Способ автоматического регулирования процесса подкисления природной воды

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова СоветскихСоциалистиеккихРеспублик рц 685628 Д 1)" Дополнительное к ает, сеид-ву(088.8) 2) Заявлено 12,0присоединением3) ПриоритетОпубликовано 4 (21) 2012627/29-2 вявк омнт ударственный СССР делам нзоб н открытнй 1 0 Я 7 9, Бюллетвнь Моовения описания 15,09,та опубл(72 Авторы изобретения он н А .П.Мамет В,М Московское отделение Центрального научноисследовательского и проектно-конструкторского котлотурбинного института им. И.И,Ползунова(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУ ПРОЦЕССА ПОДКИСЛЕНИЯ ПРИРОД РОВА НИ й ВОДЫ ояотИзобретение относится к области автоматизации технологических процессов и может быть использовано в энергетике и коммунальном хозяйстве при управлении процессами подкисления природных вод.Известен способ автоматическог регулирования процесса подкислени природной воды путем изменения со ношения расходов природной воды и раствора кислоты в смеситель в зависимости от величины рН подкисле ной воды подле смесителя 11, Но при регулировании процесса по известному способу не учитывается изменение состава природной воды, при изменении соотношения расходов природной воды и кислоты по величине рН подкисленной воды вследствие недостато ной чувствительности рН-метра в обл ти кислых растворов и несовпадения области задания (требуемая остаточн щелочность) и области наилучшей информативности рН-метра (максимально чувствительности и точности) нельзя добиться заданной точности соответствующей системы регулированияЦелью изобретения является повыш н ости стабилизации величины Р сленной воды после смесител Поставленная цель достигается тем, что в известном способе автоматического регулирования процессаподкисления 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 смеси- тель 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 щелоч- ности (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.50 3 6856Способ автоматического регулирования процесса подкисления природнойводы осуществляют следующим образом.В смеситель 1 по трубопроводу 2подают природную воду, для подкисления которой с помощью насоса 3 добавляют раствор кислоты. Для адновременного обеспечения возможности измерения величины щелочности и поддержания укаэанной величины в ее заданном диапазоне природная вода байпасируется в обход смесителя 1 в определенном соотношении, определяемомположением вентиля 4, Для сглаживания возможных кратковременных выбегав по щелочности подкисленной водына выходе смесителя 1 предусмотрендемпфирующий бак 5.Перед демпфирующимбаком 5 установлен декарбониэатор 6.Расход природной воды в смеситель1 измеряют с помощью датчика 7 расхода и регулируют соотношение указанного расхода с величиной расхода раствора кислоты по сигналу с насоса 3с помощью блока соотношения 8 черезрегулятор 9 и пусковое устройство 10на насос 3, изменяя его производительность.25С помощью датчика 11 расхода контролируют расход природной воды вбайпасной линии, устанавливая его спомощью дистанционного задатчика 12воздействием на вентиль 4.30Величину электропроводности подкисленной воды после смесителя 1измеряют с помощью датчика 13электроправоднасти и блока деления 14,Величину рН подкисленнойпосле смесителя 1 определяют с помощью датчика 15 величины рН и вторичного прибора 16,Величину электропровадности природной воды определяют с помощью датчика 17 электрапроводности и блока деления 18,Коррекцию расхода раствора кислотыв смеситель 1 па электрапроводностиприродной воцы, электрапроводности и 45величине рН подкисленной воды послесмесителя 1 осуществляют с помощьюблока суммирования 19, изменяя черезкорректирующий регулятор 20 заданиеблоку соотношения 8,При изменении расхода природнойводы датчик 7 расхода изменяет сигнал,подаваемый на блок соотношения 8, чтовызывает появление сигнала рассогласования и срабатывание регулятора 9,что,в свою очередь, через пусковоеустройство 10 изменяет подачу раствора кислоты насосами 3 цо тех пор,пока не восстановится заданное соотношение расходов природной воды ираствора кислоты, Таким образом, из 60менение расхода природной воды (илираствора кислоты) компенсируется восновном малаинерционным,стабилизирующим контурам. При изменении концентрации дозируемого раствора кислоты65 28 изменяются злектрапроводность и значение рИ подкисленной воды, что приводит к изменению сигналов соответствующих датчиков 13,15, рассогласованию 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 устройства 10 (большое время прохожцения пробы в первом по потоку устройстве 10, демпфирование) .При доэировании раствора кислоты в природную щелочную воду щелочность воды уменьшается; при этом с изменением щелочности (Ц) (фиг,2,3) от 3,5 мг экв/л и более до 0,5- 0,25 мг. экв/л значение рН воды понижается, а величина электропровод- ности 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, электропровод- ность начинает незначительно увеличиваться; далее при повышении кислот- ности воды значение рН еще несколько снижается (при кислотности 0- 0,5 мг экв/л), а затем практически изменяется очень мало; электропровод- ность 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 электропровод- ности 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 знака68562ми минус означает кислотность, причем наибольшая крутизна характеристики достигается в области от -0,5по +0,25-0,5 мг экв/л,Таким образом (фиг,4) областьнаилучшей информативности схемы,использующей суммарный сигнал величины рН и электропроводности, равнадиапазону щелочности от -0,5 до0,35 мг.экв/л, в этой области легчевсего стабилизировать значение щелочности, Область заданного значения управляемого параметра, как отмечалось выше, изменяется от 0,2до 0,7 мг,экв/л. Она определяетсясуществующими нормами: щелочностьменьше 0,2 мг экв/л недопустима изэа опасности коррозии, а щелочностьбольше О,7 мг экв/л из-за опасностинакипеобразования, В этой областикрутизна оптимальной характеристики,а потому и точность возможного управления невелика и не может бйть обеспечена требуемая область заданныхзначений параметра.Для этого область наилучшей информативности и задания согласовываютсяпутем байпасирования части природнойводы в обход смесителя при заданномсоотношении расходов природной водыв смеситель и байпас. В точке а(фиг.1) щелочность поддерживаетсяв пределах информативной области,а заданное соотношение расходов всмеситель 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 непримени 40 8 6мо, 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 существующие 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 изобретенияСпособ автоматического регулирования процесса подкисления природнойводы путем изменения соотношения расходов природной воды и раствора кислоты в смеситель в зависимости отвеличины рН подкисленной воды послесмесителя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностистабилизации величины рН подкисленной воды после смесителя, байпасируют природную воду в обход смесителяпри заданном соотношении расходовприродной воды в смеситель и байпас,корректируют величину соотношениярасходов природной воды и растворакислоты в зависимости от величиныэлектропроводности природной и подкисленной воды после смесителя доконца байпаса по ходу воды,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Каталог фирмы Бабкок, ФРГ,1965.Составитель Л.МаметТехред З,фанта Корректор С.Шекмар тор Л.Новожило акаэ 5397/26 комит отк кая нцНииПИ Государс по делам иэоб3035, Москва, Жилиал ППП фПатент, г.ужгород, ул,. Проектная,б,7 М