CN113351058A - 一种全自动液态助凝剂稀释投加系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动液态助凝剂稀释投加系统及方法，包括助凝剂转移箱、转移泵、溶液箱、加药泵，能够实现自动加药；本发明的上层溶液箱为药剂稀释及熟化单元，通过单次制备药剂的浓度及容积计算出需要投加高浓度药剂的容积，然后通过控制转移泵运行时间实现精确给料。该系统集药剂储存、稀释熟化及投加功能于一体，自动化程度高；设备投资及运行维护工作量较常规配制均较低，在电力及石化行业液态助凝剂稀释方面具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种全自动液态助凝剂稀释投加系统及方法。
背景技术
在火电及石化行业水处理系统中需要大量使用助凝剂聚丙烯酰胺，该药剂是一种高分子有机物质，分子量常达几百万至几千万，多用于混凝澄清工艺的助凝剂和污泥脱水药剂。采用固体聚丙烯酰胺时大多数采用三联箱式泡药机，常出现熟化不完整，溶解不充分、投加量不精确等现象。液体助凝剂聚丙烯酰胺来药浓度较高、粘度大无法直接使用，因此在实际应用中常需要提前稀释熟化。若来药为固定浓度的液体助凝剂时，常规配制为两箱多泵的配制模式，通过两台制备箱交替配药，定期切换的形式实现药剂稀释和熟化。同时多数项目还仍采用手动配药，实际配药精度与理想值相差甚远，特别是对于后端有膜工艺的水处理系统一旦助凝剂药量偏大存在不可逆的污堵运行风险。
发明内容
为了克服上述现有配制及实际应用中的不足，本发明提出一种全自动液态助凝剂稀释投加系统及方法，仅需运行人员定期向转移箱补充药剂，并且助凝剂的稀释、转移及定量投加在系统设定好相关参数并将自动投入运行模式后，全部自动完成。药剂制备精确高，连续性好，仅需设置单套即可满足储存、制备熟化及连续性投加的目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种全自动液态助凝剂稀释投加系统，包括助凝剂转移箱、转移泵、溶液箱以及加药泵；其中，助凝剂转移箱上设置有助凝剂原液入口，助凝剂转移箱的出口经转移泵与溶液箱相连；
溶液箱包括上层溶液箱与下层溶液箱，上层溶液箱与转移泵相连，下层溶液箱与加药泵相连。
本发明进一步的改进在于，上层溶液箱与下层溶液箱通过连通门连接。
本发明进一步的改进在于，上层溶液箱内设置有上层液位计、搅拌器和布水装置。
本发明进一步的改进在于，上层溶液箱上设置有进水自动门；下层溶液箱内设置有下层液位计。
本发明进一步的改进在于，转移箱内设置有搅拌器。
本发明进一步的改进在于，加药泵入口设置有冲洗管路，加药泵为螺杆泵。
一种基于上述的系统的全自动液态助凝剂稀释投加方法，当溶液箱上层液位小于等于设定低位HL时，关闭连通门；启动转移泵，转移泵运行结束后，打开上层溶液箱的进水自动门，溶液箱上层液位大于等于设定高位HH时关闭进水门；
当溶液箱上层液位大于等于设定低位HL时，启动助凝剂溶液箱搅拌器；
当溶液箱下层液位小于等于设定低位hL时：打开连通门，直至下层溶液箱液位大于等于设定高位hH时，关闭连通门。
当溶液箱下层液位小于等于设定低低位hLL时，关闭加药泵。
本发明进一步的改进在于，转移泵2运行时间
式中：T—转移泵运行时间；
R—助凝剂溶液箱半径；
H—助凝剂制备高度；
C设定—助凝剂设定配制浓度；
Q转移—转移泵出力；
C原液—助凝剂来药浓度。
本发明进一步的改进在于，加药泵的流量
式中：Q泵—加药泵的实际运行流量；
Q来水—系统处理水量；
M助—助凝剂设定加药量；
ρ助—助凝剂密度；
C设定—助凝剂设定配制浓度；
C原液—助凝剂来药浓度。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明提出了一种全自动液态助凝剂稀释投加系统，包括助凝剂转移箱、转移泵、溶液箱、加药泵，能够实现自动加药；本发明的上层溶液箱为药剂稀释及熟化单元，通过单次制备药剂的浓度及容积计算出需要投加高浓度药剂的容积，然后通过控制转移泵运行时间实现精确给料。该系统集药剂储存、稀释熟化及投加功能于一体，自动化程度高；设备投资及运行维护工作量较常规配制均较低。
进一步的，溶液箱包括上层溶液箱和下层溶液箱，通过上下层设置，有效节省占地面积。
进一步的，本发明中上层溶液箱内设置搅拌器；上层溶液箱内设置有带远传功能的上层液位计，下层溶液箱内设置有带远传功能的下层液位计，通过液位精确控制药剂制备及输送，自动化程度高。
