优化水处理过程控制

11 - 3月- 2022

Greg Wainhouse,水应用行业客户经理Bürkert,解释了选择正确的设计和安装规格以确保工艺优化的重要性

优化水处理过程控制

优化给药精度和可重复性至关重要。为了实现这些目标,质量流量计和控制阀组合将提高过程质量和效率。然而,确保流程基础设施中的最佳集成和规范也很重要,以实现整个水处理应用的最佳性能和控制。

在水处理过程的所有化学或气体剂量要求中,技术规范对于精确测量和控制至关重要。在选择流量计量和控制硬件之前,第一步是确保管道系统针对应用进行优化。工艺应用工程师通常会加大管道的尺寸,以减少整个系统的压降,并提供以后升级容量的灵活性。然而,过大的管道直径和不适当的配置可能会导致不准确,从而影响整个过程的质量。

管径计量精度低

液体和气体的流量测量对于确定需要分配的添加剂的体积是必不可少的;保持准确的流量读数对整个过程很重要。然而,尺寸过大的管道通常意味着低速流动,这通常会导致流量测量不准确,因为它会在传感器上产生不均匀或过渡的流动轮廓特征。

这会产生波动的流量读数,导致相应的变量输出,并对泵和阀门等其他设备产生连锁反应。在液体流动应用中,1m/sec通常是大多数流量测量技术的最佳“开箱”校准流速,因为它具有稳定的流动轮廓,可以进行可靠的测量。即使是入门级的廉价设备,甚至是更复杂的高级流量测量技术,制造商通常都会声明,当测量速度在1m/秒左右时,精度会得到提高。

对于设计师和工程师来说,这种速度的提高通常可以通过减小管径来实现。即使是单一的标准化线尺寸的减少也会对提高流量传感器测量的精度产生很大的影响。然而,如果保持现有的线路尺寸,用户可能会面临速度低于测量技术最低能力的风险。

管道尺寸过大还会增加阀门的磨损,特别是通过捕猎效应增加密封的磨损。波动输入意味着控制阀以一种频繁且不受控制的速率开启和关闭,以试图确定正确的位置并保持目标流量点。这也会影响泵的运行,导致寿命磨损加速,增加维护、硬件和停机成本。

流量计在系统内的位置也至关重要,以确保准确的读数。靠近传感器的管道弯曲,以及附加组件等障碍物,也可能导致湍流、缓慢或不均匀的流动特征,如涡流。这些因素会带来与超大管道相同的挑战。

在气体应用中,计量系统前速度的变化会影响测量的稳定性。这将创建一个不稳定的流动轮廓,不能代表工厂校准的条件。

为了稳定控制回路,操作人员和调试工程师经常会抑制传感器的输出,但这只是掩盖了精度问题。该过程将不像设计和安装最佳线路尺寸或位置那样准确,这些因素应在一开始就解决。

调制控制,提高精度

在系统中添加调制控制阀也有助于提高给药精度。控制阀控制压力和/或流量,提供响应式控制,提高过程的准确性和可重复性。它提供了精确的控制修整,也可以从单一来源调节多个通道。

理想情况下,控制阀在Kv值之间建立线性增长,Kv值是给定阀门位置的流量,压力损失为1bar,到冲程开度。该控制曲线比例根据所使用的控制阀的类型以及所设计的阀门的位置而变化。流量控制合作伙伴将能够指定理想的技术,并协助准确地确定阀门的尺寸,包括计算进口压力和改变出口压力。动态,多点性能数据可以帮助指定一个准确和可预测的阀门,优化应用的特点和要求。

以更低的成本改进控制

提高应用精度和可重复性不仅可以提高工艺性能和最终产品质量,而且还可以通过优化化学药剂的用量来帮助降低工艺成本。改进计量和控制通常意味着在不降低质量的情况下使用更少的化学品。

在最近的一个例子中,涉及废水处理的Bürkert客户对污泥厚度监测不足,导致脱水过程中引入的聚合物波动。这导致了过度的化学使用和污泥厚度差的过程。引入质量流量计和控制阀可以使污泥水平与聚合物投药密切相关,降低原材料的工艺成本。

可靠的集成

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虽然结合尺寸技术和技术规范可以改善工艺优化,但集成所需的技术对确保可靠性也很重要。集成的流量控制组合可实现可重复的性能,通信兼容性,并最终确保系统正常运行时间和吞吐量。

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