CN115420353A - 一种污泥在线称重计量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及污泥称重计量技术领域，公开了一种污泥在线称重计量装置及方法，该称重计量装置，包括高位料仓，还包括设于所述高位料仓上方的第一计量料斗、第二计量料斗，还包括设于所述第一计量料斗和所述第二计量料斗上方的下料通道，所述第一计量料斗设有第一进料阀门、第一放料阀门，所述第二计量料斗设有第二进料阀门、第二放料阀门；还包括控制系统，所述控制系统与所述第一计量料斗、所述第二计量料斗、所述第一进料阀门、所述第二进料阀门、所述第一放料阀门、所述第二放料阀门分别电相连。本发明解决了现有技术存在的存在环保风险、不易监控、易发生异物混入、不易检修等问题。

Description

一种污泥在线称重计量装置及方法
技术领域
本发明涉及污泥称重计量技术领域，具体是一种污泥在线称重计量装置及方法。
背景技术
污泥称重计量是污泥处理中一个非常重要的环节。目前，污泥主要通过车辆转运至汽车衡称重，称重计量后再转运至接收仓卸料；接收仓中的污泥通过湿污泥输送泵，输送至高位料仓。
这样的称重计量方式存在以下问题：
1、污泥通过车辆转运易发生臭气泄露存在环保风险；2、污泥运输过程不易监控，易发生异物混入污泥中，造成湿污泥输送泵卡涩损坏；3、此种称重及运输方式大型设备较多，不易检修且检修换件成本高。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种污泥在线称重计量装置及方法，解决现有技术存在的存在环保风险、不易监控、易发生异物混入、不易检修等问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种污泥在线称重计量装置，包括高位料仓，还包括设于所述高位料仓上方的第一计量料斗、第二计量料斗，还包括设于所述第一计量料斗和所述第二计量料斗上方的下料通道，所述第一计量料斗设有第一进料阀门、第一放料阀门，所述第二计量料斗设有第二进料阀门、第二放料阀门；还包括控制系统，所述控制系统与所述第一计量料斗、所述第二计量料斗、所述第一进料阀门、所述第二进料阀门、所述第一放料阀门、所述第二放料阀门分别电相连。
作为一种优选的技术方案，所述第一计量料斗与所述第二计量料斗规格一致。
作为一种优选的技术方案，所述第一进料阀门、所述第二进料阀门位于同一高度。
作为一种优选的技术方案，所述第一放料阀门、所述第二放料阀门位于同一高度。
作为一种优选的技术方案，还包括与所述第一进料阀门、所述第二进料阀门连接的柱塞泵。
作为一种优选的技术方案，还包括与所述第一计量料斗、所述第二计量料斗连接的负压系统。
一种污泥在线称重计量方法，基于所述的一种污泥在线称重计量装置，包括以下步骤：
A、污泥进料:将污泥通过管道输送到第一计量料斗、第二计量料斗中；
B、污泥称重：当送入第一计量料斗或第二计量料斗中污泥达到设定值时，污泥停止送入该计量料斗，该计量料斗开始称重计量；
C、污泥出料：当第一计量料斗、第二计量料斗称重完成并记录后，排出污泥。
作为一种优选的技术方案，步骤B中，重量稳定时，采集重量值。
作为一种优选的技术方案，第一计量料斗进料过程中，第二计量料斗完成同步进料、放料、然后进入待命状态；第二计量料斗进料过程中，第一计量料斗完成同步进料、放料、然后进入待命状态，实现连续进料；以此循环反复。
作为一种优选的技术方案，在执行步骤C时，负压系统持续工作，保持称重系统处于微负压状态，所述微负压指-300pa～-500pa。
本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：
(1)本发明将汽车转运污泥改为管道输送，解决臭气泄露问题及异物混入污泥中造成设备损坏；
(2)本发明在高位料仓顶部增加称重计量装置，解决污泥管道输送后污泥称重计量；
(3)本发明增加自控系统通过自动控制，实现污泥在线连续称重计量。
(4)本发明实现了污泥在线称重计量连续稳定运行，称重计量数据准确，从而实现了污泥在线连续称重计量；
(5)本发明湿污泥粘度大，增加空气自动吹扫系统，增加污泥流动性，加速污泥下料，防止污泥堵塞计量料斗；
