循環(huán)水系統(tǒng)智能控制下的經(jīng)濟性分析

我國在過去幾十年的循環(huán)冷卻水管理過程中，受限于自動化水平的緩慢進步，人們只能采取人工加藥、人工檢測、人工控制（調(diào)整）的模式，也有很大一部分管理者認為，循環(huán)水管理需要較高的專業(yè)知識積累，人比機器可靠，所以抗拒使用智能化設備管理。但是以我多年的從業(yè)經(jīng)驗以及調(diào)查發(fā)現(xiàn)，正是因為管理者專業(yè)知識以及責任心方面的差異，不同的現(xiàn)場管理狀況，會導致循環(huán)水系統(tǒng)出現(xiàn)截然不同的結果。不同的結果主要體現(xiàn)在清洗頻率、耗水率以及換熱器更換頻率方面。

河南水云蹤智控科技有限公司成立以來，始終以將工業(yè)機器人技術應用到工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)，利用傳感器大幅縮短水質(zhì)指標和藥劑濃度檢測時間，為客戶提供全過程智能化、標準化管理服務為遵旨。徹底顛覆和改寫傳統(tǒng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)控制處理和人工操作管理的歷史。

水云蹤系列產(chǎn)品推出上市以來，在水云蹤人不斷努力下，推陳出新，已經(jīng)逐步實現(xiàn)了濁度、pH、ORP、電導率、藥劑濃度、氯離子、堿度、硬度、腐蝕速率、余氯等項目的在線檢測，公司產(chǎn)品以檢測數(shù)據(jù)準確，服務質(zhì)量上乘收獲了一大批忠實粉絲。但是，很多客戶僅僅享受它帶來的檢測方面的便捷，往往忽視了他的控制功能（加藥、加酸、排污），而這三大控制功能，不僅僅是節(jié)省人力，在安全和經(jīng)濟效益方面，也值得一提。

本文將以我公司一個“只監(jiān)不控”的案例，在監(jiān)測的過程中，發(fā)現(xiàn)人工的隨意性和寬邊界操作。同時分析了如果能自動控制排污，會給用戶帶來的效益。

如果冷卻水系統(tǒng)的運行條件一定，那么蒸發(fā)損失量和吹散損失量就是定值，通過調(diào)整排污量可以控制循環(huán)冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率。

              PP—排污損失率%

              PZ—蒸發(fā)損失率%

              PF—吹散及泄露損失率%

              φ—冷卻水系統(tǒng)濃縮倍率

由公式計算出的補充水量、排污水量和濃縮倍率的關系，如圖所示。

開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)中濃縮倍率與補充水量和排污量的關系

從圖中可看出，提高冷卻水的濃縮倍率，可大幅度減少排污量和補充水量，也意味著減少藥劑用量。從圖中還可看出，隨著濃縮倍率的提高，補充水量明顯降低，但當濃縮倍率超過5時，補充水量的減少已不顯著。此外，過高的濃縮倍率，嚴重惡化了循環(huán)水質(zhì)，容易發(fā)生各種故障，大大增加了處理費用。各種水質(zhì)穩(wěn)定藥劑的效果與持續(xù)時間有關，過高的濃縮倍率，使藥劑在冷卻系統(tǒng)中的停留時間超過其藥齡，將降低處理效果。上述情況說明，需要選定合適的濃縮倍率。一般開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的濃縮倍率應控制在5左右，多采用4～6。減少循環(huán)冷卻系統(tǒng)排污，提高濃縮倍率，可取得良好的節(jié)水效果。

現(xiàn)就某資深水處理公司二循來分析。

運行數(shù)據(jù)圖

已知該系統(tǒng)循環(huán)水量6500m3/h，設P_Z=1.2％，P_F=0.1％(P_F=0.5％，加捕水器后可節(jié)水80％)。由運行數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)最低濃縮倍率為2.0，最高為4.0，波動范圍比較大。濃縮倍率與節(jié)水關系的計算結果列于下表中。

濃縮倍率對補充水率和藥劑耗量的影響見下表。從表中可看出，隨著濃縮倍率的提高，藥劑的消耗量也顯著降低。

由數(shù)據(jù)可知：系統(tǒng)濃縮4倍比濃縮2倍要節(jié)水52m³/h。一天就能節(jié)約用水1248噸。按照年運行8000小時計，能節(jié)水416000噸水，每噸水按3元計算，年節(jié)約費用1248000元。

由數(shù)據(jù)可知：系統(tǒng)濃縮4倍比濃縮2倍節(jié)約藥劑3.9kg/h。一天就能節(jié)約藥劑93.6 kg。按照年運行8000小時計，能節(jié)約藥劑31200kg，節(jié)約的費用不是少數(shù)。

采用水云蹤智能在線監(jiān)測控制設備，能根據(jù)現(xiàn)場實際負荷、電導率、氧化還原電位(ORP)、pH值等檢測數(shù)據(jù)，控制加藥、加酸計量泵及次氯酸鈉的投加。有效地保持水中藥劑的濃度，保持濃縮倍數(shù)平穩(wěn)恒定，有助于實現(xiàn)安全生產(chǎn)和節(jié)水減排，其控制功能如下：

(1)在線監(jiān)控系統(tǒng)電導率，并根椐檢測數(shù)據(jù)，控制電動排污閥的開啟和關閉。

(2)在線監(jiān)控系統(tǒng)ORP，及時調(diào)整控制殺菌劑的投加量，控制水中的菌藻及生物粘泥，實現(xiàn)氧化性殺菌劑的自動投加。

(3)在線監(jiān)控系統(tǒng)pH值，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)自動調(diào)整加酸量。

(4)在線檢測循環(huán)冷卻水的濁度，為現(xiàn)場技術人員、實驗室化驗人員提供可靠的參考數(shù)據(jù)。

(5)根據(jù)熒光值信號，對加藥泵進行間歇或連續(xù)加藥控制，保證藥劑在循環(huán)冷卻水中的濃度達到基本穩(wěn)定的水平。

(6)根據(jù)設定值實現(xiàn)異常情況的及時報警處理等。