CN216997726U - 烧结球团生产用水水质调节系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型针对于现有烧结球团生产领域尚未有完善智能的水质监测与自动调节系统的问题，提供了一种烧结球团生产用水水质调节系统。所述的烧结球团生产用水水质调节系统，包括现场生产用水管道，以及现场生产用水管道上的检测仪表，现场生产用水管道上的控制设备，信号隔离转换系统和计算机系统；所述检测仪表和控制设备分别与信号隔离转换系统连接，所述信号隔离转换系统与计算机系统连接。本实用新型采用先进的监测与控制手段，构建出烧结球团厂水质平衡自动调节系统，可实现对烧结球团厂水质的智能监控与调节。
Description
技术领域
本实用新型属于烧结球团工厂建设技术领域，特别涉及一种烧结球团生产用水水质调节系统。
背景技术
传统的烧结球团工艺中，工艺生产水大部分为循环设备冷却水，随着工业水的循环使用，水质会逐渐下降，另外如果外来新水水质不佳也会导致系统内水质的下降，当水质变差，会导致管道及设备结垢、腐蚀、堵塞等问题的发生，如果长期不处理，最终会影响设备的冷却效果甚至导致设备的损坏。
但目前在烧结球团生产领域，尚未有完善智能的水质监测与自动调节系统。
实用新型内容
本实用新型针对于现有烧结球团生产领域尚未有完善智能的水质监测与自动调节系统的问题，提供了一种烧结球团生产用水水质调节系统。整套系统可实现对烧结球团水质的智能监控与调节。
本实用新型的技术方案为，一种烧结球团生产用水水质调节系统，包括现场生产用水管道，以及现场生产用水管道上的检测仪表，现场生产用水管道上的控制设备，信号隔离转换系统和计算机系统；所述检测仪表和控制设备分别与信号隔离转换系统连接，所述信号隔离转换系统与计算机系统连接；
其中，现场生产用水管道包括冷却水池，冷却水池内设置的新水补水管道，由冷却水池分出与各车间各级设备连接的冷却用水进水管道、清扫用水管道及消防用水管道，与各车间各级设备连接的冷却用水出水管道，与冷却用水出水管道连接的回水池，回水池与冷却塔之间的上水管，冷却塔与冷水池之间的下水管；
所述检测仪表包括温度、压力、流量仪表、浊度计及水质分析仪；
所述控制设备包括现场调节阀、开关阀、加药计量泵及变频设备。
进一步的，上述水质调节系统，计算机系统包括PLC系统和与PLC系统连接的上位机。
与现有技术相比，本实用新型的优势在于：
采用先进的监测与控制手段，构建出烧结球团厂水质平衡自动调节系统，可实现对烧结球团厂水质的智能监控与调节。
附图说明
图1、本实用新型现场生产用水管道及检测和控制设备示意图；
图2、本实用新型使用方法流程示意图；
其中，1、冷却水池，2、新水补水管道，3、冷却用水进水管道，4、清扫用水管道，5、消防用水管道，6、冷却用水出水管道，7、回水池，8、冷却塔，9、上水管，10、下水管，11、普压水泵出口处，12、回水池净环回水管道处，13、新水补水管道处，14、消耗水管道处。
具体实施方式
实施例1
一种烧结球团生产用水水质调节系统，如图1所示，现场生产用水管道包括冷却水池1，冷却水池内设新水补水管道2，由冷却水池分出与各车间各级设备连接的冷却用水进水管道3、清扫用水管道4及消防用水管道5，与各车间各级设备连接的冷却用水出水管道6，与冷却用水出水管道连接的回水池7，连接回水池和冷却塔8的上水管9，与冷却塔和冷水池连接的下水管10，以及现场生产用水管道上的检测仪表，现场生产用水管道上的控制设备，信号隔离转换系统和计算机系统；所述检测仪表，控制设备分别与信号隔离转换系统连接，所述信号隔离转换系统与计算机系统连接；
所述检测仪表包括温度、压力、流量仪表及水质分析仪；
所述控制设备包括现场调节阀、开关阀、加药计量泵及变频设备；
计算机系统包括PLC系统和与PLC系统连接的上位机。
具体举例：
(1)现场监测及控制设备
如附图1所示，在水系统流程内设置如下检测仪表和控制设备：
1、普压水泵出口处11的检测仪表和控制设备：
温度、压力、流量、水质分析仪、浊度计、加药计量泵。
各类仪表规格如下表：
其中，水质分析仪及浊度仪作为循环水水质实时监测与反馈的依据，是主要的调节目标参数。流量及温度测量作为辅助判断参数，压力测量作为水泵状态监控参数。
监测设备量程可根据工程情况调整，水质分析仪采用多合一式成分分仪或多台单成分分析仪。
2、回水池净环回水管道处12的检测仪表和控制设备：
温度、流量、水质分析仪、浊度计。
各类仪表规格如下表：
其中，水质分析仪及浊度仪作为冷却后回水水质实时参数，可以反映出循环水在工厂进行一次热交换后的水质变化情况，该变化将作为水质调节的参考条件。流量及温度测量作为辅助判断参数。
监测设备量程可根据工程情况调整，水质分析仪采用多合一式成分分仪或多台单成分分析仪。
3、新水补水管道处13的检测仪表和控制设备：
流量、水质分析仪、浊度计、电动切断阀。
各类仪表规格如下表：
其中，水质分析仪及浊度仪作为新水补水的水质实时参数，可以反映新水来水的水质，首选作为新水指标参数，其次所测量的水质各物质浓度参数将作为计算补水后系统内水质变化的基础数据之一。流量测量作为补水调节参数。电动调节阀作为新水补水量的控制措施。
监测设备量程可根据工程情况调整，水质分析仪采用多合一式成分分仪或多台单成分分析仪。
4、消耗水管道处14的检测仪表和控制设备：
流量计。各类仪表规格如下表：
| 设备符号 | 设备名称 | 规格 |
| FE/FIT-002 | 电磁流量计 | (消防用水)量程：0～Xm3/h供电：220VAC |
| FE/FIT-003 | 电磁流量计 | (消防用水)量程：0～Xm3/h供电：220VAC |
| FE/FIT-006 | 电磁流量计 | (清扫用水)量程：0～Xm3/h供电：220VAC |
其中，各流量测量作为系统内消耗用水的统计，用来做水质调节的水量辅助计算参数。
(3)计算机系统