(6)本发明便于企业节约成本。
附图说明
图1为本发明所述的一种污泥在线称重计量装置的结构示意图；
图2为本发明的时序示意图；
图3为本发明所述的一种污泥在线称重计量方法的流程示意图；
图4为采用两套本发明所述的一种污泥在线称重计量装置的结构示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：1、高位料仓，2、第一计量料斗，3、第二计量料斗，4、下料通道，5、控制系统，6、柱塞泵，21、第一进料阀门，22、第二进料阀门，23、第一放料阀门，24、第二放料阀门，25、第一称重模块，26、第二称重模块。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1至图4所示，本发明利用某再生水厂脱水间原设计已建好的污泥输送管道由脱水间内柱塞泵直接经管道送入污泥厂高位料仓顶部，并在污泥厂高位料仓顶部新增一套污泥在线计量系统，经过计量后的污泥放入污泥厂高位料仓内，实现了污泥在线称重计量连续稳定运行，增加自动空气卸料系统，增加污泥流动性，加速污泥下料，防止污泥堵塞计量料斗。增加负压系统，使整套污泥系统处于微负压状态。从而解决污泥车辆转运臭气泄漏问题、湿污泥计量料斗下料不畅及物混入污泥中造成设备损坏等问题。
本发明实现污泥自动投加，同时通过自控联动，所有称重、阀门等形成联锁，无需人工操作，形成从湿污泥投加自动控制到连续在线称重。使用管道输送污泥代替车辆转运污泥，从而解决了污泥由车辆转运臭气外泄问题；增加空气卸料系统，使用加压空气环形吹扫，解决了粘稠湿污泥计量料斗中下料问题；增加负压系统，形成系统微负压防止在线称重系统运行过程中臭气外溢；使用料斗称重代替汽车衡称重，解决了污泥由管道输送称重计量的难题，实现了湿污泥连续在线计量称重的目的。
1、一套污泥在线称重计量装置包括2个计量料斗、气动阀门2个、电动阀门2个、储气罐1个、液压站1台、液压阀门2个、空气卸料装置、plc系统、称重系统等设备。目前设置2套污泥在线称重计量装置，2套本装置公用一套污泥上传系统，实现网络平台数据可查。2套本装置公用一套监控系统，实现称重视频可追溯历史。
2、该套装置通过以下步骤完成污泥在线连续称重：
A、污泥进料:使用柱塞泵6将污泥通过管道输送到计量料斗中。
B、污泥称重：当送入计量料斗中污泥达到设定值时，污泥停止送入该计量料斗，计量料斗开始称重计量。
C、污泥出料：当计量料斗称重完成并记录后，打开污泥卸料阀排出污泥同时压缩空气卸料系统启动吹扫增加污泥流动性，防止下料堵塞。
其中，连续称重：一套称重装置包含两个计量料斗，第一计量料斗2进料过程中，第二计量料斗3完成同步进料、放料、然后进入待命状态；第二计量料斗3进料过程中，第一计量料斗2完成同步进料、放料、然后进入待命状态，实现连续进料；以此循环反复。有短暂双料斗进料，避免了阀切换产生的压力冲击。
其中，负压系统持续工作，保持称重系统处于微负压状态，防止运行过程中存在臭气外溢。
称重装置安装在污泥高位料仓1顶部，污泥通过柱塞泵6从原设计某厂脱水车间至污泥厂高位料仓1管道打入称重计量仓，称重计量后通过污泥自重掉入高位料仓1内部进行储存。某厂脱水间柱塞泵6输送能力为25m3/h，为满足计量装置连续不间断运行需求，故每套污泥自动称重计量装置设置了两套中间计量料仓，每套料仓容积为5m3，采用切换料斗连续计量方式运行，两套料斗间每小时相互切换4次。
所述第一计量料斗2设有第一进料阀门21、第一放料阀门23，所述第二计量料斗3设有第二进料阀门22、第二放料阀门24；还包括控制系统5，所述控制系统5与所述第一计量料斗2、所述第二计量料斗3、所述第一进料阀门21、所述第二进料阀门22、所述第一放料阀门23、所述第二放料阀门24分别电相连。第一计量料斗2设有第一称重模块25,第二计量料斗设有第二称重模块26，所述控制系统5与第一称重模块25、第二称重模块26分别电相连。
实施例2
如图1至图4所示，作为实施例1的进一步优化，在实施例1的基础上，本实施例还包括以下技术特征：
1.1称重装置工作过程及原理
1.1.1称重装置工作过程
称重系统配置如图1所示，下料通道4始终处于下料状态，料斗交替进料和放料，确保物料的连续输送状态。
