二、工藝過程分析

1、自動加氯、加礬系統工藝

（1）自來水廠的加氯消毒分兩種，即過濾之前加氯和過濾之后加氯。濾前加氯為開環控制，即原水流量計測得原水流量信號4-20mA后，傳給加氯控制儀（ALLDOS-325），然后根據控制儀上設定的比例系數0-100%修正輸出信號，控制加氯機的投加量。濾后加氯的自動控制為閉環控制，即過濾后水的流量計輸出信號4-20mA給加氯控制儀（ALLDOS-425復合環控制儀），根據控制儀上設定的比例系數0-100%進行調整，同時采樣反饋的余氯信號與加氯控制儀預先設定的目標值——余氯設定值比較，最后加氯控制儀再輸出信號給加氯機，調節投加量。電磁流量計自動加氯系統中主要用于原水或濾后水的計量，所以對電磁流量計的測量要求相對較低。

 

自動加礬系統是通過檢測原水流量信號及游動電流測定儀(Streaming CurrentDectector，SCD)信號，初步調整控制加礬活塞泵的頻率及沖程，通過礬液流量計的流量反饋信號細微調整， 兩者結合，從而達到精確控制活塞泵的礬液投加流量(見圖2)。從囹2可以看到，一級泵站后的原水的流量、礬液的計量是整個控制系統的關鍵因素之一。礬液流量計在系統中作為監測礬液投加后的流量與原先的設定值比較后，反饋控制加礬活塞泵對礬液的投加。由于礬液流量計必須安放在加礬活塞泵后面測量，而目前自來水廠多采用往復活塞泵投加礬液，所以液體的流動狀態是一種脈動流狀態，這樣就會直接影響礬液的精確計量。而現在國內市場上的電磁流量計大多只能測量定常流，對于脈動流一直沒有很好的解決方法。國外的論文集中也曾提到有專門脈動流檢測的流量計，但價格昂貴，一般企業難以承受。礬液本身對管材有腐蝕性，原水中的雜質等都會影響流量計的計量，因此選擇一種受脈動影響少、抗振性強、耐腐蝕的流量計已是迫在眉睫。廈門自來水公司通過多年的實踐，在這方面的應用取得了一定的經驗。以下即為廈門自來水公司所用的加礬系統說明。

 

原水流量測量采用的是仕樂克的SCLDE型電磁流量計。加礬活塞泵采用德國ALLDOS公司的KM-257-1 150型，每小時最大投加量1150L。加礬泵沖程控制儀為ALLDOS-325型， 沖程調節范圍可在

0-100％ 內調整。游動電流測定儀是MILTON ROY公司的SC5200型產品，它檢測到的電流信號與設定值(一100％一+100％ 之間設定)比較后輸出信號，調整加礬活塞泵的沖程，從而改變礬液的投加量。SCD的設定值用戶應根據現場工藝及運行狀況預先人為設定(通過摸索找到最佳值)。調頻儀選用日本三菱公司FR—A240E一1．5K型產品，調頻范圍0-400Hz， 考慮到加礬泵的額定流量編程， 我們將頻率變化范圍設定在0-50Hz。加礬泵流量變化范圍為0-150L／h，由于采用了調頻儀，活塞泵的提升脈動頻率的范圍可達到0-146次／min。活塞泵后的流量計采用SGAIC的IFM4080K電磁流量計。IFM4080k直接測量投加后的礬液總流量，并與預先設定值比較后，反饋控制活塞泵的投加量。礬液總流量的測量準確與否直接關系到出廠水的水質， 而活塞泵后液體流動狀態的脈動特性，使一般的流量計無法跟蹤上流量的快速變化，從而造成測量上的誤差。雖有一些單位通過在泵后加裝阻尼裝置以減緩脈動效應，但又存在精確測量、安裝空間以及增加費用等矛盾。

 

2．問題的解決

廈門某自來水廠2010年采用了西安仕樂克儀表有限公司的SCLDE4080k電磁流量計，裝在礬液池的出口端用來實時監測控制礬液的投加量。該型號流量計除了具有普通電磁流量計的耐腐蝕、精確度高(±0．3％的相對誤差)等優點外，還在轉換器IFC090的設置項中有一項專門適用于脈動流測量的功能，從而適用于脈動流的測量。

以下為信號轉換器的設定要點：

(1)改變勵磁頻率Fct3．02，這是因為通過調整電磁場頻率可以改變轉換器的采樣頻率。一般脈動頻率沖擊為80-200次／min(在泵最大揚程時)，設定為1／2工頻(50Hz)，采樣周期為40ms，滿足活塞泵轉速200 r／min、流量變化(約300ms脈動一次)的測量情況。而在本例中礬液泵投加頻率為50次／min，所以采用流量轉換器的默認值1／6(50 Hz)勵磁也滿足了實際情況，故我們就保持了出廠的原始設置。

 

(2)調節A／D轉換器，把實際運用的超載點Fct3．06 Applicat(特殊應用菜單)改變到“Pulsating”項(脈動流計量)。由于在測量礬液流量(投加量)時， 礬液最大流量與最小流量的幅度之比為10：1，常規使用的電磁流量計的轉換器初級運放比設置為設定輸人滿度值的3倍。但這種設置只能滿足一般情況下的測量，而對于脈動流的情況就很難滿足測量要求。當選擇“Pulsating”(脈動流)，該型號的轉換器的超載點若設為20倍，就可以適用于本例的條件。

 

若需要使顯示和輸出有一穩定值的話，可考慮設定較長的時間常數。具體方法如下：推薦公式：

時間t(s)=1000／(最小沖擊數／min)

本例：t(s)=1000／50=20 S

經過實驗，顯示剩余脈動量是測量值的±2％。附現場實際數據：

 

 

3．結論

我們在使用該電磁流量計作為礬液計量中有以下經驗供大家參考：

(1)必須在流量計功能菜單中，選定脈動流功能項。

(2)如果現場條件允許，可以適當放大活塞泵出口與流量計的距離。(通常5D直管段的要求，在脈動流檢測中顯得不合適，我們的經驗是用7-8D直管段或者增加一脈動緩沖容器，這樣也可消除一定的脈動影響。)

(3)由于礬液的腐蝕性，現場管道采用PVC管，這就要求流量計兩側必須安裝接地環和地位平衡線， 同時輔以單獨接地，從而保證計量的準確。我們的體會是，一種好的儀表必須在了解現場的特性后加以理解開發應用，才能充分發揮其功效