本发明提出了一种全自动液态助凝剂稀释投加方法，能够实现全自动运行，根据助凝剂设定加药量、助凝剂设定配制浓度，便于灵活调整运行参数及加药工况。系统投加为间歇性制备，连续投加，满足了助凝剂稀释熟化的时间要求；同时自动制备精度高，防止了助凝剂浓度不准及过量投加对膜系统的不利影响。同时制备熟化好的药剂通过自流输送，节约能耗。在电力及石化行业液态助凝剂稀释方面具有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明，下面将实施例中所需要使用的附图做简单介绍。
图1为一种全自动液态助凝剂稀释投加系统流程图。
附图中各部件的标记如下：1—转移箱，2—转移泵，3—溶液箱，3-1—上层溶液箱，3-2—下层溶液箱，3-3—连通门，3-4—进水自动门，3-5—上层液位计，3-6—下层液位计，3-7—搅拌器，4—加药泵。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
参见图1，本发明一种全自动液态助凝剂稀释投加系统，可将高浓度助凝剂溶液自动稀释至设定浓度，自动投加且定期自动制备。系统包括助凝剂的转移箱1、转移泵2、溶液箱3、加药泵4及系统必须配制的液位计、自动门等辅助设备。溶液箱3内部由中间挡板分为上下两层，分别为上层溶液箱3-1和下层溶液箱3-2，上层主要为药剂的稀释和熟化，下层作为药剂储存。药剂由转移泵2从转移箱1定量输送并在上层溶液箱3-1与来水均质混合达到设定浓度，熟化备用；下层溶液箱3-2连接加药泵4，与系统处理水量连锁实现自动调节。上层溶液箱3-1为药剂稀释及熟化单元，配制搅拌器3-7、远传上层液位计3-5、进水自动门3-4及布水装置。
下层溶液箱3-2内设置有下层液位计3-6。
上下层溶液箱通过连通门3-3连接，阀门启闭均与上层液位计3-5、下层液位计3-6高低设定值联锁控制。系统集药剂储存、稀释熟化及投加功能于一体，自动化程度高；占地面积、设备投资及运行维护工作量较常规配制均较低。
转移箱1配制搅拌器，根据系统配制及来药情况灵活配制，储药容量不小于7天耗药量；
配药时通过设定配药浓度及制备容积计算出需要投加高浓度药剂的体积，然后通过控制转移泵2运行时间实现精确给料。单次制备药剂的容积由溶液箱半径R和制备高度H确定，而H由上层溶液箱3-1设定药剂开始制备液位HL和完成制备液位HH的差值确定，H＝HH-HL。
溶液箱的上层液位计3-5设定值控制进水自动门3-4启闭，低位开门，高位关门。在启动制备程序后进药与进水可同步启动，也可先进水后进药。
在某确定运行工况下，转移泵运行时间计算公式可简化为公式(1-2)：
此时若设定配药浓度C设定＝0.1％，C原液＝4％，根据公式(1-2)计算出转移泵2单次运行时间
溶液箱下层3-2为稀释药剂的储存单元，配制远传下层液位计3-6、连接加药泵4。上层溶液箱3-1和下层溶液箱3-2通过连通门3-3实现贯通。
下层溶液箱3-2到设定低位后中间连通门3-3打开将上层熟化好的药剂输送至下层，直至下层高液位或上层低液位时，连通门3-3关闭。
加药泵4为螺杆泵，变频控制；加药泵频率与系统处理水量连锁，在加药量一定的前提下，频率与根据水量实时调节。助凝剂设定加药量M设定和助凝剂设定配制浓度C设定可在程控画面上修改。
在某确定运行工况下，加药泵4运行流量计算可简化为公式(2-2)：
Q泵＝Q来水×M助·············(2-2)
此时若Q来水＝1000m3/h，M助＝1mg/L，则根据公式(2-2)计算出加药泵4实际出力Q泵＝1000×1＝1000L/h；若加药泵Q泵额定＝1500L/h，则加药泵4实际运行频率
加药泵4入口设置管路冲洗，在停泵时可打开冲洗门对加药泵及进出管路进行冲洗，避免由于药剂残留造成设备及管路堵塞。
为实现本系统的全自动运行，程控画面需设置“助凝剂设定加药量”、“助凝剂设定配制浓度”两个输入框，便于灵活调整运行参数及加药工况。同时需设置“制备自动”的投入按钮，在“制备自动”投入状态下可实现全部自动功能。
“制备自动”能实现如下功能，即本发明的投加方法：
1.通过溶液箱上层液位计3-5测量溶液箱上层液位，当上层溶液箱3-1液位小于等于设定低位HL时：关闭连通门3-3；启动转移泵2，运行时间按照公式(1-2)自动计算；打开上层溶液箱进水自动门3-4，上层溶液箱液位3-5大于等于设定高位HH时关闭进水门3-4。