1单套称重装置实施方式
2.1.1一次称重：
1-1计量料斗到1#高位料仓阀关阀到位且1-1计量料斗入口阀1关到位且1-1计量料斗切换阀关到位且1-1计量料斗重量大于高限值，开始一次称重。
2.1.2二次称重：
1-1计量料斗到1#高位料仓阀关阀到位且1-1计量料斗入口阀1关到位且1-1计量料斗切换阀关到位且1-1计量料斗重量小于低限值，开始二次称重。
2.1.3称重完成定义：完成一次称重、完成二次称、计算出差值。
料仓待命状态定义：称重完成且计量料斗到高位料仓阀已关、计量料斗入口阀1已开。
1-1计量料斗切换阀
开阀：1-1计量料斗到1#高位料仓阀关阀到位且1-1计量料斗重量小于低限值且1-1计量料斗称重完成且1-1计量料斗入口阀1开到位且1-2计量料斗请求切换(初次使用及整套重启不需要该条件)。
备注：因在初次使用及停机重启时1-1计量料斗、1-2计量料斗内部均无料故开阀条件不考虑1-2计量料斗请求切换。
关阀：1-2计量料斗切换阀开到位且1-2计量料斗入口阀1开到位且1-1计量料斗重量大于高限值。
1-1计量料斗入口阀1
开阀：1-1计量料斗到1#高位料仓阀关到位且1-1计量料斗重量小于低限值且1-1计量料斗称重完成。
关阀：1-2进料切换阀开到位且1-1计量料斗切换阀关到位且1-1计量料斗重量大于高限值。
1-1计量料斗到1#高位料仓阀
开阀：一次称重完成
关阀：1-1计量料斗重量小于低限值。
1-1计量料斗压缩空气控制阀
开阀：一次称重完成
关阀：1-1计量料斗重量小于低限值
1-2计量料斗切换阀
开阀：1-2计量料斗到1#高位料仓阀关阀到位且1-2计量料斗重量小于低限值且1-2计量料斗称重完成且1-2计量料斗入口阀1开到位且1-1计量料斗请求切换(初次使用及整套重启不需要该条件)。
备注：因在初次使用及停机重启时1-1计量料斗、1-2计量料斗内部均无料故开阀条件不考虑1-2计量料斗请求切换。
关阀：1-1计量料斗切换阀开到位且1-1计量料斗入口阀1开到位且1-2计量料斗重量大于高限值。
1-2计量料斗入口阀1
开阀：1-2计量料斗到1#高位料仓阀关到位且1-2计量料斗重量小于低限值且1-2计量料斗称重完成。
关阀：1-1进料切换阀开到位且1-2计量料斗切换阀关到位且1-2计量料斗重量大于高限值。
1-2计量料斗到1#高位料仓阀
开阀：一次称重完成
关阀：1-2计量料斗重量小于低限值。
1-2计量料斗压缩空气控制阀
开阀：一次称重完成
关阀：1-2计量料斗重量小于低限值
1-1计量料斗与1-2计量料斗切换关系
1-1计量料斗的工作状态：上料状态、下料状态、等待状态
1-2计量料斗的工作状态：上料状态、下料状态、等待状态
时序示意图如图2：
上料状态+1、下料状态-1、等待状态0
其中关键节点：1-1计量料斗进入进泥待命状态、1-2计量料斗进入进泥待命状态、1-1计量料斗请求切换、1-2计量料斗请求切换、1-1计量料斗切换1-2完成、1-2计量料斗切换到1-1完成。
注释：1-1计量料斗进入进泥待命状态结束为1-1计量料斗切换阀程控开阀命令发出；
1-2计量料斗进入进泥待命状态结束为1-2计量料斗切换阀程控开阀命令发出。
备注：1-1与1-2计量料斗时间实现全覆盖，同时在切换过程中有2个料仓同时进泥的时间节点。
需要将计量料斗重量设置4个预设点：低限、高限、高高限、高高高限
低限：用于计量料斗到高位料仓阀关阀控制逻辑
高限：用于另一组计量料斗入口2台阀门的开阀控制逻辑点
高高限：用于设备报警
高高高限：用于打开脱水到脱水高位料仓电动球阀并关闭脱水到污泥厂高位料仓电动球阀。
3.1逻辑步序描述：
1)关闭1-1计量料斗到1#高位料仓阀，关闭1-2计量料斗到1#高位料仓阀；
2)打开1-1计量料斗入口阀1，关闭1-2计量料斗入口阀1；
3)打开1-1计量料斗切换阀，关闭1-2计量料斗切换阀(完成以上步骤进泥条件就绪)；
4)脱水柱塞泵6启动输送污泥；
5)1-1计量料斗重量大于高限且另一个计量料斗在待命状态；
6)先开1-2计量料斗入口阀1，再打开1-2计量料斗切换阀(注释：此时1-2计量料斗开始进泥)；
7)关闭1-1计量料斗切换阀；
8)关闭1-1计量料斗入口阀1；
