试谈自来水厂加氯消毒系统的设计

图一自来水消毒比值控制消毒是自来水处理工艺中最重要的环节之一在我国当前水处理行业中，使用氯气消毒是最常用的消毒方法水厂加氯系统的主要任务，就是通过控制氯气投加量（简称加氯量），使得出厂水中的余氯含量在规定范围之内再通过真空调节器送入加氯机，利用加氯机中的水射器在投加点处进行氯气投加氯气投加量的多少通过改变加氯机阀门开度来实现系统方框图如下图二单闭环比值控制方框图单闭环比值控制能使自来水量和氯气的流量间的比值较精确、方案实现起来方便，仅用一只比值器或比例调节器即可在自来水消毒控制系统中要求两者流量之比一定，而且对总流量变化无要求，所以适合选用此控制方案图三单闭环比值控制流程图器件选型

3.流量的测量包括自来水流量和氯气流量两个局部LXW旋涡式流量计具有测量管内无可动部件，工作可靠，压力损失也比较小（约为孔板流量计压力损失的1/4〜1/2）；测量精度高；测量范围大；其读数不受流体物理状态如温度、压力、密度及组成成分的影响，一次标定后，无须再修正或换算等优点对于水量的检测，由于水流量在间，且腐蚀性很小，可以采用旋涡时流量计0〜1000t/h3所以要求流量计具有较高的灵敏度，以保证测量精度目前在工业上和实验室里常用转子流量计来测量小流m/h,量天津流量仪表有限公司的系列玻璃转子流量计转子流量计特别适用于测量管径在以下管道的流量由于LZB50mm材质为玻璃，所以可以使用于氯气流量的测量因此选择转子流量计对氯气进行测量LZB-仪表可将被测温度，被测介质的差压、压力、负压力、流量、被测介质的液位、比重、密度或两种不同比重液体的界面等参数转换成统一的标准信号输出主要技术特性输出信号（型）；或「（型）0T0mADC n4-20mADC5VDC IH精度、、级供电电源:（型）;度（型）工作条件:环境温度:现场仪表℃；室内

0.51L5220VAe50Hz II24C III-25+60仪表℃空气相对湿度现场仪表；室内仪表工作振动频率全振幅周围空气中不0-50W95%W85%25Hz,W

0.2nlm得有与铭、银镀层，有色金属及其合金起腐蚀作用的介质调节阀的选择

3.2考虑到自来水消毒系统，在未投入运行前，气化器内应是空的，自来水管道是关闭的，而且考虑到液氯具有强的腐蚀性，释放到空气中会造成污染，应选择液氯管道阀门、自来水管道阀门和气态氯管道阀门全部为气开阀调节阀具体型号的选择333自来水的最大体积流量为根mm，氯气的流体重度为阀门上的压差为根据流通能力公式得

10000.031MPa,

0.2MPa,查各种尺寸调节阀的流通能力表，查得,应选阀座直径为公称直径为%的单座阀此时值为这样在d8mm,Dg C

0.80,g最大流量时尚有一定的余地氯气调节阀的主要干扰来源为调节阀压差，由调节阀工作流量特性选择表查得,工作流量特性选择对数特性较适宜由于工作在自来水厂，所以直接选用武汉韦纳机电设备有限公司的动态流量电动调节阀，在实际的水系统中，管路水压力是波动变化的动态平衡电动调节阀能够动态的平衡系统的压力变化，使阀门在工作时的流量特性曲线与理想的流量特性曲线保持一致，没有设计偏差特殊的设计保证了它的调节只受控于控制信号，而不受系统压力波动的影响，当对应一个固定开度时，其流量都是唯一和恒定的，因此动态平衡电动调节阀在任一调节位置输送量都是稳定的韦纳系列动态流量平衡电动调节阀采用了全新的设计理念，特别适用于系统负荷变化较大的变流量系统中,具WPCV有抗压力干扰，工作状态稳定，调节精度高和节约能源的显著特点调节器的选择

