SCD仪在水厂自控系统设计与实现

发表于: 2017-03-26 / 分类: 公司新闻 / 浏览: 1,999 views 次

一、水厂概况

状元水厂座落于温州市龙湾区状元街道龙腾南路，是自来水公司下属的一座综合净水厂，水厂设计供水规模30万吨/日，占地142亩，原水引自的珊溪水库，水质状况良好，常年浊度偏低，一般维持在5NTU左右，使用混凝剂为液态聚合氯化铝，状元水厂自2005年8月16日建成正式投产以来，由于SCD仪取样检测系统运行效果并不理想，所检测的数据混乱，导致计量泵自动投加药无法实现跟踪，所以一直没有充分发挥SCD仪在自动加药系统中作用。其工艺流程如图1所示。

二、取样系统的优化改进

SCD仪取样检测系统可靠与稳定的运行需要优质的水样。获得一个好水样可能是操作时唯一最重要的要考虑的事情。SCD仪装置的水样应满足以下5个主要要求：水样应能代表所检测和控制的过程；水样应不含使坏探头或阻碍水样流动的异物；水样应连续；从投药到检测延迟时间应在2—3分钟之间；对水样流量应在2—4升/分钟之间。对于水样的上述几点要求，与取样检测系统的设计密切相关，据此对其进行了优化改进。

1.清洁的水样

(1)利用三通代替水样预处理装置

如果取样含有砂、污泥或其它细小微粒，就建议用一个水样清洁设备。因为细砂和杂质将很快磨损探头敏感区，从而产生异常的SCD仪读数和灵敏度的丧失，这里我们用三通对水样进行预处理，这样会大大改善水样的信号的可靠性。三通位于取样管末端位置如图2所示正常运行时，阀门1、4关闭，阀门2、5全开，阀3半开，取样水经5阀取样管流至三通处，部分向上经阀2流过SCD仪，其余经阀3直接排放。由于惯性作用与重力，大部分泥砂与杂物随水流向前流动，只有少部分拐弯向上流经SCD仪。

(2)设定取样管反冲洗系统

由于取样管中水流速度低，易沉积泥砂与杂物，减少了过水能力，所以在取样管末端外接压力水，在取样管前端设排空阀4。反冲洗时阀2、3、5全关，阀1、4全开，压力水经阀1反向冲刷取样管，废水经阀4排放。

(3)改弯头为带堵头的三通

弯头处易堵杂物，所以应尽可能减少取样管的弯头，并改弯头为带堵头的三通，以利于人工打开堵头清理管路。

(4)取消探头室冲洗管

起初，按照SCD仪说明书，在SCD仪探头室下面安置了冲洗管，定期冲洗探头。但在运行中发现SCD仪信号经常无故发生大幅波动，后经查明原因：探头室中的小锈铁块引起检测电极短路。

(5)确定取样管直径

a.计算最小管直径：取样管的长度L=12m，水样流过取样管的时间近似等于系统的延迟时间T，设水样的流量为Q，流速为V，取样管的过水断面面积为S，管直径为D，则：
S=Q/V=QT/L
D=2

根据SCD仪对水样的要求，Q值至少应为2L/min，T应该在2—3min之间，如果Q与T都取下限值(Q=2L/min,T=2min)，就可以算出最小管直径：D=20mm，故选择直径为32mm的PVC管。

b.校对取样管最大输水能力

原因取样管利用原水管压力进行输送，必须校对输水能力，已知取样管起点压力至少为49kPa(以5m计算)，SCD仪距地面1m，末端自由流，那么取样管的水头损失为4m。当阀门全开时，取样管输水能力最大，如果取样管的沿程水头损失以总水头损失的70%计算，则水力坡度I=4X70%/12=0.23，从设计上可查出对应的流量为1.6L/s，折合为96L/min，远超过所需水量，能够满足要求，正常运行时，可通过阀门调节水量。

2.连续取样

仪表运行时，水样的中断将导致仪表采集信号有中断，在SCD仪自动控制投加药时，就会失控。检测室流动区内的杂质将阻碍或彻底阻止水样流动，导致SCD仪读数的丧失以及可能的探头损坏。所以水样流动的稳定性是非常重要的，通常SCD仪推荐的流量是每分钟2—4升。

3.系统延时

延时应足够长，以确保药品和原水之间充分混合。提供良好的混合混凝过程，对于大多数过程基本上是瞬间的。系统延时的主要因素是取样点的位置。通常将SCD仪尽可能靠近取样点，可以减少系统延时。

4.正确调节增益

增益的调节很重要，如果设定过高，会放大SC信号中不必要的偏差，这些偏差可导致显示值和控制信号的恒定波动。增益设定过高，也会导致设备在SC适度变化的情况下，其读数溢出刻度。如果增益设定过低，仪表将检测不出处理过程中小而重要变化的信息。

5.加强日常维护

首先要保持取样室的表面清洁，以防测量误差。因SCD仪容易出故障，所以至少应每小时检查一次，内容包括：SCD仪有无断流，流量是否在要求区间；探头上下运动是否正常；延长时间是否在2—3分钟之间；SCD仪信号是否正常，有无出现大幅波动；定期拆洗探头、清洗探头室及取样管。

结束语

根据SCD仪对取水样的严格要求，我们对SCD仪取样进行研究分析，优化其取样设计，并状元水厂水质实际情况，进行SCD仪信号单反馈控制米顿罗计量泵投加药，加上进水流量变化时，流量比例控制，这样形成一个复合环控制系统进行投加药，运行半年来，还是稳定的，控制投加药也是有很好的效果，为大多数净水厂生产运行提供了借鉴。