1自来水消毒系统的设计过程控制课设

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1、自来水厂加氯消毒系统的设计姓名：王琦班级：自动化064学号：2006022063指导教师：闫华成绩：自来水厂加氯消毒系统的设计1.工艺简介自来水净化一般是使用氯气，而残留的余氯在加热的过程中会生成三卤甲烷这种致癌物，长期饮用会对人体造成非常大的危害。尤其是近年来水源污染越发的严重，直接导致自来水中余氯含量的增加。所以直接饮用自来水烧的开水也不是健康的选择，对自来水进行再净化是关键。经过净水设备净化后的自来水称为直饮水，在保留对人体有益的矿物质的基础上吸附自来水中的余氯和其他有害物质，是真正健康的水。

2、水健康不容忽视。2.系统整体设计2.1控制对象的分析自来水加氯消毒起源于19世纪90年代，时至今日，这种方法仍在沿用。消毒时氯浓度介于0.3mg/L和0.5mg/L之间，消毒后剩余氯浓度应介于0.05mg/L和0.5mg/L。自来水厂将自来水供给用户之前，必须进行消毒处理，氯气是常用的消毒剂。氯气具有很强的杀菌能力，但如果用量太少，则达不到灭菌的作用，而用量太多，则会对人们饮用带来副作用。给水处理中的加氯工艺是一个较难控制的环节。考虑到加氯系统消毒时氯浓度介于0.3mg/L和0.5mg/L之间，消毒

3、后剩余氯浓度应介于0.05mg/L和0.5mg/L。采用比值控制结构；针对系统参数变化较大和仪表漂移，采用自校正控制。在对自来水厂加氯系统的实际改造中，通过建立清水池进、出口余氯的动态模型和使用基于自适应的单闭环比值控制方案，取得了良好的控制效果。2.2被控量、控制量的确定为了使气化器出口处的压力恒定和内部温度恒定，防止发生事故，应对气化器的内部的压力和温度施以控制，其中对其影响最大的两个因素是液氯输入量和加热温度。在温度不变的前提下，当液氯输入量增加，气化器内部产生的氯气就增加，出口的压力将上升。

4、同样，在液氯输入量不变的情况下，蒸汽的输入量增加，气化器的内的氯气会变得更加的活跃，出口处的压力和温度同样会升高。因此选择气化器内部的压力和温度两个量为被控参数。由图一的系统框图可看出，气化器内部的压力和温度分别选取液氯的流量和蒸汽流量为控制参数。2.3系统方案论证本设计采用单闭环比值控制系统，原理方框图如下。液氯储槽冷凝水蒸汽净化水Q2Q1氯气气化器PT21FC11FC12PC21FT11FT12TT31TC31图一自来水消毒比值控制消毒是自来水处理工艺中最重要的环节之一。在我国当前水处理行业中,

5、使用氯气消毒是最常用的消毒方法。水厂加氯系统的主要任务,就是通过控制氯气投加量(简称加氯量),使得出厂水中的余氯含量在规定范围之内。再通过真空调节器送入加氯机,利用加氯机中的水射器在投加点处进行氯气投加。氯气投加量的多少通过改变加氯机阀门开度来实现。系统方框图如下：图二单闭环比值控制方框图单闭环比值控制能使自来水量和氯气的流量间的比值较精确、方案实现起来方便，仅用一只比值器或比例调节器即可。在自来水消毒控制系统中要求两者流量之比一定，而且对总流量变化无要求，所以适合选用此控制方案。FC11FC12F

6、T11FT12Q1Q2图三单闭环比值控制流程图3.器件选型3.1传感器与变送器的选择流量的测量包括自来水流量和氯气流量两个部分。LXW旋涡式流量计具有测量管内无可动部件，工作可靠，压力损失也比较小（约为孔板流量计压力损失的1/4～1/2）；测量精度高；测量范围大；其读数不受流体物理状态如温度、压力、密度及组成成分的影响，一次标定后，无须再修正或换算等优点。对于水量的检测，由于水流量在0～1000t/h间，且腐蚀性很小，可以采用旋涡时流量计。对于氯气流量的检测，由于氯气具有腐蚀性，且氯气所需的最大流量

7、仅有0.15/h，所以要求流量计具有较高的灵敏度，以保证测量精度。目前在工业上和实验室里常用转子流量计来测量小流量。天津流量仪表有限公司的LZB系列玻璃转子流量计转子流量计特别适用于测量管径在50mm以下管道的流量。由于材质为玻璃，所以可以使用于氯气流量的测量。因此选择LZB-转子流量计对氯气进行测量。仪表可将被测温度,被测介质的差压、压力、负压力、流量、被测介质的液位、比重、密度或两种不同比重液体的界面等参数转换成统一的标准信号输出。主要技术特性：输出信号：0-10mADC(Ⅱ型)；4-20mAD

8、C或1-5VDC(Ⅲ型)。精度：0.5、1、1.5级。供电电源：220VAC50Hz(Ⅱ型)；24VDC(Ⅲ型)。工作条件：环境温度：现场仪表-25+60℃；室内仪表0-50℃。空气相对湿度：现场仪表≤95%；室内仪表≤85%。工作振动：频率25Hz，全振幅≤0.2mm。周围空气中不得有与铬、镍镀层，有色金属及其合金起腐蚀作用的介质。3.2调节阀的选择考虑到自来水消毒系统，在未投入运行前，气化器内应是空的，自来水管道是关闭的，而且考虑到液氯具有强的腐蚀性，释放到空气中