【正文】 綜上所述， 變送器 的選型，從技術(shù)上要可行，經(jīng)濟(jì)上要合理，管理上要方便。如槽、罐類，槽的容積較小，測量范圍不會太大，罐的容積較大，測量范圍可能較大；要看介質(zhì)的物化性質(zhì)及潔凈程度，首選常規(guī)的差壓式變送器及浮筒式液位變送器，還要對接觸介質(zhì)部分的材質(zhì)進(jìn)行選擇；對有些懸浮物、泡沫等介質(zhì)可用單法蘭式差壓變送器。有時還要考慮到從開車到參數(shù)達(dá)到正常生產(chǎn)時，氣相和液相濃度和密度的變化； ⑤ 被測對象容器的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、容器內(nèi)的設(shè)備附件及各種進(jìn)出口料管口都要考慮，如塔、溶液槽、反應(yīng)器、鍋爐汽包、立罐、球罐等； ⑥ 其他要求，如環(huán)保及衛(wèi)生等要求； ⑦ 工程儀表選型要有統(tǒng)一的考慮，要求盡可能地減少品種規(guī)格，減少備品備件，以利管理； ⑧ 工藝專利商的具體要求。 過濾及其反沖洗 系統(tǒng) 測控 儀表選型 在該測控系統(tǒng)中 ，主要涉及的控制儀表為 差壓變送器 和 差壓 表，所以主要儀表選型為 差壓變送器 和 差壓 表的選型。 可編程序控制器（ PLC）在濾池控制中得到廣泛應(yīng)用。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） PdT進(jìn)水PI出水PI201202203PdI211 圖 過濾器控 制 結(jié) 構(gòu) 許多水廠用手工進(jìn)行濾池沖洗，這時在管廊內(nèi)有控制臺，可以就近進(jìn)行閥門閉等操作。沖洗的過程已在過濾一章介紹過，其順序是關(guān)閉進(jìn)水閥打開出水閥使濾池內(nèi)的水位下降，關(guān)閉出水閥，開啟放水閥、鼓風(fēng)機(jī)或表面沖洗裝置，進(jìn)氣閥緩慢開啟，沖洗泵啟動，反沖洗進(jìn)水閥緩慢打開，關(guān)閉空氣沖洗或表面沖洗閥，反沖洗泵流量從最低值到最高值， 然 后又回到低 的 流量，關(guān)閉表面沖洗泵，關(guān)閉排水閥，濾池進(jìn)入反沖洗，再關(guān)閉反沖洗閥和沖洗泵，關(guān)閉排水閥，開啟進(jìn)、出水閥，然后可以開始另一周期的過濾。 過濾反沖洗測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 有下列情況之一時濾池即需反沖洗：已經(jīng)達(dá)到濾池的最高允許水頭損失、較長的過濾運(yùn)行時間和較高的慮后水渾濁度，或按照預(yù)定的時間表進(jìn)行沖洗，或根據(jù)操作人員的判斷。 應(yīng)用積分控制時，需要適當(dāng)?shù)倪B鎖裝置，使水廠不運(yùn)行時流量為零，而水廠啟動時為最小流量設(shè)定值。當(dāng)濾池進(jìn)水渠的水位下降，最后使內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 水位誤差下降到零，而水位控制器的積分項(xiàng)保持所增加的流量控制 設(shè)定值。常用的方法是從濾池進(jìn)水渠發(fā)送水位信號到 PI 水位控制器，據(jù)控制器的輸出可以調(diào)整每一濾池流量控制器的流量設(shè)定值。 在過濾過程中，主要涉及的是濾池內(nèi)流量流速。 綜上所述，為滿足各方面要求，溶液池液位應(yīng)選用超聲波液位計(jì)；原水箱液位應(yīng)選用差壓式液位計(jì)。 當(dāng)測量范圍不超過 2m 時，采用棒狀、板狀、同軸電極；當(dāng)測量范圍超過 2m 時，采用纜式電極。缺點(diǎn)是被測液體的介電常數(shù)不穩(wěn)定會引起誤差。（ ~2） %。 ④ 電容式液位計(jì) 在容器內(nèi)插入電極，當(dāng)液位變化時，電極內(nèi)部介質(zhì)改變，電極間（或電極與容器壁之間）的電容也隨之變化，該電容量的變化再轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)化的直流電信號。 ③ 差壓式液位計(jì) 差壓式液位計(jì)可用于高位水池的水位連續(xù)測量，精確度要求高時可用差壓式智能變內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 送器。 這種液位計(jì)無機(jī)械可動部分，可靠性高，安裝簡單、方 便，屬于非接觸測量，且不受液體的粘度、密度影響，因此多用于藥池、藥罐、排泥水池等的液位測量。 ② 超聲波液位計(jì) 超聲波水位傳感器是非接觸型，根據(jù)超聲波發(fā)射和從液面接受的時間確定液位高度，其精確度為 177。（ 1~2） %，這種液位計(jì)不適用于高粘度的液體，其輸出端有開關(guān)控制和連續(xù)輸出。 水處理中常用的液位計(jì)及選型要點(diǎn)如下： ①浮球式液位計(jì) 在液體中放入一個空心的浮球，當(dāng)液位變化時，浮球產(chǎn)生與液位相同的位移。目前，在給水工程設(shè)計(jì)中，采用最多的是電磁流量計(jì)和超聲流量計(jì)。在供水企業(yè)最主要的 8 項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中，有 3 項(xiàng)指標(biāo)是以流量計(jì)測量的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的。 流量測量分為兩種，一種用于流量檢測，參與過程控制，以達(dá)到提高生產(chǎn)自動化水平，改善生產(chǎn)工藝條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的目的。 另外， 超聲波流量計(jì) 大多使用微處理機(jī)，根據(jù)菜單提示，按順序輸入所測管道管徑 、管材、內(nèi)襯材料厚度、所測介質(zhì)，安裝好傳感器，流量計(jì)會自動處理，顯示流量、流速。 ③ 超聲波流量計(jì) 超聲波流量計(jì)在給水行業(yè)大口徑管道上用的較多，形式也很多，其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度高、量程大、無水頭損失、照價不因管徑加大而增加且安裝方便。電磁流量計(jì)的直徑可等于或小于管道直徑。從傳感器引出的信號線不能和電源線平行，也不能穿在同一根鐵管內(nèi)。傳感器水平安裝時應(yīng)低于連接管道，垂直安裝時水流方向應(yīng)從下向上，否則會有很大的干擾信號，甚至不能使用。測量時管道內(nèi)必須滿流。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 電磁流量計(jì)的傳感器所發(fā)出的流量信號很小，為減少干擾信號，應(yīng)有接地線，接地線用直徑 1~2mm 的銅絲，埋在深度至少 1m 的地下接地棒上，不允許把地線接在公共地線或自來水管上。 電磁流量計(jì)的傳感器和信號轉(zhuǎn)換器（放大器）配套使用，倆者的安裝距離有一定要求。 電磁流量計(jì)是根據(jù)管道中的流速來測定流量，在管道 內(nèi)裝一對電極，使管道在磁場作用范圍內(nèi)，能導(dǎo)電的水在管中流過時，切割磁場的磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電勢和平均流速承正比，電勢通過電極引出。只要水的電導(dǎo)率大于 5— 20181。差壓式流量計(jì)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，價格較低。所有差壓流量計(jì)所測的流量，由變送器發(fā)出 4~20mA的直流電（ DC）信號，通過電子裝置轉(zhuǎn)換為流量讀出。 水廠使用的流量計(jì)大致有文氏管流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、插入式渦輪、渦街流量計(jì)等，分述如下 ： ① 差壓流量計(jì) 差壓（ DP）流量計(jì)是根據(jù)管道中的流量和節(jié)流裝置倆側(cè)壓力差的平方根成正比的原理來測定流量，節(jié)流裝置有文丘里管、孔板和噴嘴等。 對于流量計(jì)形式的選擇，要考慮本身水頭損失小，耗能也小，價格適宜，經(jīng)久耐用，計(jì)量準(zhǔn)確和穩(wěn)定可靠，類型不要過多以便于維修。 （ 1） 流量檢測儀 測定流量用的儀表叫做流量計(jì)，它是水廠進(jìn)行生產(chǎn)管理、計(jì)量和經(jīng)濟(jì)核算的必須儀表。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 主 調(diào) 節(jié) 器 副 調(diào) 節(jié) 器 調(diào) 節(jié) 閥 稀 釋 水 管 道副 測 量 變 送液 位流 量主 測 量 變 送 圖 液位流量串接控制 測 量 變 送稀 釋 水 流 量比 值 器調(diào) 節(jié) 器+電 機(jī) 傳 送 帶 圖 配 藥開環(huán)比值控制 測 量 變 送原 水 流 量比 值 器調(diào) 節(jié) 器+控 制 閥 溶 液 管 道測 量 變 送溶 液 流 量 圖 加藥 流量單閉環(huán)比值控制 在這些控制 系統(tǒng)中，涉及到了兩個工藝過程參數(shù)，即流量、 液位，具體有液位的檢測、原水流量的檢測、稀釋水流量檢測以及控制、溶液管道流量檢測以及控制。