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加藥系統


一、加藥系統概述

目前,幾乎需要精確投加藥品的過程都需要加藥系統,如水處理[絮凝劑、消毒劑、酸、堿、阻垢劑];食品[食品添加劑、香料、防腐劑];啤酒及飲料[各種配料、硅藻土、霉制劑];水泥廠[水泥分散劑、助磨劑];化工及石化[工藝介質、助劑、催化劑];化纖[堿、漂白劑、消光劑];造紙[酸、堿、漂白劑、消泡劑、助凝劑];鎳氫電池生產[硫酸鎳、堿、氨水];印染[過氧化氫、助劑];電廠[磷酸鹽、氨水、聯氨];電子廠[線路板刻蝕藥劑];煤氣及天然氣[臭味劑];化妝品[過程原料及助劑];潤滑設備[潤滑劑]等等。

計量泵是加藥過程中的核心設備,計量泵過去又稱為加藥泵、比例泵,傳統的應用領域主要用于各種水處理、造紙等行業定量添加少量藥品,由于計量泵的無泄漏和可控制流量的特性,計量泵的應用正在受到越來越多的重視,應用的行業越來越來越廣,并向著集成化和智能化控制方面發展。

如圖所示,加藥系統通常有以下三個單元組成:藥品存儲、轉移單元;測量、控制、加注單元;藥品與處理液體反應單元。

二、加藥系統詳細介紹

(一) 系統設備

 通常一體化加藥裝置的組成如下圖所示,但在實際應用中,需要根據實際工況對附件進行選擇。


加藥系統設備功能表

序號

設備名稱

功能

應用

1

計量泵

實現液體的計量輸送功能(可通過手動或外部信號設定計量流量)

計量流量可調,通過外部控制設備能夠達到任何計量要求

2

單向閥

起止回作用;產生背壓

用于封閉的管路中,防止系統中工藝介質回流到加藥管路內;用于敞口的系統中,產生恒定的背壓

3

球閥

在管路系統中起隔離功能

為了進行維護或維修工作而關閉系統

4

浮子流量計

計量流量的直觀指示

通過顯示值來調整泵的流量

5

流量計

將流量信號傳給計量泵或控制儀表

直接或間接實現計量泵的流量控制

6

脈動阻尼器

消除管路系統的壓力波動,產生相對穩定的流量

在較長的管路系統中,降低壓力損失,使其保持在最小值,產生持續而不是脈動的流動狀態,避免對管路系統產生不良震動

7

背壓閥

產生恒定的背壓

在敞口的系統中用于確保計量泵的計量精度,與脈動阻尼器配合使用,產生恒定的背壓

8

安全閥

按設定的壓力值開啟旁路管線,起到泄壓的作用

作為保護計量系統或避免計量泵過載的安全設備

9

液位開關

顯示藥桶液位的開關信號,一級或帶有預警告兩級液位開關

用于確保系統無故障運行,作為藥桶需要注滿或要更換藥罐的指示,用于避免系統無液體時空運行,起到保護泵的作用

10

底閥

止回作用,帶一過濾網

用于避免吸入管線內液體排空(例如更換藥桶期間);用于防止固體顆粒被吸入計量泵

11

壓力表

用于指示計量管線的實際壓力

用于設定背壓閥和用于測定計量管路中的實際工作壓力,為安全閥的運行壓力設定作參考

12

傳感器護套

對被檢測介質取樣

保護傳感器免受被測介質的沖擊,保證被測介質按固定流速取樣

13

傳感器

是實現閉環或復合環控制的感知機構,能夠在線檢測被測參數值

準確測量被測參數,將測量值傳給測控儀表

14

測控儀表

根據控制參數的設定值發出開關或模擬信號給執行機構——計量泵

當過程中需要對PH值、余氯濃度等參數實行閉環或封閉環控制時,需選用測控儀表

(二) 控制方式

為適應加藥工藝的自動進行,計量泵的控制往往需要在沒有人的直接參與下,利用控制器使計量泵的加藥量能準確地按預期的規律投加,這就是加藥單元電氣控制的基本目的。 加藥單元的幾種控制方式:

1.    開環控制方式

加藥泵加藥的最終結果和加藥泵的輸入信號之間不存在反饋回路,加藥量對加藥泵的控制作用沒有影響。典型的系統組成由計量泵和可輸出脈沖信號的水表流量計組成。計量泵接受水表脈沖信號按比例控制方式加藥構成的比例加藥系統。加藥的結果不影響計量泵的控制方式。它的特點是系統簡單,容易建造、一般不存在穩定性問題,精度低、抗干擾能力差。


2. 反饋控制方式:

加藥泵加藥的最終結果和加藥泵的輸入信號存在反饋回路,輸出量對控制作用有直接影響。典型的系統組成由計量泵、測控儀表、取樣傳感器等組成的加藥單元。在反饋控制模式下,控制器先是按照預先的設定值控制計量泵加藥,取樣傳感器檢測到計量泵的加藥效果的變化并傳送到測控儀表,測控儀表內置微處理機將測量結果與設定值進行比較,根據比較的偏差結果,經過特定的運算方式(P,PD, PID 等)運算后給出正確的控制命令,驅動計量泵調整加藥量,從而達到調節加藥量到一個特定參數的目的。閉環控制系統的特點是精度高、抗干擾能力強、系統相對復雜,容易引起振蕩。


