一、全自動(dòng)加藥裝置概述
 
1.1  冷卻水系統(tǒng)
在現(xiàn)業(yè)生產(chǎn)中，為節(jié)約用水資源，各類換熱器用水盡可能地采用循環(huán)的使用方式，可變直流冷卻系統(tǒng)為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，冷卻水用過后不是立即排放掉，而是循環(huán)再使用。水的再冷卻是通過冷卻塔來進(jìn)行的，在循環(huán)過程中部分水在通過冷卻塔時(shí)不斷被蒸發(fā)掉，因而水中各種礦物質(zhì)和離子含量也不斷被濃縮增加，當(dāng)這些礦物質(zhì)濃縮到程度以上時(shí)，就會(huì)大量析出結(jié)晶并沉積在冷凝器銅管內(nèi)形成水垢，嚴(yán)重影響熱交換效率，增加電耗，降低設(shè)備使用年限。 
所以為了維持各種礦物質(zhì)和離子含量穩(wěn)定在某值上，須對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)充量的新鮮水，并排出量的濃縮水，通稱排污水。這種補(bǔ)充水和排污水的控制，靠人工控制是不及時(shí)、不連續(xù)和不準(zhǔn)確的。通常取水樣分析測(cè)試，發(fā)現(xiàn)指標(biāo)標(biāo)，才通知補(bǔ)水及排污。因而造成補(bǔ)水和排污時(shí)間滯后，排污量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致浪費(fèi)。若能在冷卻、冷凍系統(tǒng)安裝一套全自動(dòng)加藥和排污的裝置，就可以將濃縮倍數(shù)和總硬度、藥劑濃度控制在一個(gè)平穩(wěn)的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)和科學(xué)的水質(zhì)穩(wěn)定控制。這樣既可控制硬度，又可節(jié)約大量水資源。
1.2加藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
該加藥設(shè)備為2罐2泵式，是完整的藥液儲(chǔ)存、計(jì)量和投加系統(tǒng)。成套設(shè)備由溶液箱、計(jì)量泵、過濾器，閥、背壓閥、配套的連接管道、閥門、管件，以及電氣、儀表設(shè)備等組成。

·        該加藥裝置能滿足各加藥點(diǎn)對(duì)加藥量的要求。

·        冷卻水加藥劑量

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)次投加或大修后次投加稱為基礎(chǔ)投加, 按系統(tǒng)每升投加藥劑量如圖表：

系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，根據(jù)具體監(jiān)測(cè)結(jié)果來投加藥劑，估算每隔48小時(shí)投加：

 
1.3    設(shè)備選用及制造要求

·        溶液泵、計(jì)量泵、容器等設(shè)備都是在規(guī)范書指定的設(shè)計(jì)工況下性能，同時(shí)能在一些非標(biāo)準(zhǔn)工況下正常運(yùn)行。

·        在的流量工況下可運(yùn)行，在各種非標(biāo)準(zhǔn)工況下沒有過大的振動(dòng)、噪音（距設(shè)備一米距離不得過85分貝）。

·        設(shè)備安裝在一個(gè)整體框架上。安裝在框架上的設(shè)備包括溶液箱、計(jì)量箱、計(jì)量泵、平臺(tái)扶梯和就地控制設(shè)備及的管路、管件、電纜管或橋架、電纜、閥門等配件。

·        計(jì)量泵的出口裝有壓力表，壓力表的入口有隔離閥及脈沖減振器。壓力表的量程小高于泵的出口壓力的25%。

·        每臺(tái)計(jì)量泵的出口將提供放泄閥及返回到溶液箱的管道?；匾汗苌蠎?yīng)裝液體流動(dòng)指示器。每臺(tái)計(jì)量泵入口管道上設(shè)有不銹鋼管道過濾器。

·        手動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)量泵的流量調(diào)節(jié)范圍均為0-100%。

