二、工艺过程分析

1、自动加氯、加矾系统工艺

（1）自来水厂的加氯消毒分两种，即过滤之前加氯和过滤之后加氯。滤前加氯为开环控制，即原水流量计测得原水流量信号4-20mA后，传给加氯控制仪（ALLDOS-325），然后根据控制仪上设定的比例系数0-100%修正输出信号，控制加氯机的投加量。滤后加氯的自动控制为闭环控制，即过滤后水的流量计输出信号4-20mA给加氯控制仪（ALLDOS-425复合环控制仪），根据控制仪上设定的比例系数0-100%进行调整，同时采样反馈的余氯信号与加氯控制仪预先设定的目标值——余氯设定值比较，最后加氯控制仪再输出信号给加氯机，调节投加量。电磁流量计自动加氯系统中主要用于原水或滤后水的计量，所以对电磁流量计的测量要求相对较低。

 

自动加矾系统是通过检测原水流量信号及游动电流测定仪(Streaming CurrentDectector，SCD)信号，初步调整控制加矾活塞泵的频率及冲程，通过矾液流量计的流量反馈信号细微调整， 两者结合，从而达到精确控制活塞泵的矾液投加流量(见图2)。从囹2可以看到，一级泵站后的原水的流量、矾液的计量是整个控制系统的关键因素之一。矾液流量计在系统中作为监测矾液投加后的流量与原先的设定值比较后，反馈控制加矾活塞泵对矾液的投加。由于矾液流量计必须安放在加矾活塞泵后面测量，而目前自来水厂多采用往复活塞泵投加矾液，所以液体的流动状态是一种脉动流状态，这样就会直接影响矾液的精确计量。而现在国内市场上的电磁流量计大多只能测量定常流，对于脉动流一直没有很好的解决方法。国外的论文集中也曾提到有专门脉动流检测的流量计，但价格昂贵，一般企业难以承受。矾液本身对管材有腐蚀性，原水中的杂质等都会影响流量计的计量，因此选择一种受脉动影响少、抗振性强、耐腐蚀的流量计已是迫在眉睫。厦门自来水公司通过多年的实践，在这方面的应用取得了一定的经验。以下即为厦门自来水公司所用的加矾系统说明。

 

原水流量测量采用的是三畅的SCLDE型电磁流量计。加矾活塞泵采用德国ALLDOS公司的KM-257-1 150型，每小时最大投加量1150L。加矾泵冲程控制仪为ALLDOS-325型， 冲程调节范围可在

0-100％ 内调整。游动电流测定仪是MILTON ROY公司的SC5200型产品，它检测到的电流信号与设定值(一100％一+100％ 之间设定)比较后输出信号，调整加矾活塞泵的冲程，从而改变矾液的投加量。SCD的设定值用户应根据现场工艺及运行状况预先人为设定(通过摸索找到最佳值)。调频仪选用日本三菱公司FR—A240E一1．5K型产品，调频范围0-400Hz， 考虑到加矾泵的额定流量编程， 我们将频率变化范围设定在0-50Hz。加矾泵流量变化范围为0-150L／h，由于采用了调频仪，活塞泵的提升脉动频率的范围可达到0-146次／min。活塞泵后的流量计采用SGAIC的IFM4080K电磁流量计。IFM4080k直接测量投加后的矾液总流量，并与预先设定值比较后，反馈控制活塞泵的投加量。矾液总流量的测量准确与否直接关系到出厂水的水质， 而活塞泵后液体流动状态的脉动特性，使一般的流量计无法跟踪上流量的快速变化，从而造成测量上的误差。虽有一些单位通过在泵后加装阻尼装置以减缓脉动效应，但又存在精确测量、安装空间以及增加费用等矛盾。

 

2．问题的解决

厦门某自来水厂2010年采用了淮安三畅仪表有限公司的SCLDE4080k电磁流量计，装在矾液池的出口端用来实时监测控制矾液的投加量。该型号流量计除了具有普通电磁流量计的耐腐蚀、精确度高(±0．3％的相对误差)等优点外，还在转换器IFC090的设置项中有一项专门适用于脉动流测量的功能，从而适用于脉动流的测量。

以下为信号转换器的设定要点：

(1)改变励磁频率Fct3．02，这是因为通过调整电磁场频率可以改变转换器的采样频率。一般脉动频率冲击为80-200次／min(在泵最大扬程时)，设定为1／2工频(50Hz)，采样周期为40ms，满足活塞泵转速200 r／min、流量变化(约300ms脉动一次)的测量情况。而在本例中矾液泵投加频率为50次／min，所以采用流量转换器的默认值1／6(50 Hz)励磁也满足了实际情况，故我们就保持了出厂的原始设置。

 

(2)调节A／D转换器，把实际运用的超载点Fct3．06 Applicat(特殊应用菜单)改变到“Pulsating”项(脉动流计量)。由于在测量矾液流量(投加量)时， 矾液最大流量与最小流量的幅度之比为10：1，常规使用的电磁流量计的转换器初级运放比设置为设定输人满度值的3倍。但这种设置只能满足一般情况下的测量，而对于脉动流的情况就很难满足测量要求。当选择“Pulsating”(脉动流)，该型号的转换器的超载点若设为20倍，就可以适用于本例的条件。

 

若需要使显示和输出有一稳定值的话，可考虑设定较长的时间常数。具体方法如下：推键公式：

时间t(s)=1000／(最小冲击数／min)

本例：t(s)=1000／50=20 S

经过实验，显示剩余脉动量是测量值的±2％。附现场实际数据：

 

 

3．结论

我们在使用该电磁流量计作为矾液计量中有以下经验供大家参考：

(1)必须在流量计功能菜单中，选定脉动流功能项。

(2)如果现场条件允许，可以适当放大活塞泵出口与流量计的距离。(通常5D直管段的要求，在脉动流检测中显得不合适，我们的经验是用7-8D直管段或者增加一脉动缓冲容器，这样也可消除一定的脉动影响。)

(3)由于矾液的腐蚀性，现场管道采用PVC管，这就要求流量计两侧必须安装接地环和地位平衡线， 同时辅以单独接地，从而保证计量的准确。我们的体会是，一种好的仪表必须在了解现场的特性后加以理解开发应用，才能充分发挥其功效