3. 復合控制方式:

開環控制方式和反饋控制相結合的一種控制方式。典型的系統組成如二氧化氯發生器的控制。為克服被處理流體流量波動過大所引起的參數調節的困難,二氧化氯發生器內置具有前饋-反饋控制功能的調節器,將被處理介質的流量信號直接引入控制器,控制器按照流量值按比例投加調節藥品,實現大流量波動條件下的前饋控制;同時,根據參數余氯傳感器的測量信號,比較設定值并根據偏差進行反饋調節,兩種作用的共同結果是實現被調參數在設定濃度值(點)或設定濃度范圍內的準確控制。

一般的,加藥單元應該為客戶提供包括一個電源接口和各種信號的輸入、輸出接口的電控箱。電控箱的控制功能應適應不同的控制要求,從帶有 PLC、變頻器、測控儀表或其它比較復雜的電器元件做 PROFIBUS 現場總線控制到只給供應電源接口端子。事實上,目前許多公司計量泵自身發展了內置微處理控制器,不僅可以直接接收模擬信號、脈沖信號完成流量控制,同時還可以接收液位控制、流量檢測及進行批量處理等功能,還具有定量添加、時間序 列觸發程序式添加、事件序列觸發程序式添加、時間-事件混合觸發程序式添加和自動校正等多種工作模式,并可以提供泵出流體總量,剩余沖程次數和待輸送流體容量,設定沖程長度和其它相關的計量泵工作參數等有用信息。測控儀表不僅能夠測量多種變量,也可直接控制可接受外部脈沖或模擬信號的所有執行機構,如:計量泵、電磁閥等。這些功能的應用不僅方便操作,同時也簡化了控制程序,為客戶節省控制費用 。

三、加藥系統應用實例

1.以藥桶和計量泵為主要配置的簡易加藥單元

 在染料投加和水處理的某些應用場合,計量泵加藥量一般小于 1000L/h,特別是軟管連接的小流量的電磁泵或單臺小流量的電機泵,首先應考慮將泵直接放置在藥桶上,一般的,奧卡威公司的藥桶上預留有一臺計量泵、一臺攪拌器的連接位置,如計量泵、流量監視、帶液位開關的底閥、排泄閥、攪拌器等均可直接集成到藥桶上,這樣的配置,放置靈活占用空間小,省卻了設備支架,為客戶減少了費用。其他配件除注射閥外如脈沖阻尼器、背壓閥、控制儀表等集成在一塊 PVC 板上,分別放置在不同的區域,針對特殊情況也可以采用不同的藥桶將附件備板同藥桶集成一體,以滿足客戶的不同需求。

2.以藥桶、計量泵為主體配置并配以藥桶底座和支架備板,形成完整的加藥單元

對于配有藥桶和兩臺以上的的較大流量電機泵這一類的加藥單元,由于設備本身需要設備支架、管路需要硬管連接且附件體積一般較大,一般的應考慮將泵放置在單獨的支架上。支架在制作時確定底盤尺寸要考慮所放置藥桶的面積,必要時可留出適當的擋液高度,立面背板的規格一方面取決于安裝泵的附件如背壓閥、脈沖阻尼器、取樣器、測控儀表、電源控制箱及必要的閥門、管線等附件尺寸,另一方面需要考慮的是整體的布局美觀、操作方便等。當加藥量較大,藥桶體積大于 1000L 以上,特別是 5.0m3 的以上的加藥單元,一般不再考慮為其配備藥桶底座,只將計量泵及其管路附件及電源控制集成一體。此類設備在石油化工、造紙行業經常得到應用。

3.電力、石油等行業普遍采用的加藥單元

在電力行業內一般稱為化學加藥,而在石油行業內一般稱為。這種加藥單元在電廠可用于加注磷酸鹽、聯氨、氨水等為鍋爐水加藥,以降低水中硬度、調整 PH 值、除氧等;在煉油廠可用來輸送緩蝕劑、破乳劑、氨水等化學藥劑;在陸地和海上石油開采領域可用來為油氣井口加注各種化學藥劑。 其組成一般是由帶有液位計和攪拌器的藥劑儲罐(容積一般在 0.5-2m3),計量泵、安全閥、壓力表、閥門、過濾器、管線、電器控制箱、及帶有操作平臺的底座組成。由于電力和石油行業對設備制作標準、規范有一些特殊要求,我司已開始涉足此類設備的制作(圖示為我司為電廠制作的磷酸鹽加藥單元)。

 

桶式加藥系統

架式加藥系統


煉油廠用加藥撬裝設備

     


電廠用加藥系統


四、奧卡威加藥系統性能特點

1. 結構形式種類多,可以滿足不同需求;

2. 配置靈活方便,可以根據具體工況選擇;

3.控制方式多樣,可以選擇開環、閉環或復合環等控制方式;

4. 具備多個行業的應用經驗,如水處理、造紙、電力、化工、煉油等行業。



Q

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