 
二、全自動(dòng)加藥裝置基本原理
 
2.1  循環(huán)水的濃縮倍數(shù)
循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)是指該循環(huán)水的含鹽量與其補(bǔ)充水含鹽量之比。濃縮倍數(shù)，可以降低補(bǔ)充水的用量，節(jié)約用水；還可降低排污量，減少對(duì)環(huán)境的污染和廢水的處理量，降低廢水處理成本。但是，濃縮倍數(shù)過高，會(huì)使循環(huán)水的硬度、堿度和濁度升的太高，水的結(jié)垢傾向；水中腐蝕性離子（CL^-和SO₄^2-）腐蝕性物質(zhì)（H₂S、SO₂、NH₃）的含量增加，水的腐蝕性增強(qiáng)。因此，冷卻水的濃縮倍數(shù)并不是愈高愈好。當(dāng)?shù)?/span>8時(shí)，節(jié)水效果就不明顯，在使用水處理劑時(shí)一般濃縮倍數(shù)控制在4~7倍，每小時(shí)節(jié)水量占循環(huán)量的0.40%，要準(zhǔn)確控制濃縮倍數(shù)，需設(shè)置一套全自動(dòng)裝置才能實(shí)施。另外，通過控制濃縮倍數(shù)，可以阻止Ca²⁺、Mg²⁺離子在冷凝器銅管內(nèi)結(jié)成水垢，保持冷凝器的正常冷卻效果，節(jié)電的目的。
循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)與節(jié)水量關(guān)系

結(jié)論：水的濃縮倍數(shù)越高，節(jié)水量越大。對(duì)于循環(huán)量為1000 m³/h的冷卻水系統(tǒng)，冷卻水節(jié)省量可達(dá)0.88噸/時(shí)，隨著水費(fèi)和排污費(fèi)的不斷上漲，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
 
2.2循環(huán)水加藥系統(tǒng)的控制
 
通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)循環(huán)水和補(bǔ)充水中的電導(dǎo)率，并換算成濃縮倍數(shù)，此后根據(jù)濃縮倍數(shù)的控制范圍實(shí)時(shí)開啟和關(guān)閉排污閥門水泵，涼水塔冷卻水池安裝有液位計(jì)，PLC系統(tǒng)根據(jù)液位計(jì)的數(shù)據(jù)，自動(dòng)打開或關(guān)閉補(bǔ)水電動(dòng)閥；于此同時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)循環(huán)水系統(tǒng)中的補(bǔ)充水的水量，PLC根據(jù)設(shè)定的程序，結(jié)合循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行情況和泵、藥劑特性來指導(dǎo)加藥泵加藥，完成整個(gè)控制過程。

·        自動(dòng)投加氧化性劑控制要求

用于控制循環(huán)水系統(tǒng)余氯，進(jìn)而控制系統(tǒng)的微生物繁殖。該值以ppm或mV表示，對(duì)應(yīng)于的余氯量。本方案采用ORP監(jiān)測(cè)探頭將信號(hào)傳送到PLC控制器，PLC將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的ORP值和根據(jù)要求控制的ORP值設(shè)定值進(jìn)行比較，決定氧化性劑泵的開啟或關(guān)閉停止。

·        自動(dòng)加酸控制要求

通過在線PH監(jiān)測(cè)探頭，將信號(hào)傳送到PLC總控制柜的控制器，PLC將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到系統(tǒng)的PH值和根據(jù)要求控制的設(shè)定值進(jìn)行比較，決定加酸泵的開啟和關(guān)閉停止，以此所控制系統(tǒng)PH和堿度的目的。

·        循環(huán)水加藥系統(tǒng)控制系統(tǒng)介紹

控制系統(tǒng)采用PLC控制

u.       循環(huán)水加藥系統(tǒng)控制系統(tǒng)包括以下控制內(nèi)容

（1）根據(jù)循環(huán)水與補(bǔ)充水的電導(dǎo)率，自動(dòng)控制排污閥水泵開啟與關(guān)閉停止；
（2）根據(jù)液位監(jiān)測(cè)控制補(bǔ)充水閥門的開啟與關(guān)閉。
（3）根據(jù)補(bǔ)充水量自控投加緩蝕阻垢劑；
（4）根據(jù)ORP值自控投加氧化性劑；
（5）根據(jù)pH值自控投加；
（6）根據(jù)酸計(jì)量箱液位自動(dòng)控制補(bǔ)充酸液。

u.       循環(huán)水加藥系統(tǒng)控制系統(tǒng)能夠顯示以下系統(tǒng)參數(shù)

（1）在線循環(huán)水電導(dǎo)率；
（2）在線補(bǔ)充水電導(dǎo)率；
（3）在線濃縮倍數(shù)；
（4）在線補(bǔ)充水流量；
（5）在線冷卻塔水池液位顯示；
（6）在線ORP值。
（7）在線PH值。
（8）在線阻垢緩蝕劑、氧化性劑和濃藥箱液位。

u.       循環(huán)水加藥系統(tǒng)報(bào)警

（1）加藥箱低液位報(bào)警；
（2）冷卻塔水池高低液位報(bào)警；
（3）計(jì)量泵運(yùn)行異常報(bào)警。

u.       循環(huán)水加藥系統(tǒng)控制系統(tǒng)應(yīng)具備特點(diǎn)

