一、全自動加藥裝置概述
1.1 冷卻水系統
所以為了維持各種礦物質和離子含量穩定在某一定值上，必須對系統補充一定量的新鮮水，并排出一定量的濃縮水，通稱排污水。這種補充水和排污水的控制，靠人工控制是不及時、不連續和不準確的。通常取水樣分析測試，發現指標超標，才通知補水及排污。因而造成補水和排污時間滯后，排污量不準確，導致浪費。若能在冷卻、冷凍系統安裝一套全自動加藥和排污的裝置，就可以將濃縮倍數和總硬度、藥劑濃度控制在一個平穩的范圍內，實現*和科學的水質穩定控制。這樣既可控制硬度，又可節約大量水資源。
1.2加藥系統設計原則
該加藥設備為2罐2泵式，是完整的藥液儲存、計量和投加系統。成套設備由溶液箱、計量泵、過濾器，安全閥、背壓閥、配套的連接管道、閥門、管件，以及電氣、儀表設備等組成。
循環冷卻水系統*投加或大修后*次投加稱為基礎投加, 按系統每升投加藥劑量如圖表：
| 系統流量m3/h | 藥劑名稱 | 單位 | 每升投加藥劑量 | 系統一次投加藥劑量kg |
| 1200 | 緩蝕阻垢劑投加 | mg/L | 50mg/L | 80 |
| 氧化殺菌劑投加 | mg/L | 40mg/L | 64 |
| 1000 | 緩蝕阻垢劑投加 | mg/L | 50mg/L | 70 |
| 氧化殺菌劑投加 | mg/L | 40mg/L | 54 |
| 300 | 緩蝕阻垢劑投加 | mg/L | 50mg/L | 25 |
| 氧化殺菌劑投加 | mg/L | 40mg/L | 20 |
| 40 | 緩蝕阻垢劑投加 | mg/L | 50mg/L | 4 |
| 氧化殺菌劑投加 | mg/L | 40mg/L | 3 |
系統穩定運行后，根據具體監測結果來投加藥劑，估算每隔48小時投加一次：
| 系統流量m3/h | 藥劑名稱 | 投加間隔時間（小時） | 每月投加藥量（kg ） | 一年投加藥劑量kg |
| 1200 | 緩蝕阻垢劑投加 | 48 | 1200 | 14400 |
| 氧化殺菌劑投加 | 48 | 960 | 11520 |
| 1000 | 緩蝕阻垢劑投加 | 48 | 1000 | 12000 |
| 氧化殺菌劑投加 | 48 | 760 | 9120 |
| 300 | 緩蝕阻垢劑投加 | 48 | 400 | 4800 |
| 氧化殺菌劑投加 | 48 | 300 | 3600 |
| 40 | 緩蝕阻垢劑投加 | 48 | 60 | 720 |
| 氧化殺菌劑投加 | 48 | 40 | 480 |
1.3 設備選用及制造要求
- 溶液泵、計量泵、容器等所有設備都是在規范書的設計工況下達到*性能，同時能在一些非標準工況下正常運行。
- 在所有的流量工況下可安全運行，在各種非標準工況下沒有過大的振動、噪音（距設備一米距離不得超過85分貝）。
- 設備安裝在一個整體框架上。安裝在框架上的設備包括溶液箱、計量箱、計量泵、平臺扶梯和就地控制設備及所有的管路、管件、電纜管或橋架、電纜、閥門等配件。
- 計量泵的出口裝有壓力表，壓力表的入口有隔離閥及脈沖減振器。壓力表的量程zui小高于泵的zui大出口壓力的25%。
- 每臺計量泵的出口將提供安全放泄閥及返回到溶液箱的管道?；匾汗苌蠎b液體流動指示器。每臺計量泵入口管道上設有不銹鋼管道過濾器。
- 手動調節計量泵的流量調節范圍均為0-*。
二、全自動加藥裝置基本原理
2.1 循環水的濃縮倍數
循環冷卻水的濃縮倍數是指該循環水的含鹽量與其補充水含鹽量之比。提高濃縮倍數，可以降低補充水的用量，節約用水；還可降低排污量，減少對環境的污染和廢水的處理量，降低廢水處理成本。但是，濃縮倍數過高，會使循環水的硬度、堿度和濁度升的太高，水的結垢傾向增大；水中腐蝕性離子（CL-和SO42-）腐蝕性物質（H2S、SO2、NH3）的含量增加，水的腐蝕性增強。因此，冷卻水的濃縮倍數并不是愈高愈好。當提高到8倍以上時，節水效果就不明顯，在使用水處理劑時一般濃縮倍數控制在4~7倍，每小時節水量占循環量的0.40%，要準確控制濃縮倍數，需設置一套全自動裝置才能實施。另外，通過控制濃縮倍數，可以阻止Ca2+、Mg2+離子在冷凝器銅管內結成水垢，保持冷凝器的正常冷卻效果，達到節電的目的。
循環冷卻水濃縮倍數與節水量關系
| 濃縮倍數 N | 蒸發水量m3/h | 風吹損失m3/h | 總排水量m3/h | 排污水量m3/h | 補充水量m3/h |
| 2 | 9.6 | 0.5 | 9.6 | 9.1 | 19.2 |
| 3 | 9.6 | 0.5 | 4.8 | 4.3 | 14.4 |
| 4 | 9.6 | 0.5 | 3.2 | 2.7 | 12.8 |
| 5 | 9.6 | 0.5 | 2.4 | 1.9 | 12.0 |