9)1-1计量料斗一次称重；
10)打开1-1计量料斗到1#高位料仓阀，打开压缩空气控制阀压缩空气吹扫，放泥；
11)当重量小于低限时关闭1-1计量料斗到1#高位料仓阀，关闭压缩空气控制阀；
12)二次称重，计算差值，称重完成；
13)打开1-1计量料斗入口阀1(注释：1-1计量料斗进入待命状态)
14)1-2计量料斗重量大于高限且另一个计量料斗在待命状态；
15)打开1-1计量料斗切换阀；
16)关闭1-2计量料斗切换阀；
17)关闭1-2计量料斗入口阀1；
18)1-2计量料斗一次称重；
19)打开1-2计量料斗到2#高位料仓阀，打开压缩空气控制阀压缩空气吹扫，放泥；
20)当重量小于低限时关闭1-2计量料斗到1#高位料仓阀，关闭压缩空气控制阀；
21)二次称重，计算差值，称重完成；
22)打开1-2计量料斗入口阀1(注释：1-2计量料斗进入待命状态)；
23)循环运行第5到第22步。
保护措施：
1.当1-1计量料斗重量或1-2计量料斗重量大于高高限：上位系统设备报警。
2.当1-1计量料斗重量或1-2计量料斗重量大于高高高限：上位系统给出报警，上位停止脱水柱塞泵。
3.阀门故障时：上位系统给出报警。
4.阀门动作时间超时：上位给出报警。
5.液压系统故障：上位给出报警。
保护2～5：执行打开脱水高位料仓电动球阀并关闭脱水到污泥厂高位料仓电动球阀。
如上所述，可较好地实现本发明。
本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污泥在线称重计量装置，其特征在于，包括高位料仓(1)，还包括设于所述高位料仓(1)上方的第一计量料斗(2)、第二计量料斗(3)，还包括设于所述第一计量料斗(2)和所述第二计量料斗(3)上方的下料通道(4)，所述第一计量料斗(2)设有第一进料阀门(21)、第一放料阀门(23)，所述第二计量料斗(3)设有第二进料阀门(22)、第二放料阀门(24)；还包括控制系统(5)，所述控制系统(5)与所述第一计量料斗(2)、所述第二计量料斗(3)、所述第一进料阀门(21)、所述第二进料阀门(22)、所述第一放料阀门(23)、所述第二放料阀门(24)分别电相连。
2.根据权利要求1所述的一种污泥在线称重计量装置，其特征在于，所述第一计量料斗(2)与所述第二计量料斗(3)规格一致。
3.根据权利要求2所述的一种污泥在线称重计量装置，其特征在于，所述第一进料阀门(21)、所述第二进料阀门(22)位于同一高度。
4.根据权利要求3所述的一种污泥在线称重计量装置，其特征在于，所述第一放料阀门(23)、所述第二放料阀门(24)位于同一高度。
5.根据权利要求4所述的一种污泥在线称重计量装置，其特征在于，还包括与所述第一进料阀门(21)、所述第二进料阀门(22)连接的柱塞泵(6)。
6.根据权利要求5所述的一种污泥在线称重计量装置，其特征在于，还包括与所述第一计量料斗(2)、所述第二计量料斗(3)连接的负压系统。
7.一种污泥在线称重计量方法，其特征在于，基于权利要求1至6任一项所述的一种污泥在线称重计量装置，包括以下步骤：
A、污泥进料:将污泥通过管道输送到第一计量料斗(2)、第二计量料斗(3)中；
B、污泥称重：当送入第一计量料斗(2)或第二计量料斗(3)中污泥达到设定值时，污泥停止送入该计量料斗，该计量料斗开始称重计量；
C、污泥出料：当第一计量料斗(2)、第二计量料斗(3)称重完成并记录后，排出污泥。
8.根据权利要求7所述的一种污泥在线称重计量方法，其特征在于，步骤B中，重量稳定时，采集重量值。
9.根据权利要求8所述的一种污泥在线称重计量方法，其特征在于，第一计量料斗(2)进料过程中，第二计量料斗(3)完成同步进料、放料、然后进入待命状态；第二计量料斗(3)进料过程中，第一计量料斗(2)完成同步进料、放料、然后进入待命状态，实现连续进料；以此循环反复。
10.根据权利要求7至9任一项所述的一种污泥在线称重计量方法，其特征在于，在执行步骤C时，负压系统持续工作，保持称重系统处于微负压状态，所述微负压指-300pa～-500pa。
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