一种在线水质监测及加药控制系统

技术领域

本发明涉及水源质量检测与控制设备领域，具体的说，是一种在线水质监测及加药控制系统。

背景技术

在水质环境监测行业，防范数据造假、保障数据质量是一个重要难题，所以各类水质在线质控仪应运而生。水质在线监测设备的质控手段，相比手工分析来讲，更加具有时效性和高效性。

为了使水质监测所进行的质量管理和控制达到水质监测的公信度，一般通过质控和加标回收的方法对原有水质监测仪工作是否正常做出精确判断。现有技术中，水质在线监测设备的控制系统一般通过注射泵和多通阀的组合对试剂进行抽取，以完成动态质控和加标回收，但是注射泵成本高，集成体积大，而且使用后期会存在本体被腐蚀、液体管路渗漏、内腔中存在气泡等问题，影响对水质在线监测设备工作是否正常的判断。

并且在水质检测完成后，不可避免的需要对水质进行调节，特别是化工厂中循环水的品质，如果冷却循环水的品质出现问题如含有大量腐蚀介质，那么在循环水使用的过程中，会造成严重的安全隐患，轻则造成冷却循环水管的损坏，造成经济损失，重则会对工厂中的工人的人身安全造成严重的影响。

综上所述，亟待一种能够实时监测化工厂中冷却水的水质并对冷却水的水质进行调节的系统，一方面来保证化工厂不会因冷却循环水系统的崩坏造成严重的经济损失，再者也能够有效的避免因冷却循环水系统的崩坏对工人的人身安全造成影响的情况出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在线水质监测及加药控制系统，以实现实时对水质进行监控并对冷却循环水的水质进行相应调节的目的。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术手段：

一种在线水质监测及加药控制系统，包括：与监控系统连通的样品腐蚀指标监测单元、与PLC连通的水质污染程度监测单元以及与用于为监测系统提供水样的样品单元，所述监控系统与所述PLC的信号输入端连通，所述PLC的信号输出端连通与储药罐连通的计量泵，所述计量泵的出药端连通冷却水池；

所述样品单元包括用于输送液体的定量水路，所述定量水路与所述冷却水池的冷却水回水端连通，用于将回水抽入；

所述样品腐蚀指标监测单元以及所述水质污染程度监测单元均设置在于所述定量水路连通的泄流水路上，所述泄流水路的下游端与所述冷却水池连通；

所述样品腐蚀指标监测单元包括分别与所述监控系统信号连通的流量开关、pH分析仪、ORP分析仪、电导率分析仪，流经所述泄流水路的样品的通过数据输出至所述监控系统中，所述监控系统将输出信号至所述PLC中；

所述水质污染程度监测单元包括分别与所述PLC信号连通的余氯分析仪、荧光分析仪以及浊度分析仪，流经所述泄流水路的样品的通过数据传输至PLC中；

所述PLC收集到样品水流的水质数据后，控制与所述储药罐连通的计量泵，将所述储药罐中的药物抽出排入所述冷却水池。

作为优选的，所述PLC的信号输出端分别与多个所述计量泵连通每个所述计量泵分别与一个储药罐连通，所述储药罐包括浓硫酸储药罐、氧化型杀生剂储药罐以及阻垢缓蚀剂储药罐。

进一步的，所述PLC与所述电导率分析仪对应的信号输出通路的信号输出端与安装在冷却水池泄流段的排污泵信号连通。

更进一步的，所述储药罐连通有供药通路和加药通路，所述计量泵安装在所述加药通路上，所述供药通路上安装有进药端与药物原料连通的供药泵，所述供药通路位于所述供药泵的下游侧安装有第一止回阀，所述储药罐上上还安装有液位计。

更进一步的，所述加药通道包括与所述储药罐连通的第一主路，所述第一主路的下游端并联有第一支路和第二支路，所述第一支路与所述第二支路的下游端汇聚且与第二主路连通，所述第二主路的下游端连通所述冷却水池，所述第一支路与所述第二支路上分别安装有所述计量泵。

更进一步的，所述第一主路上安装有Y型过滤器，所述第一支路以及所述第二支路均安装有安全阀，且均通过所述安全阀连通排地沟，所述第二主路上沿着药物流动的方向依次安装有阻尼器、背压阀以及第二止回阀。

更进一步的，所述供药通路、所述第一主路、所述第一支路、所述第二支路以及所述第二主路上均安装有手动球阀，且至少有一个所述手动球阀安装在所述供药泵的上游侧，至少有一个所述手动球阀安装在所述第二止回阀的下游侧。

本发明在使用的过程中具有以下有益效果：

通过pH分析仪、ORP分析仪、电导率分析仪、余氯分析仪、荧光分析仪以及浊度分析仪来对冷却循环水回水的水样进行检测，也就是说此时水样的水质与在冷却循环水系统中的水质是相同的，能够准确的对进入冷却水循环系统的冷却水进行准确的检测；同时，在检测到冷却水池中水质变化后，能够通过控制计量泵的工作，将储药罐中的药物输送至冷却水池中，进而改善冷却水池中冷却水的水质，让其进入冷却水循环系统中时能够更加安全。

附图说明

图1为本发明水质检测系统的原理工艺流程示意图。

图2为本发明加药系统的原理工艺流程示意图。

其中，1-监控系统、2-样品腐蚀指标监测单元、3-PLC、4-水质污染程度监测单元、5-储药罐、6-计量泵、7-冷却水池、8-冷却水回水端、9-流量开关、10-pH分析仪、11-ORP分析仪、12-电导率分析仪、13-余氯分析仪、14-荧光分析仪、15-浊度分析仪、16-供药泵、17-第一止回阀、18-液位计、19-Y型过滤器、20-安全阀、21-排地沟、22-阻尼器、23-背压阀、24-第二止回阀。