2.当上层溶液箱液位3-5大于等于设定低位HL时，启动助凝剂溶液箱搅拌器3-7。
3.通过溶液箱下层液位计3-6测量溶液箱下层液位，当下层溶液箱3-2液位小于等于设定低位hL时：打开连通门3-3，直至下层溶液箱液位大于等于设定高位hH时，连通门3-3关闭。
4.当下层溶液箱液位小于等于设定低低位hLL时，加药泵4保护停。
本发明的系统可将高浓度助凝剂溶液自动稀释至设定浓度，自动投加且定期自动制备。系统含转移箱、转移泵、溶液箱上下分层、加药泵及系统必须配制的液位计、自动门等辅助设备。溶液箱内部由中间挡板分为上下两层，上层设置有搅拌器，使药剂混合均匀和充分熟化；下层作为药剂储存，通过中间连通门实现药剂输送转移。溶液箱上下室均设置液位计，通过液位精确控制药剂制备及输送。药剂由转移泵从转移箱定量输送并在上层溶液箱与来水均质混合达到设定浓度，熟化备用；并通过中间连通门输送至下层溶液箱，下层溶液箱连接加药泵，加药泵采用螺杆泵，变频控制，药剂在上层溶液箱与来水均质混合达到设定浓度后稀释后的药剂通过加药泵自动投加至加药点，与系统处理水量连锁实现自动调节。上下层溶液箱通过连通门连接，阀门启闭均与上下层液位高低设定值联锁控制。
系统投加为间歇性制备，连续投加，满足了助凝剂稀释熟化的时间要求；同时自动制备精度高，防止了助凝剂浓度不准及过量投加对膜系统的不利影响。溶液箱上下层设置，有效节省占地面积；同时制备熟化好的药剂通过自流输送，节约能耗。溶液箱上下室均设置液位计，通过液位精确控制药剂制备及输送，自动化程度高。在电力及石化行业液态助凝剂稀释方面具有广泛的应用前景。
以上所述，仅仅是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种全自动液态助凝剂稀释投加系统，其特征在于，包括助凝剂转移箱(1)、转移泵(2)、溶液箱(3)以及加药泵(4)；其中，助凝剂转移箱(1)上设置有助凝剂原液入口，助凝剂转移箱(1)的出口经转移泵(2)与溶液箱(3)相连；
溶液箱(3)包括上层溶液箱(3-1)与下层溶液箱(3-2)，上层溶液箱(3-1)与转移泵(2)相连，下层溶液箱(3-2)与加药泵(4)相连。
2.根据权利要求1所述的一种全自动液态助凝剂稀释投加系统，其特征在于，上层溶液箱(3-1)与下层溶液箱(3-2)通过连通门(3-3)连接。
3.根据权利要求1所述的一种全自动液态助凝剂稀释投加系统，其特征在于，上层溶液箱(3-1)内设置有上层液位计(3-5)、搅拌器(3-7)和布水装置。
4.根据权利要求1所述的一种全自动液态助凝剂稀释投加系统，其特征在于，上层溶液箱(3-1)上设置有进水自动门(3-4)；下层溶液箱(3-2)内设置有下层液位计(3-6)。
5.根据权利要求1所述的一种全自动液态助凝剂稀释投加系统，其特征在于，转移箱(1)内设置有搅拌器。
6.根据权利要求1所述的一种全自动液态助凝剂稀释投加系统，其特征在于，加药泵(4)入口设置有冲洗管路，加药泵(4)为螺杆泵。
7.一种基于权利要求1所述的系统的全自动液态助凝剂稀释投加方法，其特征在于，
当溶液箱上层液位小于等于设定低位HL时，关闭连通门(3-3)；启动转移泵(2)，转移泵(2)运行结束后，打开上层溶液箱(3-1)的进水自动门(3-4)，溶液箱上层液位大于等于设定高位HH时关闭进水门(3-4)；
当溶液箱上层液位大于等于设定低位HL时，启动助凝剂溶液箱搅拌器(3-7)；
当溶液箱下层液位小于等于设定低位hL时：打开连通门(3-3)，直至下层溶液箱液位大于等于设定高位hH时，关闭连通门(3-3)；
当溶液箱下层液位小于等于设定低低位hLL时，关闭加药泵(4)。
8.一种根据权利要求7所述的全自动液态助凝剂稀释投加的方法，其特征在于，转移泵2运行时间
式中：T—转移泵运行时间；
R—助凝剂溶液箱半径；
H—助凝剂制备高度；
C设定—助凝剂设定配制浓度；
Q转移—转移泵出力；
C原液—助凝剂来药浓度。
9.一种根据权利要求7所述的全自动液态助凝剂稀释投加的方法，其特征在于，加药泵(4)的流量
式中：Q泵—加药泵的实际运行流量；
Q来水—系统处理水量；
M助—助凝剂设定加药量；
ρ助—助凝剂密度；
C设定—助凝剂设定配制浓度；
C原液—助凝剂来药浓度。
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