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） LTLCFC稀釋水FTK藥SC115116117118119M 圖 配藥 控制系統(tǒng)圖 絮凝劑工藝水1FI111FT1KFC22FT112113114 圖 加藥控制系統(tǒng)圖 加藥系統(tǒng) 測控儀表選型 該測控系統(tǒng)包括一個串接控制系統(tǒng)、兩個比值控制系統(tǒng)。 第二，在配溶液的過程中還應(yīng)有比值控制，即以加藥量隨著稀釋水的流量變化而變化。 由于本設(shè)計(jì)中以黃河水為原水，并且是北方的水廠，所以溫度較低，色度較高，所以選用聚合氯化鋁，成本不僅低并且能夠達(dá)到工藝要求。投加后能夠生成高價聚合陽離子，在電性中和及架橋作用下使水中膠體相互絮凝。 首先是混凝劑的選定 ， 在所有混凝劑中，聚合氯化鋁是一種無機(jī)高分子混 凝劑，簡稱 PAC。所以主要影響加藥量的因素為流量。其變化因素基本忽略不計(jì)。 本設(shè)計(jì)所選用的水源是黃河水，它的 pH 值、溶解氧、色度和咸度等基本不變，所以在加藥之前，通過實(shí)驗(yàn)或者多年經(jīng)驗(yàn)決定混合比例。投加過量混凝劑的時間要延續(xù)到原水水質(zhì)好轉(zhuǎn)時為止 本設(shè)計(jì)中的自動控制加藥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要根據(jù)地區(qū)和水質(zhì)不同，例如混凝劑品種、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 流量、水溫、 pH 值、溶解氧和咸度等都會影響混凝效果，熟練的運(yùn)行人員憑自身的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場觀察，就能很好進(jìn)行控制。如不及時增加投藥量很好混凝，等到沉淀池的上層清水逐漸流光，池水將全部變渾。 因暴雨等原因使原水渾濁度突然升高，如發(fā)現(xiàn)絮凝池后部的礬花很少，而沉淀池進(jìn)口處表層水很 清，可是水面下 1m處卻看到渾水進(jìn)入，這是沉淀池水質(zhì)即將變壞的預(yù)兆。有時過濾效果不好，甚至慮后水的渾濁度幾乎和慮前相等。如在絮凝池出口處和沉淀池進(jìn)口處見不到小雪花狀的礬花，同時也沒有泥水分離現(xiàn)象，說明投藥量不夠。但這種礬花下沉慢，受到風(fēng)浪或低溫影響時，會有少量礬花從沉淀池流出，但因數(shù)量較少對沉淀池出水渾濁度影響不大。在絮凝池進(jìn)口處不能清楚看到礬花，直到絮凝池中段和出口處才看到有小雪花般的礬花。反之，如果絮凝池中可看到細(xì)小礬花，但在沉淀池進(jìn)口處還沒有泥水分離現(xiàn)象，說明混凝劑投加量不足。至于沉淀水的渾濁度是多少才合適，要由當(dāng)時的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)決定，比如過去設(shè)計(jì)時，沉淀水渾濁度采用 10 度以下，現(xiàn)在有了內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 新的水質(zhì)規(guī)范，沉淀水渾濁度可能需要降低到 2~3NTU 甚至小于 1NTU,才可進(jìn)入濾池，要求更高了。進(jìn)入沉淀池后，礬花與水分離而下沉，池內(nèi)的水就逐步變清。 ② 投藥經(jīng)驗(yàn) 有些水廠根據(jù)生產(chǎn)上的礬花絮凝和沉淀情況，來判斷投藥量和沉淀池的運(yùn)行情況，其經(jīng)驗(yàn)如下。如果所處理水的堿度很低，投加硫酸鋁以后， pH 值會下降到最佳混凝所需 pH 值以下，這時可適當(dāng)補(bǔ)充加堿；如果所處理的是高堿度水，則可加酸使 pH 值在最佳混凝的范圍。硫酸鋁投加到水中后，應(yīng)盡快分散到水中，這樣效果最佳，否則如隨意混合就會浪費(fèi)藥劑。運(yùn)行過程中，水的 pH 值最好能稍低些，目的是多去除些產(chǎn)生色度和消毒副產(chǎn)物母體的天然有機(jī)物，使用其他混凝劑也是這樣。 ① 需加足夠數(shù)量的混凝劑，用以中和原水中膠體顆粒的電荷，并產(chǎn)生氫氧化物沉淀，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 達(dá)到網(wǎng)捕和卷掃水中膠體的作用，有些混凝劑如聚合氯化鋁和某些集合電解質(zhì)，混凝時比 較多的是電荷中和作用，而硫酸鋁、三氯化鐵和硫酸亞鐵則兼有電荷中和與網(wǎng)捕和卷掃的作用。投藥時會有不少 問題，如投加那些藥劑，投加量的多少，在哪點(diǎn)投加等，盡管投藥可以控制整個水處理工藝的效果，但也是最易出問題的水處理環(huán)節(jié)。混凝劑投加量一般是由化驗(yàn)室通過攪拌試驗(yàn)決定 ，但生產(chǎn)運(yùn)行情況同試驗(yàn)結(jié)果總有差異，所以加藥量還需根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行情況適當(dāng)調(diào)整。而顆粒計(jì)數(shù)儀不僅可以測定水中雜質(zhì)顆粒的數(shù)量和大小，還可以看出混凝以后顆粒大小增加的程度，特別適用于不設(shè)沉淀池而直接過濾時，濾后水中顆粒的測定。m，而隱孢子蟲和賈第蟲的大小都為 2~10181。m的 顆粒，測定的精度和靈敏度都會下降，測定結(jié)果經(jīng)常偏低。改正的方法可采用以原水流量為前饋， SCD 值為反饋的投藥方式。投加高分子絮凝劑也不適用，即使同一水源在不同季節(jié)， SCD的測定效果也相差很大。投藥控制儀設(shè)定了正負(fù)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 投藥量幅度，在這范圍內(nèi)投藥泵的 加藥量不變，可無需頻繁的調(diào)整?；鶞?zhǔn)值的設(shè)定需通過試驗(yàn)，即在穩(wěn)定的原水水質(zhì)和水量條件下，投加不同混凝劑量，其中沉淀水渾濁度符合要求的一種劑量，其基準(zhǔn)值為 0。當(dāng)然每種測定方法隨原水水質(zhì)而異，并且季節(jié)性的水質(zhì)變化也會影響最佳的混凝劑投加量。例如，去除渾濁度的最佳條件是稍負(fù)的電位；而去除有機(jī)物的最佳條件經(jīng)常是接近零電荷點(diǎn)，即 ζ 電位為 0 時。還有用光電原理測定絮凝顆粒特性等，對加藥量進(jìn)行控制。 ② 特性參數(shù)控制法 除了燒杯攪拌混凝實(shí)驗(yàn)外，混凝評價的其他方法有 ζ 電位和流動 電流檢測法，可用以估計(jì)顆粒表面的電荷和實(shí)現(xiàn)自動控制。 由于各地水源水質(zhì)不同，所選用的水質(zhì)參數(shù)也有各地的特點(diǎn)，可靠的原始水質(zhì)資料內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 年限有長短，以致所建立的數(shù)學(xué)公式不可能相互套用。有的數(shù)學(xué)模式則是采用前饋和反饋控制相結(jié)合，既考慮原水水質(zhì)和產(chǎn)水量的變化，又考慮沉淀池或?yàn)V池的出水水質(zhì)，實(shí)行優(yōu)化控制。前饋控制可由模擬沉淀池或?yàn)V池，或用流動電流法確定投藥量；而反饋控制是根據(jù)沉淀池或?yàn)V池的出水水質(zhì)，對前饋投藥量加以微調(diào)，達(dá)到提高水質(zhì)和降低藥耗的效果。 混凝劑投加的自動控制方法如下： ① 數(shù)學(xué)模型法 根據(jù)原水水質(zhì)參數(shù)（渾濁度、水溫、堿度、氨氮、耗氧量）和流量對投藥量的影響，建立數(shù)學(xué)模型，通過計(jì)算機(jī)控制以改變投 藥量。這些方法在原水水質(zhì)變化不大時是可行的，但有些水源的水質(zhì)瞬時變化，水廠制水量也有波動，如果由人工確定 投藥量，往往會降低水質(zhì)合格率并增加藥耗。為此設(shè)計(jì)了可編程序控制器自動控制加藥處理系統(tǒng) ,以改變傳統(tǒng)的手工操作生產(chǎn)方式 ,實(shí)現(xiàn)藥劑的自動投加 ,達(dá)到節(jié)省藥劑、穩(wěn)定水質(zhì)、提高管理水平、減輕勞動強(qiáng)度、改善勞動環(huán)境的目的 ,取得了很好的效果。目前 ,全國大多數(shù)自來水企業(yè)的藥物投加還停留在傳統(tǒng)的手工方式上 ,實(shí)際生產(chǎn)中完全憑借工作人員內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 的經(jīng)驗(yàn)來觀察判斷