結論：水的濃縮倍數越高，節水量越大。對于循環量為1000 m3/h的冷卻水系統，冷卻水節省量可達0.88噸/時，隨著水費和排污費的不斷上漲，經濟效益非常可觀。
2.2循環水加藥系統的控制
通過實時監測循環水和補充水中的電導率，并換算成濃縮倍數，此后根據濃縮倍數的控制范圍實時開啟和關閉排污閥門水泵，涼水塔冷卻水池安裝有液位計，PLC系統根據液位計的數據，自動打開或關閉補水電動閥；于此同時，控制系統自動監測循環水系統中的補充水的水量，PLC根據設定的程序，結合循環水系統實際的運行情況和泵、藥劑特性來指導加藥泵加藥，完成整個控制過程。
用于控制循環水系統余氯，進而控制系統的微生物繁殖。該值以ppm或mV表示，對應于一定的余氯量。本方案采用ORP監測探頭將信號傳送到PLC控制器，PLC將實時監測系統的ORP值和根據要求控制的ORP值設定值進行比較，決定氧化性殺菌劑泵的開啟或關閉停止。
通過在線PH監測探頭，將信號傳送到PLC總控制柜的控制器，PLC將實時監測到系統的PH值和根據要求控制的設定值進行比較，決定加酸泵的開啟和關閉停止，以此達到所控制系統PH和堿度的目的。
控制系統采用PLC控制
- 循環水加藥系統控制系統包括以下控制內容
（1）根據循環水與補充水的電導率，自動控制排污閥水泵開啟與關閉停止；
（2）根據液位監測控制補充水閥門的開啟與關閉。
（3）根據補充水量自控投加緩蝕阻垢劑；
（4）根據ORP值自控投加氧化性殺菌劑；
（5）根據pH值自控投加硫酸；
（6）根據酸計量箱液位自動控制補充酸液。
- 循環水加藥系統控制系統能夠顯示以下系統參數
（1）在線循環水電導率；
（2）在線補充水電導率；
（3）在線濃縮倍數；
（4）在線補充水流量；
（5）在線冷卻塔水池液位顯示；
（6）在線ORP值。
（7）在線PH值。
（8）在線阻垢緩蝕劑、氧化性殺菌劑和濃硫酸藥箱液位。
- 循環水加藥系統安全報警
（1）加藥箱低液位報警；
（2）冷卻塔水池高低液位報警；
（3）計量泵運行異常報警。
- 循環水加藥系統控制系統應具備特點
（1）操作方便、顯示清晰。
根據設定的加藥量，計量泵精確投加藥劑，當加藥箱缺藥劑時，系統燈光報警，同時停止加藥。計量泵狀態均能在就地電控箱顯示，計量泵還具有手動、自動、停機選擇開關，方便系統調試。
（2）安全、規范
所有儀表和控制設備均滿足‘三防要求’（防塵、防潮、防腐）
2.3 電導率在線控制
該裝置利用冷卻循環水的濃縮倍數（相對應硬度）與循環水的電導率值相對應的關系，由電導率測定儀測得循環水電導率的變化值的信號控制計量泵工作，從而使濃縮倍數（硬度）自動控制在規定值范圍內。當超過電導率設定值就會自動排污，避免了手動排水的時間浪費和水資源浪費。該裝置的另一個主要功能就是實現對加緩蝕劑投加的自動控制，低過電導率設定值就會有效均勻地控制計量泵的加藥量，使循環水中的水處理藥劑濃度穩定控制在一定范圍內，以保證水處理的良好效果，從而減緩設備、管道的銹蝕，達到延長主機使用壽命的目的。
2.4 PH在線控制/ ORP在線控制
該裝置是根據指示電極與參比電極在溶液中測得的電位差再通過電位計轉換成PH或MV單位數值來進行控制，使循環水中的溶液穩定控制在一定的范圍內，并以數字的方式顯示。
2.5 PLC全自動控制
該裝置是根據PH值表檢測被測循環水的PH值，一方面以數字的方式顯示，另一方面將其轉換為標準信號輸出至PLC可編程序控制器。 PLC可編程序控制器將輸入信號與給定值比較，根據比較結果按一定的算法進行邏輯運算，并輸出相對應的電流控制變頻器改變加藥泵電機的轉速，加藥泵電機的轉速改變達到控制加藥量的要求，從而使被控制對象的參數運行在*狀態。
該系統設有保護功能：當藥箱液位為低液位時，有低液位接點信號送至PLC，PLC將不啟動加藥泵。當加藥管道的壓力高時，有壓力高信號接點送至PLC，PLC將不啟動加藥泵。
該軟件主要由監控軟件、編程軟件組成,它們能夠實現循環水車間工藝的監控、PLC邏輯控制功能以及系統內部、外部的數據接口。
2.6循環水處理系統的控制及儀表要求
循環水車間控制室設置一套PLC，將循環水加藥系統、的操作、顯示、報警聯鎖在PLC上 完成。
- 循環水泵房的控制回路點數循環水泵房現場I/0信號數量一覽表：
| AI（4～20mA） | 34 |
| TC | 0 |
| RTD | 0 |
| DI | 113 |
| PI | 0 |
| AO（4～20mA） | 15 |
| DO | 42 |
| TOTAL | 204 |
| AI（4～20mA） | |
| DI | 108 |
| RTD | 8 |
| DO | 64 |
| TOTAL | 180 |
2.7循環水控制系統的控制要求
- 采用帶LCD顯示的上位機（PC）+可編程控制器（PLC）構成的控制系統來對整個工藝系統進行自動控制。
