Способ автоматического регулирования процесса подкисления природной воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ СОввтсяих

Социалистических

Республик

< >685628 (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (22) Заявлвно 120424 (21) 2012627/29-26 (я)М, Кл.2

С 02 В 1/18

G 05 D 27/00 с присовдииеиием заявки Мо

Государственный комнтет

СССР

Ао делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет (53) УДК 66.012.52 (088. 8) Опубликовано 1 0979, Бюллетвнь Мо 34

Дата опубликования описания 15,09.79 (72) Авторы изобретения

В.М.Герзон н А.П.Мамет

Московское отделение Центрального научноисследовательского и проектно-конструкторского котлотурбинного института им. H.È.Ïoëçóíoâà (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ПОДКИСЛЕНИЯ ПРИРОДНОЙ ВОДЫ

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов и может быть использовано в энергетике и коммунальном хозяйстве при управлении процессами под5 кисления природных вод.

Известен способ автоматического регулирования процесса подкисления природной воды путем изменения соотношения расходов природной воды и раствора кислоты в смеситель в зависимости от величины рН подкисленной воды подле смесителя(11. Но при регулировании процесса по известному способу не учитывается изменение

15 состава природной воды, при изменении соотношения расходов природной воды и кислоты по величине рН подкисленной воды вследствие недостаточной чувствительности рН-метра s области кислых растворов и несовпадения области задания (требуемая остаточная щелочность) и области наилучшей инФормативности рН-метра (максимальной чувствительности и точности) нельзя добиться заданной точности соответствующей системы регулирования °

Целью изобретения является повышение точности стабилизации величины рН подкисленной воды после смесителя.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе автоматического регулирования процесса подкисления природной воды путем изменения соотношения расходов природной воды и раствора кислоты в смеситель в зависимости от величины рН подкисленной воды после смесителя дополнительно байпасируют природную воду в обход смесителя при заданном соотношении расходов природной воды в смеситель и байпас, корректируют величину соотношения расходов природной воды и раствора кислоты в зависимости от величины электропроводности природной подкисленной воды после смесителя до конца байпаса по ходу воды.

На фиг.1 представлена схема, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 показаны зависимости величин рН и электропроводности от щелочности (кислотности) воды; на фиг.З приведены измеряемые кондуметрическим датчиком величины сопротивлений в зависимости от содержания щелочи в воде; на фиг.4 показаны диапазоны задания по щелочности воды и диапазон заданной величины точности рассмат- -> риваемого способа.

3 6856

Способ автоматического регулирования процесса подкисления природной воды осуществляют следующим образом.

В смеситель 1 по трубопроводу 2 подают природную воду, для подкисления которой с помощью насоса 3 добавляют раствор кислоты. Для адновремен- 5 ного обеспечения возможности измерения величины щелочности и поддержания укаэанной величины н ее заданном диапазоне природная вода байпасируется в обход смесителя 1 в on- 10 ределенном соотношении, определяемом положением вентиля 4, Для сглаживания возможных кратковременных выбегав по щелочности подкисленной воды на выходе смесителя 1 предусмотрен демпфирующий бак 5.Перед демпфирующим баком 5 установлен декарбониэатор 6.

Расход природной воды в смеситель

1 измеряют с помощью датчика 7 расхода и регулируют соотношение указанного расхода с величиной расхода раствора кислоты по сигналу с насоса 3 с помощью блока соотношения 8 через регулятор 9 и пусковое устройство 10 на насос 3, изменяя его производительность.

С помощью датчика 11 расхода контролируют расход природной воды в байпасной линии, устанавливая его C помощью дистанционного задатчика 12 воздействием на вентиль 4.

Величину электропронодности подкисленной воды после смесителя 1 измеряют с помощью датчика 13 электропраноднасти и блока деления 14.

Величину после смесителя 1 определяют с помощью датчика 15 величины рН и вторичного прибора 16.

Величину электропровадности природной воды определяют с помощью датчи- 40 ка 17 электрапроводности и блока деления 18.

Коррекцию расхода раствора кислоты н смеситель 1 па электрапронодности природной воцы, электрапроводности и 45 величине рН подкисленной воды после смесителя 1 осуществляют с помощью блока суммирования 19, изменяя через корректирующий регулятор 20 задание блоку соотношения 8.

При изменении расхода природной воды датчик 7 расхода изменяет сигнал, подаваемый на блок соотношения 8, что вызывает появление сигнала рассогласования и срабатывание регулятора 9, что,н свою очередь, через пусковое устройство 10 изменяет подачу раствора кислоты насосами 3 цо тех пор, пока не восстановится заданное сооТношение расходов природной воды и раствора кислоты. Таким образом, из60 менение расхода природной воды (или раствора кислоты) компенсируется в основном малаинерционным,стабилизируюWM контурам. При изменении концентрации дозируемого раствора кислоты

28 измен яют ся злектрапроводн ость и з начение рН подкисленной воды, что приводит к изменению сигналов соответствующих датчиков 13, 15, рассогласонанию блока суммирования 19 корр .ктирующего контура и Формированию воздействия корректирующего регулятора

20, изменяющего задание через блок соотношения 8 регулятору 9, который, изменяя (как и при возмущении расходом природной воды) подачу раствора кислоты, восстанавливает щелочность подкисленной воды на заданном значении.

