自动控制加药装置在循环冷却水处理中的应用

周晓翔
（扬子石油化工设计院，江苏 南京210048）

　　摘要：SY系列自动控制加药系统由各类信号传感器、数据显示仪表、信号转换仪表、计算机控制系统和加药装置组成。通过监测循环冷却水的补充水量、电导率与补充水的电导率之比或温差达三种方式，实现了连续、按比例、自动地投加药剂。采用该自动力。药装置，加药量可节省30％。
　　关键词：自动控制；加药装置；循环冷却水；水处理
　　中图分类号：TU991.4；TU991.62 　　文献标识码：B 　　文章编号：1009－2455（2003）02－0060－02

　　循环冷却水处理投加阻垢剂、缓蚀剂，采用的投加方法有定时定量人工倾倒式、高位重力滴加式、水射器注人式等等，较先进的则是通过计量泵（人工调节）投加。以上这些投加方法均存在加药量不能随着循环冷却水相关工艺参数的变化而相应地变化的缺陷。
　　如何既准确又有效地投加药剂？如何在保证循环冷却水处理效果的前提下节省加药量，以减少人力、财力的消耗？自动控制加药装置的出现，使得这两个问题迎刃而解。例如美国NALCO公司以荧光示踪剂为“传感元件”的自动控制加药装置；美国大湖公司以各类仪表所构成的比例式自动控制加药装置；日本栗田公司的比例式自动控制加药装置等等，均已经在20世纪90年代中期投入使用并且取得了成功。同样，我国自行研制开发的自动控制加药装置，近年来也成功地在石化、化工、电力、冶金等行业的循环冷却水处理中投入使用。
　　某水处理公司根据扬子石化公司炼油厂循环冷却水系统的运行状况，研制开发了SY－1型自动控制加药装置并且投入使用。经过6个月使用表明，该自动控制加药装置的软件、硬件、各类相关工艺参数，均达到预期要求，保证了循环冷却水处理的效果。

１ SY系列自动控制加药装置简介

　　SY系列自动控制加药装置由各类信号传感器、数据显示仪表、信号转换仪表。计算机控制系统和加药装置组成。其中，计算机控制系统采用人机对话的方式，列有中文菜单，除了控制加药量。采集和处理所列的各类相关工艺参数之外，还能够分别以汉字、表格。曲线的形式显示循环冷却水系统的运行状况。例如补充水量（瞬时、累计）、药剂投加量（瞬时、累计）、pH值、电导率、温度等。

2 SY系列自动控制加药装置自动控制方式

　　SY系列自动控制加药装置，主要通过监测循环冷却水系统补充水量（SY－1型）、循环冷却水的电导率与补充水的电导率之比（SY－2型）。循环冷却水的温差（△t）（SY－3型），并根据水质稳定试验所选定的药剂浓度，将浓缩倍数（注：经常处于波动）、排污水量作为加药量的修正值来实现连续、按比例、自动地投加药剂。
　　当循环冷却水浓缩倍数较低（≤2）而且较稳定时，可以采用”流量比例式投加法”（SY－1型）。这种投加方法选用能够输出频率信号的显示仪表，同时转换成 4－20mA的电流信号由计算机控制系统进行采集并处理，再转换成频率信号送至计量泵，计量泵能够接受这一变化的频率信号。当频率信号随着循环冷却水系统补充水量的变化而同步变化时，计量泵接受并执行的加药量也随之同步变化，从而准确地实现自动控制加药。扬子石化公司炼油厂循环冷却水处理的自动控制加药装置即按 照此原理设计。

3 应用

　　扬子石化公司炼油厂循环冷却水系统，循环冷却水量约 5500 m³／h，补充水量约 150 m³／h。原系统投加的缓蚀阻垢剂分别为1种液体阻垢剂和1种固体缓蚀剂，投加方法为定时定量人工倾倒式。这种投加方法不仅劳动强度大，而且人为因素的影响较大，虽然基本上能够控制循环冷却水中药剂的含量，但当循环冷却水系统的运行状况波动时，经常出现加药滞后的情况，使循环冷却水中药剂的含量或者过量、或者不足，既影响循环冷却水处理效果，也造成药剂浪费。
　　采用“流量比例式投加法”的SY－l型自动控制加药装置自从投人使用后，扬子石化公司炼油厂循环冷却水处理投加阻垢剂、缓蚀剂的方法由原始的定时定量人工倾倒式到自动控制加药，发生了 根本性的变化。SY－1型自动控制加药装置 24 h运行统计见表1。

表 1 SY－1型自动控制加药装置 24 h运行统计（部分数据）

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时间 pH值 导电率／μS 补充水瞬时流量／（m³·h^-1） 补充水累计流量／m³ 瞬时加药量／（L·h^-1） 累计加药量／L

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00:00 8.14 327.68 101.36 431508.69 5.57 27469.24 01:00 8.12 326.89 103.48 431612.22 5.69 27501.93 02:00 8.12 326.54 104.40 431716.53 5.74 27507.67 03:00 8.09 326.29 105.57 431822.16 5.81 27513.48 04:00 8.09 326.17 106.12 431928.25 5.84 27519.48 05:00 8.09 326.14 106.41 432034.66 5.85 27519.32 06:00 8.10 326.05 102.92 432137.69 5.66 27525.16 07:00 8.11 326.55 76.06 432213.44 4.18 08:00 8.10 327.03 114.42 432326.59 6.29

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　　由表1可见，采用“流量比例式投加法” 的SY-l型自动控制加药装置的加药量在使用过程中随着补充水量的变化而呈现同步变化的态势。在控制循环冷却水中药剂含量方面，使初期循环冷却水中有机磷的质量浓度为4.5～5.5 mg／L，后来调整为 3.0～4.0 mg／L，从效果来分析是理想的。在控制加药量方面，有一阶段加药量偏大，后经查明 是由于工艺装置换热器泄漏而造成循环冷却水中氧化性杀菌剂的投加量过大，使循环冷却水中有机磷降解，只有采取增加补充水量而同步增加加药量的措施，才能够控制循环冷却水中有机磷的含量在正常范围之内。经过修改药剂配方和工艺装置的补救后，加药量很快便回落至正常范围。经过6个月使用的状况和各类相关工艺参数表明，只要循环冷却水系统在运行过程中不遇到工艺装置换热器泄漏或者外界因素干扰，采用“流量比例式投加法”的SY－l型自动控制加药装置在药剂配方和药剂浓度设计合理的条件下，能够保证循环冷却水处理的效果。

4 效果评价

　　采用“流量比例式投加法”的SY—1型自动控制加药装置实行无人化操作，具有自动化程度高。控制准确、运行安全可靠、管理方便的优点，而且节约人力、药耗（节省大约30％的加药量）。该自动控制加药装置自从 1997年初在扬子石化公司炼油厂循环冷却水处理中投人使用至今，效果良好，达到了预期要求。

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作者简介：周晓翔（1966-），男，江苏南京人，工程师，现从事给水排水工程设计，电话（025）7785888－3512。