（1）操作方便、顯示清晰。
根據(jù)設(shè)定的加藥量，計(jì)量泵投加藥劑，當(dāng)加藥箱缺藥劑時(shí)，系統(tǒng)燈光報(bào)警，同時(shí)停止加藥。計(jì)量泵狀態(tài)均能在就地電控箱顯示，計(jì)量泵還具有手動(dòng)、自動(dòng)、停機(jī)選擇開關(guān)，方便系統(tǒng)調(diào)試。
（2）、規(guī)范
儀表和控制設(shè)備均滿足‘三要求’（塵、潮、腐）
2.3  電導(dǎo)率在線控制
該裝置利用冷卻循環(huán)水的濃縮倍數(shù)（相對(duì)應(yīng)硬度）與循環(huán)水的電導(dǎo)率值相對(duì)應(yīng)的關(guān)系，由電導(dǎo)率測(cè)定儀測(cè)得循環(huán)水電導(dǎo)率的變化值的信號(hào)控制計(jì)量泵工作，從而使?jié)饪s倍數(shù)（硬度）自動(dòng)控制在規(guī)定值范圍內(nèi)。當(dāng)過電導(dǎo)率設(shè)定值就會(huì)自動(dòng)排污，避免了手動(dòng)排水的時(shí)間浪費(fèi)和水資源浪費(fèi)。該裝置的另一個(gè)主要功能就是實(shí)現(xiàn)對(duì)加緩蝕劑投加的自動(dòng)控制，低過電導(dǎo)率設(shè)定值就會(huì)均勻地控制計(jì)量泵的加藥量，使循環(huán)水中的水處理藥劑濃度穩(wěn)定控制在范圍內(nèi)，以水處理的良好效果，從而減緩設(shè)備、管道的銹蝕，延長(zhǎng)主機(jī)使用壽命的目的。
2.4  PH在線控制/ ORP在線控制
該裝置是根據(jù)指示電與參比電在溶液中測(cè)得的電位差再通過電位計(jì)轉(zhuǎn)換成PH或MV單位數(shù)值來進(jìn)行控制，使循環(huán)水中的溶液穩(wěn)定控制在的范圍內(nèi)，并以數(shù)字的方式顯示。
 
2.5   PLC全自動(dòng)控制
 
該裝置是根據(jù)PH值表檢測(cè)被測(cè)循環(huán)水的PH值，一方面以數(shù)字的方式顯示，另一方面將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出至PLC可編程序控制器。 PLC可編程序控制器將輸入信號(hào)與給定值比較，根據(jù)比較結(jié)果按的算法進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并輸出相對(duì)應(yīng)的電流控制變頻器改變加藥泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，加藥泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變控制加藥量的要求，從而使被控制對(duì)象的參數(shù)運(yùn)行在狀態(tài)。
　　該系統(tǒng)設(shè)有保護(hù)功能：當(dāng)藥箱液位為低液位時(shí)，有低液位接點(diǎn)信號(hào)送至PLC，PLC將不啟動(dòng)加藥泵。當(dāng)加藥管道的壓力高時(shí)，有壓力高信號(hào)接點(diǎn)送至PLC，PLC將不啟動(dòng)加藥泵。
該軟件主要由監(jiān)控軟件、編程軟件組成,它們能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)水車間工藝的監(jiān)控、PLC邏輯控制功能以及系統(tǒng)內(nèi)部、外部的數(shù)據(jù)接口。
2.6循環(huán)水處理系統(tǒng)的控制及儀表要求

·        循環(huán)水系統(tǒng)的控制內(nèi)容

循環(huán)水車間控制室設(shè)置一套PLC，將循環(huán)水加藥系統(tǒng)、的操作、顯示、報(bào)警聯(lián)鎖在PLC上 完成。

·        循環(huán)水泵房的控制回路點(diǎn)數(shù)循環(huán)水泵房現(xiàn)場(chǎng)I/0信號(hào)數(shù)量一覽表：

·        閉式循環(huán)水系統(tǒng)I/0信號(hào)數(shù)量一覽表：

 
2.7循環(huán)水控制系統(tǒng)的控制要求

·        采用帶LCD顯示的機(jī)（PC）+可編程控制器（PLC）構(gòu)成的控制系統(tǒng)來對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。