В СРР, реализующей предлагаемый способ, как и в любой системе с дифференциальным сигналом, принимаются меры по компенсации транспортного рассогласования датчик.-. электрапроводности 7 и пускового устрой— стна 10 (большое время прохожцения пробы в первом по потоку устройстве

10, демпфирование).

При доэировании раствора кислоты н природную щелочную воду щелочность воды уменьшается; при этом с изменением щелочности (Ц) (фиг.2,3) от

3,5 мг экв/л и более до 0,50,25 мг. экв/л значение рН воды понижается, а величина электропроводности х воды практически не изменяется (не более, чем на 30 мк/сим/см).

При дальнейшем дозировании раствора кислоты и уменьшении щелочности от

0,3 мг экв/л до нуля значение рН резко уменьшается, электропроводность начинает незначительно увеличиваться; далее при повышении кислотности ноды значение рН еще несколько снижается (при кислотности 00,5 мг экв/л), а затем практически изменяется очень мало; электропроводность же, наоборот, начинает резко и линейно возрастать. Эти закономерности повторяются при различной электропроводности (и качестве) исходной природной воды, причем значение рН

3,5-4 (при щелочности равной нулю), а изменение электропроводности (щелочности) меньше нуля (и, соответственно, кислотности больше нуля) остается практически линейным с постоянным коэффициентом, не зависящим от качества исходной природной воды.

Вследствие линейной зависимости в данном случае разность электропроводностей подкисленной и исходной природной воды не зависит от электропроводности исходной природной воды. Таким образом, рН-метр является хорошим информатором щелочности воды в области

0,2-0,5 мг экв/л, датчик дифференциальной электропроводности является хорошим информатором щелачности в области ее отрицательных значений, а суммарный (алгебраическая сумма) сигнал этих датчиков несет информацию о щелочности в диапазоне от — 3,5 до

+3,5 мг экв/л. Щелочнасть со знака68562 ми минус означает кислотность, причем наибольшая крутизна характеристики достигается в области от -0,5

qo +0,25-0,5 мг экв/л.

Таким образом (фиг.4) область наилучшей информативности схемы, использующей суммарный сигнал величи- 5 ны рН и электропроводности, равна диапазону щелочности от -0,5 до

0,35 мг экв/л, в этой области легче всего стабилизировать значение щелочности. Область заданного значе- 10 ния управляемого параметра, как отмечалось выше, изменяется от 0,2 до 0,7 мг,экв/л. Она определяется существующими нормами: щелочность меньше 0,2 мг экв/л недопустима изэа опасности коррозии, а щелочность больше 0,7 мг экв/л из-за опасности накипеобразования. В этой области крутизна оптимальной характеристики, а потому и точность возможного управ20 ления невелика и не может бйть обеспечена требуемая область заданных значений параметра.

Для этого область наилучшей информативности и задания согласовываются путем байпасирования части природной воды в обход смесителя при заданном соотношении расходов природной воды в смеситель и байпас. В точке а (фиг.1) щелочность поддерживается в пределах информативной области, а заданное соотношение расходов в смеситель 1 и байпас переместит значение щелочности в точке в в область задания.

Использование вместо разности электропроводностей разности сопротивлений для регулирования с большей точностью в данном случае непримени40

8 6 мо, т.к. в силу нелинейной (гиперболической) зависимости сопротивления датчика от солесодержания воды в нем разность сопротивлений датчиков на исходной и подкисленной воде зависит от электропроводности исходной воды (фиг. 3) .

Предлагаемый способ позволяет реализовать систему управления, использующую с шествующие серийные производственные датчики и аппаратуру, в частности позволяет отказаться от прямой информации по щелочности, что существенно ввиду отсутствия надежного автоматического прибора, измеряющего непосредственно щелочность воды.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования процесса подкисления природной воды путем изменения соотношения расходов природной воды и раствора кислоты в смеситель в зависимости от величины рН подкисленной воды после смесителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации величины рН подкисленной воды после смесителя, байпасируют природную воду в обход смесителя при заданном соотношении расходов природной воды в смеситель и байпас, корректируют величину соотношения расходов природной воды и раствора кислоты в зависимости от величины электропроводности природной и подкисленной воды после смесителя до конца байпаса по ходу воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каталог фирмы Бабкок, ФРГ, 1965.

685628

-! д/2см мн сам йс =4

pH z с н(10 с см ие фиг 3 инФорматийал г&аснч

Заданнал еЮлосльв

lug7S

У7 „Ф 42 У а. фыр. Ф

Редактор Л.Новожилова

Заказ 5397/26 Тираж 1035 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул,. Проектная, 4 з

Ф

6,7

777 б,7

4 М

1 ь ь ь

М

443

Ор7

47

$75 д,И

У,3

f йл

РМ

М и2

Еl

4,43

Составитель Л.Мамет

Техред З.Фанта Корректор С.Шекмар