3.3本系统采用的是单闭环比值控制控制方案，如图二所示在稳态时，能满足主、副流量的工艺比值要求，即Q2/9=K当主流量］不变，而副流量受到扰动时，则可通过副流量的闭合回路进行定值控制当主流量储受到扰动时，叱（）02s则按预先设置好的比值使其输出成比例变化，即改变的给定值，卬（）根据给定值的变化，发出控制命令，以改22$变调节阀叱（）的开度，使副流量跟随而变化，从而保证原设定的比值关系叱（）仅接收自来水主流量（自来水,S2S流量）的测量信号，仅起比值计算作用，应选控制规律；卬（）起比值控制作用和使副流量（氯气流量）相对稳定，P2$故应选控制规律；在副回路中，考虑到氯气的腐蚀性和和本钱，阀门应选用气开阀，当阀门的开度增大，则氯气的流PI量加大，所以对象为正作用测量变送环节也为正作用为了使副回路的稳定性，副回路调节器应选负作用在调节器的选择上，目前在工业领域被广泛采用的是i）i）z-n［型仪表由于DDZ-in型仪表采用了线性集成电路，进一步提高了仪表在长期运行中的稳定性和可靠性，从而扩大了调节器的功能，易于组成各种变型调节器，更好地满足生产过程自动化的需要它接受来自变送器或转换器的测量信号作为输入，与给定信号进行比较，然后1〜5VDC1〜5VDC对其偏差进行运算，输出标准统一信号是日本岛电公司年的最新技术产品，它高度总结了PID4〜20mADC SR902002到系列的应用经验更突出高性能和高可靠的设计思想具有自由输入，手动输出，调节输出限幅，双设定值，SR60SR70双调节输出，模拟变送输出，数字通讯功能，前面板符合级的防护标准，使用该表完全满足要求IP66参数整定

4.比值系数确实定

1.5根）故消毒工艺要求3a04xl01xmK==

23.21自来水的最大流量为3氯气最大流量】为将工艺比值折算为仪表的比值系数为Imax1000m/h,2n axm,1000^.^21max-4==12xl（）

2.

0.15系统参数的整定

1.6单闭环比值系统实质上是随动系统一般要求副流量能快速、正确地跟随主流量变化，不宜有超调不能按一般定值控制系统衰减过程的要求进行副流量回路参数整定，而应当将副流量的过渡过程整定为振荡与不振荡的41边界为佳，这时过渡过程既不振荡而反应又快根据设计要求需要设计一自来水消毒系统，使氯气注入到自来水中的量适宜，必须使氯气注入量与自来水量成一定的比值关系加氯控制系统的指标是出厂水余氯含量,控制量是加氯量,如果将系统的输入量选为氯气投加浓度,那么系统实质上就是一个比值控制系统,需按滤后水流量进行比例投加其投加公式为qu=k X1in式中为加氯量；/〃为滤后水流量；为比例投加系数即氯气投加浓度在各种复杂控制系统中选择比值控制系统最u k为适宜对于此消毒系统，纯洁的自来水是其产品，应作为主物料，其流量为主流量，用储表示而氯气流量需要根随自来水流量的变化而变化，选其作为副物料，其流量就是副流量，用表示2设计总结

5.在我国当前水处理行业中，使用氯气消毒是最常用的消毒方法本文介绍了自来水消毒比值控制系统的设计过程使用了较普遍的单闭环比值控制系统，实现自来水投氯系统得自动化控制过程，本系统结构简单明了，实现方便，无需特殊的设备便可组成系统通过这次课程设计，我发现很多的问题，自己的理论与实际的联系问题即使有些东西你明白，但不一定能做好我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，在实践中检验自己锻炼自己！参考文献过程控制系统与仪表/王再英等编著.一

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[2]工业生产过程控制/何衍庆，俞金寿，蒋慰孙编著.一

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