计算机系统包括PLC系统、机柜、交换机、模件、上位机等。PLC系统、模件负责采集信号与下发指令，上位机负责画面展示、智能算法程序处理。
三、水质智能调节控制流程及算法：
如附图2所示，本系统主要调节方式为：监测-智能分析-控制-反馈，其中智能分析算法为主要控制核心，本设计中，包括如下步骤：
步骤1、获取现场检测仪表的检测参数；
步骤2、利用流量仪表的参数求解系统内总水量；
F总＝∑F004-∑F消耗 (1)
其中，F总为系统内总水量；F004为新水进水管水量，即新进入系统的水；F 消耗为系统内总出水量，即清扫用水、消防用水等消耗的水；
步骤3、利用浊度计及水质分析仪的参数求解系统内各离子总量和颗粒物总量；
A总＝(w001T001*A001+w005T005*A005)*F总/2 (2)
A新＝A004*F004 (3)
D总＝(w001T001*D001+w005T005*D005)*F总/2 (4)
D新＝D004*F004 (5)
A总为系统水中各成分的总量，包括pH/电导率/钙离子/PO4/Cl/溶解氧O2；T001为冷水池出水端(即普压水泵出口处)水温；A001为冷水池出水端水中各成分的总量；T005为回水池进水端(即回水池净环回水管道处)水温；A005为回水池进水端水中各成分的总量；A新为系统新加水中各成分的总量；A004为新水中各成分的总量；D总为系统水中颗粒物总量；D001为冷水池出水端颗粒物总量；D005为回水池进水端颗粒物总量；D新为系统新加水颗粒物总量；D004为新水进水管颗粒物总量；
w001和w005为计算调整权重，由系统运行调整获取；系统初始赋值为经验常数，待系统运行平稳后，累积一定组数的经验数据库，通过最小二乘法，拟合各参数量化关系曲线，求解系统内w001和w005精确取值；
步骤4、监控系统内水质情况，当水质超标时，根据公式添加药剂，本实施例中药剂加入到冷水池中；
H药＝WD*(D总-D新)+∑WA*(A总-A新) (6)
H药为各加药计量泵加药量，H药包括H除垢剂、H杀菌剂、H防腐剂；
WD和WA均为比例系数；
其中，除垢剂的添加量：除垢剂添加量主要取决于系统内钙总量及悬浮物总量，与之成正比，当监测值达到风险值时，添加除垢剂；当除垢剂采用酸性材料时，考虑水中的磷酸根及氯酸根及pH值，控制添加量保持系统pH在7以上；当悬浮物量过大时，还需采用补充新水的方式稀释水系统浊度；
杀菌剂的添加量：杀菌剂添加量主要取决于系统内溶解氧、温度、浊度及油脂，与之成正比，当监测值达到风险值时，添加杀菌剂；
防腐剂的添加量：防腐剂添加量主要取决于系统内pH、钙离子、氯离子，与之成正比，当监测值达到风险值时，添加防腐剂。
进一步的，上述水质调节方法，设定定期定量的药剂添加方式。
进一步的，上述水质调节方法，各药剂添加方式为：在系统投运初期采用自动缓慢持续给药方式，直至参数改善后停止给药；在系统运行稳定后数据经验积累成熟后，采用大数据分析方式，调用经验数据实现一次性给药的方式达到水质精确控制。
Claims (2)
1.一种烧结球团生产用水水质调节系统，其特征在于，包括现场生产用水管道，以及现场生产用水管道上的检测仪表，现场生产用水管道上的控制设备，信号隔离转换系统和计算机系统；所述检测仪表和控制设备分别与信号隔离转换系统连接，所述信号隔离转换系统与计算机系统连接；
其中，现场生产用水管道包括冷却水池，冷却水池内设置的新水补水管道，由冷却水池分出与各车间各级设备连接的冷却用水进水管道、清扫用水管道及消防用水管道，与各车间各级设备连接的冷却用水出水管道，与冷却用水出水管道连接的回水池，回水池与冷却塔之间的上水管，冷却塔与冷水池之间的下水管；
所述检测仪表包括温度、压力、流量仪表、浊度计及水质分析仪；
所述控制设备包括现场调节阀、开关阀、加药计量泵及变频设备。
2.根据权利要求1所述的烧结球团生产用水水质调节系统，其特征在于，计算机系统包括PLC系统和与PLC系统连接的上位机。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202220712121.9U CN216997726U (zh) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | 烧结球团生产用水水质调节系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220712121.9U CN216997726U (zh) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | 烧结球团生产用水水质调节系统 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN216997726U true CN216997726U (zh) | 2022-07-19 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202220712121.9U Active CN216997726U (zh) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | 烧结球团生产用水水质调节系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN216997726U (zh) |
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2022
- 2022-03-30 CN CN202220712121.9U patent/CN216997726U/zh active Active
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