CN110467249A - 酸洗水ph值自动调节控制系统及控制方法 - Google Patents

酸洗水ph值自动调节控制系统及控制方法 Download PDF

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冀永旺
王瑞红
王汉文
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Abstract

酸洗水PH值自动调节控制系统及控制方法，酸洗水PH值自动调节控制系统，包括PLC控制系统、石灰车、石灰料仓、石灰乳配制罐、中和调节池，其特征是在石灰车与石灰料仓连接的卸灰管上和接入的压缩空气管上分别安装气动阀，在石灰料仓上安装雷达料位计；在石灰料仓至石灰乳配制罐之间和进水管上分别安装气动阀，在石灰乳配制罐罐口上方装雷达液位计；在中和调节池安装PH在线仪，石灰乳投加泵出口安装气动阀，气动阀前安装回流管。本发明实现石灰自动卸料和石灰乳自动配制以及废酸水中和处理水质的自动调节，出水PH为7‑8之间，调节精度达到±0.2。本发明减轻了工人的劳动强度，保障了职工的身体健康。

Description

酸洗水PH值自动调节控制系统及控制方法
技术领域
本发明属于工业用水控制领域，具体涉及酸洗水PH值自动调节控制系统及控制方法。
背景技术
在轧钢厂从轧区酸洗工序退出来的废酸水需要经过中和处理后方可进入正常的水处理工序进行沉淀和过滤后合格外排。一般将各种废酸水集中到一个调节池，然后给池内加入碱性的石灰乳，待废水PH值达到7-8之间，然后再进入下一个工序处理。由于废酸水量和浓度会随着工艺生产的变化随时发生变化，所以集中到废酸处理调节池的废酸水量及PH值很不稳定，处理过程石灰乳的投加量需要根据来水随时调整，如果调整过程通过人工来完成，整个过程如下：
用罐车拉来石灰，工人手动开阀将石灰卸至料仓，再根据需要打开料仓下阀门将石灰自然流进下面的配制罐加水勾兑成石灰乳，搅拌均匀，采用试纸测量来水PH值，手动开关阀门将石灰乳投加至中和调节池进行中和，使水的PH值达到7-8的标准。但是人工投加无法进行精确的定量和测试，即便加大工人的工作频次，仍然会出现调节滞后或投加过量现象，造成出水或含酸大，排出红水，或含石灰大，排出混水，给后续水处理工序的工艺带来负担，甚至损坏工艺设备。且由于现场环境恶劣，石灰粉尘大，酸碱溶液刺激性较大，长时间的暴露在此种环境中对岗位人员的身体健康存在伤害。
发明内容
为了减轻工人的劳动强度，保障现场人员的身体健康，本发明提供酸洗水PH值自动调节控制系统及控制方法，对水质进行自动调节，使废酸处理过程及时高效，保证系统出水PH值合格。
酸洗水PH值自动调节系统，包括PLC控制系统、石灰车、石灰料仓、石灰乳配制罐、中和调节池，其特征是在石灰车与石灰料仓连接的卸灰管上和接入的压缩空气管上分别安装气动阀，在石灰料仓上安装雷达料位计；在石灰料仓至石灰乳配制罐之间和进水管上分别安装气动阀，在石灰乳配制罐罐口上方装雷达液位计；在中和调节池安装PH在线仪，石灰乳投加泵出口安装气动阀，气动阀前安装回流管。
所述气动阀均与PLC控制系统连接。
PLC控制系统采用西门子S7-300型PLC控制柜。
本发明根据料位控制进气和卸灰阀的开闭，以控制料仓内石灰高度，实现自动卸料；
本发明根据液位控制进料阀和进水阀的开闭，实现水和石灰按照固定配比自动进料、配料；
本发明根据PH测量值控制投加泵出口阀开闭，自动调节水的PH值在7-8之间。
本发明经过三个连锁的闭环控制系统，实现了出水水质的自动调节，保证了出水水质达标。同时减轻了工人的劳动强度，保障了职工的身体健康。
附图说明
图1是本发明的控制流程图。
具体实施方式
实验在太钢能源动力总厂中和三站稀酸水处理生产线进行。
首先在控制室的西门子PLC硬件系统中增加模拟量输入模块，用以接入液（料）位和PH等模拟量信号；利用数字量输入输出模块将来至现场的阀门控制信号和反馈信号分别接至PLC控制系统。
编制软件，通过设计下述三个闭环控制系统实现废酸处理水质的自动调节。
石灰自动卸料
在1#、2#石灰料仓上方分别安装一台雷达料位计，在石灰车与压缩空气连接的空气管和石灰车与石灰料仓连接的卸灰管上分别安装一个气动切断阀，并将液位和阀门的控制信号和反馈信号分别接至PLC控制柜，编程并在上位机WINCC操作界面显示料位和阀门状态，且设置远程操作按钮；编制程序，料位计测量值与卸料阀、进气阀联锁。
卸灰时，将石灰车卸料管与石灰料仓连接，进气管与压缩空气连接，当两个气动阀同时打开后，石灰在压缩空气的作用下自动进入石灰料仓；当料位计测得石灰料位到达9.7m时，卸料阀和进气阀同时关闭，停止进灰；当石灰乳配制过程中料位计测得石灰料位降低至4.5m时，再同时打开卸料阀和进气阀，开始进灰，如此循环往复控制石灰储罐内石灰高度，达到自动卸料的目的。
石灰乳自动配制
在1#2#石灰乳配制罐上方分别安装一台超声波液位计，在石灰料仓至石灰乳配制罐之间和进水管上分别加一个气动切断阀，将液位和阀门的控制信号和反馈信号分别接至PLC控制柜，编程并在上位机WINCC操作界面显示液位值和阀门状态，且设置远程操作按钮；编制程序，料仓至石灰乳配制罐之间的下料阀和进水管上进水阀与石灰乳配制罐上的液位连锁，控制罐内液位。
打开下料阀均匀下料并同时打开配水阀进水，开启搅拌机进行搅拌，当液位到达3.1m时，进料阀和配水阀同时关闭，搅拌机停止搅拌；当投加泵运行到一定程度，配制罐内液位降低至1m时，再打开进料阀和配水阀，同时开启搅拌机进行搅拌，继续配料，如此循环往复实现石灰乳自动配制过程。
石灰乳自动投加
在两个一级中和池和两个二级中和池内分别安装一套带温度补偿的在线PH检测仪，石灰乳投加泵出口加一个气动切断阀，阀前加装回流管，并将ＰＨ值和阀门的控制信号和反馈信号分别接至PLC控制柜，编程并在上位机WINCC操作界面显示ＰＨ值及阀门状态，且设置远程操作按钮。
正常状态下投加泵常开，当气动阀关闭时，石灰乳液自动回流至石灰乳配制罐内，当泵出口气动阀打开时，石灰乳通过阀门加入中和调节池。编制程序，调节池PH仪测量值与投加泵出口阀连锁，控制石灰乳的投加量，当水的PH值低于设定值时，出口阀打开，开始投加石灰乳；当仪表测得水的PH值高于设定值时，关闭出口阀，停止投加石灰乳，以调节中和池内水的PH值在7-8之间。由于上游来酸量和浓度变化频繁，石灰乳投加在一个点上，酸碱反应相对滞后，为了保证运行人员能够根据来水的变化随时调整控制参数，将中和池PH高低控制值设置成窗口，方便及时调整设定参数，以提高中和反应效果。使调节精度达到±0.2。