具体实施方式

具体的，请参考图1以及图2所示的，一种在线水质监测及加药控制系统，包括：与监控系统1连通的样品腐蚀指标监测单元2、与PLC3连通的水质污染程度监测单元4以及与用于为监测系统提供水样的样品单元，所述监控系统1与所述PLC3的信号输入端连通，所述PLC3的信号输出端连通与储药罐5连通的计量泵6，所述计量泵6的出药端连通冷却水池7；

所述样品单元包括用于输送液体的定量水路，所述定量水路与所述冷却水池7的冷却水回水端8连通，用于将回水抽入；

所述样品腐蚀指标监测单元2以及所述水质污染程度监测单元4均设置在于所述定量水路连通的泄流水路上，所述泄流水路的下游端与所述冷却水池7连通；

所述样品腐蚀指标监测单元2包括分别与所述监控系统1信号连通的流量开关9、pH分析仪10、ORP分析仪11、电导率分析仪12，流经所述泄流水路的样品的通过数据输出至所述监控系统1中，所述监控系统1将输出信号至所述PLC3中；

所述水质污染程度监测单元4包括分别与所述PLC3信号连通的余氯分析仪13、荧光分析仪14以及浊度分析仪15，流经所述泄流水路的样品的通过数据传输至PLC3中；

所述PLC3收集到样品水流的水质数据后，控制与所述储药罐5连通的计量泵6，将所述储药罐5中的药物抽出排入所述冷却水池7。

通过pH分析仪10、ORP分析仪11、电导率分析仪12、余氯分析仪13、荧光分析仪14以及浊度分析仪15来对冷却循环水回水的水样进行检测，也就是说此时水样的水质与在冷却循环水系统中的水质是相同的，能够准确的对进入冷却水循环系统的冷却水进行准确的检测；同时，在检测到冷却水池7中水质变化后，能够通过控制计量泵6的工作，将储药罐5中的药物输送至冷却水池7中，进而改善冷却水池7中冷却水的水质，让其进入冷却水循环系统中时能够更加安全。

具体的，采用余氯分析仪13检测阻垢缓蚀剂浓度，将数据传传输至PLC3中，当阻垢缓蚀剂浓度低于设定值时，输出信号加大用于控制阻垢缓蚀剂的计量泵6的加药量；当检测浓度低于设定下限时，输出信号使计量泵6处于最大加药量；当检测药剂浓度高于设定值时，输出信号减小计量泵6的加药量；当检测药剂浓度高于设定值上限时，输出信号关闭计量泵6。

然后，采用电导率分析仪12采集到的信号，利用PLC3控制排污阀的开启，进而实现自动排污的目的。

同时，采用ORP分析仪11采集到的信号来控制氧化型杀生剂的投加，具体的，，维持游离氯为0.1 mg/L～0.5mg/L。采用次氯酸钠时；当监测药剂浓度低于设定值时，利用PLC3输出信号控制用于输送氧化型杀生剂的计量泵6，加大计量泵6加药量；当监测药剂浓度低于设定下限时，计量泵6达到最大加药量；当监测药剂浓度高于设定值时，减小计量泵6加药量；当监测药剂浓度高于设定上限时，停止计量泵6加药。

于此同时，对于采用加酸水处理方案的循环水系统，利用pH分析仪10采集循环水的pH信号，当pH低于设定值时，减少用于输送浓硫酸的计量泵6加酸量；当pH低于设定下限时，停止计量泵6加酸；当pH高于设定值时，加大计量泵6加酸量；当pH高于设定上限时，计量泵6达到最大加酸量。

同时，前述的流量开开流速量程为0m/s～1.5m/s，测量精度：±0.1m/s。

更进一步的，所述PLC3的信号输出端分别与多个所述计量泵6连通每个所述计量泵6分别与一个储药罐5连通，所述储药罐5包括浓硫酸储药罐5、氧化型杀生剂储药罐5以及阻垢缓蚀剂储药罐5。

再者，所述PLC3与所述电导率分析仪12对应的信号输出通路的信号输出端与安装在冷却水池7泄流段的排污泵信号连通。

然后，所述储药罐5连通有供药通路和加药通路，所述计量泵6安装在所述加药通路上，所述供药通路上安装有进药端与药物原料连通的供药泵16，所述供药通路位于所述供药泵16的下游侧安装有第一止回阀17，所述储药罐5上上还安装有液位计18。

在这里，供药泵16选用隔膜型计量泵6，流量调节范围应为10%～100%，在0%～100%的范围内可实现全程跟踪调节，可接受外部4mA～20mA信号自动调节冲程长度和速度，一开一备；设置防止物料飞溅的安全护罩。

同时，所述加药通道包括与所述储药罐5连通的第一主路，所述第一主路的下游端并联有第一支路和第二支路，所述第一支路与所述第二支路的下游端汇聚且与第二主路连通，所述第二主路的下游端连通所述冷却水池7，所述第一支路与所述第二支路上分别安装有所述计量泵6。

这样通过第一支路和第二支路的设置，能够有效的避免当其中一根支路出现故障后，无法进行加药的情况出现。

更进一步的，所述第一主路上安装有Y型过滤器19，所述第一支路以及所述第二支路均安装有安全阀20，且均通过所述安全阀20连通排地沟21，所述第二主路上沿着药物流动的方向依次安装有阻尼器22、背压阀23以及第二止回阀24。

所述供药通路、所述第一主路、所述第一支路、所述第二支路以及所述第二主路上均安装有手动球阀，且至少有一个所述手动球阀安装在所述供药泵16的上游侧，至少有一个所述手动球阀安装在所述第二止回阀的下游侧。