運行。補充水與排污水的質(zhì)量與數(shù)量關(guān)系的經(jīng)濟技術(shù)指標，通常用‘濃縮倍數(shù)’表征。提高‘濃縮倍數(shù)’可減少排污量，有利于節(jié)約水資源，但水質(zhì)變差，影響熱交換效率和阻垢-緩蝕效能；降低‘濃縮倍數(shù)’則水質(zhì)狀況改善、熱交換效果好，但排污量加大、用水量增加，有悖節(jié)水方針。理論分析和實驗表明，保持‘濃縮倍數(shù)’在2.5～3.5之間比較適宜，但須視具體環(huán)境、工藝和水質(zhì)狀況作適當調(diào)整。由此可見，空調(diào)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的經(jīng)濟運行與維護，除了設(shè)置定量加藥設(shè)備之外，還應(yīng)設(shè)置‘濃縮倍數(shù)’自動保持系統(tǒng)。

三、系統(tǒng)組成及功能描述

系統(tǒng)有兩種組成模式：基本配置和多功能配置

基本配置 包括三個子系統(tǒng)：   

（一）定量加藥裝置

用途：定量投加阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑。

配置：

(1) 計量泵，流量：1.0～20L/hr，壓力0.1/0.5/0.6/0.8/1.0Mpa；加藥速率可連續(xù)設(shè)定

(2) 藥箱  PE，60-200L（容積可擴大至500L），附液位下限開關(guān)；

(3) 定量注水-配藥系統(tǒng)（選項）  根據(jù)濃縮藥液或粉劑數(shù)量設(shè)定注水量，自動注水配置藥液；

(4) 攪拌機（選項）  交流單相電容電機220V/50Hz；不銹鋼軸、PVC或不銹鋼葉輪；

（二）濃縮倍數(shù)保持系統(tǒng)

用途：在線監(jiān)測循環(huán)水電導(dǎo)率，連續(xù)顯示水體中可溶性物質(zhì)濃度變化情況。當電導(dǎo)率到達上限設(shè)定值（與zui適濃縮倍數(shù)對應(yīng)）時自動開啟排污電磁閥；當電導(dǎo)率回復(fù)到下限設(shè)定值時關(guān)閉電磁閥，停止排污。

配置：

(1) 在線式電導(dǎo)率檢測儀 1套 （傳感器安裝在工藝管道上或流動測量池中）

(2) 補水流量計：電遠傳水表（DN80以下）或葉輪式流量傳感器（DN80以上）

(3) 排污閥：電磁閥（DN80以下）或電動閥（DN80以上）

（三）控制箱：

用途：實現(xiàn)上述子系統(tǒng)自動化操作，包括：

（1）  按補水流量比例控制2組或3組定量加藥裝置；自周一至周日每天設(shè)置3段時間定時加藥

（2）  自動排污

（3）  藥箱液位底限報警、自動停泵

（4）  攪拌機運行控制（選項）

（5）   配藥注水量控制（選項）

（6）   ‘手動-自動’操作轉(zhuǎn)換

配置：

（1） 可編程控制器PLC

（2）  模擬流程操作面

（3）  輔助電器

多功能配置  根據(jù)用戶需求選用：

（一） pH測控系統(tǒng)

用途：加酸、提高濃縮倍率

配置：

（1）在線式pH監(jiān)測儀

（2） 定量加藥裝置  1組

（二） 腐蝕速度監(jiān)測

用途：實時監(jiān)測腐蝕程度

配置：腐蝕速度在線監(jiān)測儀

（三） 污垢熱阻在線監(jiān)測裝置

用途：模擬熱交換過程，計算結(jié)垢程度

配置：熱阻在線監(jiān)測裝置

（四） 藥劑濃度在線分析儀

（五） 熱工參數(shù)監(jiān)測與顯示