Claims (5)

1.酸洗水PH值自动调节系统，包括PLC控制系统、石灰车、石灰料仓、石灰乳配制罐、中和调节池，其特征是在石灰车与石灰料仓连接的卸灰管上和接入的压缩空气管上分别安装气动阀，在石灰料仓上安装雷达料位计；在石灰料仓至石灰乳配制罐之间和进水管上分别安装气动阀，在石灰乳配制罐罐口上方装雷达液位计；在中和调节池安装PH在线仪，石灰乳投加泵出口安装气动阀，气动阀前安装回流管。
2.根据权利要求1所述的酸洗水PH值自动调节系统，其特征是酸洗水PH值自动调节方法包括下述内容：
（1）料位与阀门联锁，利用压缩空气实现石灰自动卸料闭环控制；
（2）利用超声波液位计与气动阀门联锁实现石灰乳的自动配制闭环控制；
（3）通过ＰＨ值联锁气动阀门外加回流，成功实现酸水中和过程PH值自动调节闭环控制。
3.根据权利要求1或2所述的酸洗水PH值自动调节系统，其特征是当料位计测得石灰料位到达9.7m时，卸料阀和进气阀同时关闭，停止卸灰；当石灰乳配制过程中料位计测得石灰料位降低至4.5m时，再同时打开卸料阀和进气阀，开始卸灰。
4.根据权利要求1或2所述的酸洗水PH值自动调节系统，其特征是将高液位值设定在3.1m、低液位值设定在1m来控制水和石灰按照固定配比自动进料、配料；当液位到达3.1m时，进料阀和配水阀同时关闭，搅拌机停止搅拌；当投加泵运行到配制罐内液位降低至1m时，再打开进料阀和配水阀，同时开启搅拌机进行搅拌，继续配料。
5.根据权利要求1或2所述的酸洗水PH值自动调节系统，其特征是当水的PH值低于设定值时，出口阀打开，开始投加石灰乳；当仪表测得水的PH值高于设定值时，关闭出口阀，停止投加石灰乳，以调节中和池内水的PH值是7-8。
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