自動化儀表在自來水廠中的應用
日期：2025-04-30 20:16
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摘要：
自動化儀表在自來水廠中的應用
自動化在線儀表是水廠生產現場*直接的檢測設備，被稱為自動化的“眼睛”，其準確性直接影響到自動化控制的精度。在自來水廠中應用好自動化在線儀表來進行監控，能降低消耗、確保供水**、保證水質和壓力的穩定性，產生良好的經濟效益和社會效益。
1.自動化儀表在水處理系統中的重要地位
在現代化的凈水廠中，每一個生產過程總是與相應的儀表及自控技術有關。儀表能連續檢測各工藝參數，根據這些參數的數據進行手動或自動控制，從而協調供需之間、系統各組成部分之間、各水處理工藝之間的關系，以便使各種設備與設施得到更充分、合理的使用。同時，由于檢測儀表測定的數值與設定值可連續進行比較，發生偏差時，立即進行調整，從而保證水處理質量。根據儀表檢測的參數，能進一步自動調節和控制藥劑投加量，保證水泵機組的合理運行，使管理更加科學化，達到經濟運行的目的。由于儀表具有連續檢測、越限報警的功能，便于及時處理事故。儀表還是實現計算機控制的前提條件。所以在先進的水處理系統中，自動化儀表具有非常重要的作用。
2.水處理系統常用儀表的分類
給水工程所用儀表大致可分為兩大類：一類屬于監測生產過程物理參數的儀表，如檢測溫度、壓力、液位、流量等。這類儀表采用國產表，其性能和質量基本能滿足要求。另一類屬于檢測水質的分析儀表，如檢測水的濁度、pH值、溶氧含量、余氯、SCD值等。這些專用儀表在我國發展比較晚，因此，通常選用國外先進產品，從長遠觀點看是比較經濟、可靠的。檢測儀表的好壞直接關系到給水自動化的效果。在工程設計過程中，從儀表的性能、質量、價格、備件情況、售后服務等方面進行反復比較，我們一般采用進口儀表和國產儀表相結合的方法。
3.應用中應注意的問題
3.1 工業PH計
工業PH計，是一種常用的儀器設備，主要用來精密測量液體介質的酸堿度值，配上相應的離子選擇電極也可以測量離子電極電位MV值，廣泛應用于工業、農業、科研、環保等領域。該儀器也是食品廠、飲用水廠辦QS、HACCP認證中的必備檢驗設備。
當測量溫度變化較大時，使用工業PH計進行連續流動的測定雖然能夠自動地進行溫度補償（一般溫度每升高10℃，PH降低0.05），但只是消除了溫度對測量部分的影響。在不同的溫度下，由于酸堿離解常數的變化，水樣的PH值也隨著溫度的變化而變化。鑒于水樣溫度對儀表測量結果的影響較大，在自動補償系統達不到補償的效果時，應特別注意使用中的調校工作，對測量誤差較大的酸度計*好采取恒溫的措施以減少測量的誤差。工業PH計探頭的使用壽命一般為一年，要及時更換。
3.2在線濁度儀
在線濁度儀一般都是通過探測水樣中懸浮粒子的散射強弱來測定水的濁度。目前，供水行業中使用HACH公司的濁度計較多。
在線濁度儀水樣室要定時清洗，水樣流速要保持恒定，過大的流量會將水樣室的沉積物沖起或產生氣泡導致反映不了真實情況。在采用工具箱法標定（用兩個標準濁度給儀表設定比例曲線）時，倒注配好的標準濁度液時動作要輕，防止產生氣泡，引起標定不正確。濁度計的燈泡比較容易燒毀，要適當購買備件。另外，水樣室中要適當進行密封處理，防止壁虎和昆蟲進入，引起濁度計測量錯誤。
3.3余氯儀
余氯儀由監測儀、水流組件及探頭組成。其中，有儲液腔體的探頭當膜片比較臟時，可用稀酸浸泡清洗后重復使用，但不能用棉花清洗，防止堵塞；一般來說，每3個月到半年應該更換儲液腔體里的電解液一次，確保余氯計工作正常。沒有儲液腔體的探頭在使用時，多次標定但仍與實測值相差甚遠，可用2%~5%濃度醋酸浸泡兩個小時后再用清水浸泡大約一個小時，一般都能工作正常。
另外，兩次標定的時間間隔一般在一個小時以上，使余氯儀有適當的整定時間為好；需注意取樣管道不宜采用鍍鋅鋼管，否則管路易被氯氣腐蝕堵塞。余氯計的探頭使用壽命一般為兩年，要注意更換。
3.4 SCD儀
流動電流探測儀亦稱SCD儀。采用SCD儀的假定前提是被測水樣中的微粒完全覆蓋在探頭活塞表面上，無人為的電性干擾才能形成一個微粒“膜”，此時SC值與電位§才成正比。但當有害物質干擾，強吸附鈍化，檢測室積泥嚴重和電極腐蝕等，都會導致流動電流與膠體狀態的線性關系失調，從而導致效果不佳；另一方面，系統的總延遲時間要適合，在加藥2分鐘后取的充分攪拌的代表性測量樣本常常能得到*好的結果。
因此，要注意按期清洗管道、探頭，對儀表進行校準；以及結合投加班人員對投藥效果的觀察，認真填寫SCD儀的運行情況表，加強管理。
3.5流量計
自來水廠中通常使用的是超聲波流量計和電磁流量計，而超聲波流量計測量精度優于電磁流量計，但價格高。
供水行業使用流量計的傳感器、探頭多裝在低于地面的儀表井，常會浸在未能及時排放的雨水中，甚至長期浸泡在水中，即使是外殼防護等級為IP67（塵密短時浸水級）或IP68（塵密連續浸水級），也常因接線端子蓋密封圈或電纜線引入密封圈未壓緊密封，或套圈與電纜未匹配而發生受潮，導致接線端子產生氧化絕緣層，增大電阻值使感應電勢減弱或產生波動，甚至直接在接線端子內部間受勵磁端干擾，感應非正常電勢，造成示值不穩定，甚至故障更復雜。因此，儀表井*好采用鋼筋混凝土結構，并裝設小潛水泵自動將積水抽走，確保傳感器和探頭不浸于水中，還需注意緊固接線點。
3.6鹽度計
氯化物儀亦稱為鹽度計，是測量海水鹽度的儀器設備，在水廠廣泛用于監測是否有咸潮。但在氯化物濃度較低時，鹽度計易受其他離子的影響而存在較大的誤差。故實驗室工作人員要適當利用分析方法（AgNO3滴定法），并與現場鹽度計的測量結果進行比較，找出差距。另外，可在采樣水穩流水箱中放入適量的濾砂對采樣水實現凈化，防止探頭表面結垢或積泥。
3.7其他需注意的問題
（1）設專職人員對在線儀表進行維護、管理。按期對儀表、儀表探頭及管道清潔，定期校正各種儀表，按期更換探頭，以保證儀表測量的準確性。另外，要求實驗室工作人員利用分析方法分析對應的檢測項目，并與現場儀表監測結果比較，如果偏差太大，那么應適時對儀表進行校正，確保準確。
（2）不同品牌的儀表，它們的零件（如探頭、燈泡）一般不能互換使用。
4.結束語
自動化儀表在自來水廠自動化控制中應用越來越廣泛，合理地使用在線儀表，能夠為供水水質提供有力保證。另外，適當增加閉路電視監視系統，對一些關鍵生產場所進行直接監視，可為**生產提供更有效保障。
自動化在線儀表是水廠生產現場*直接的檢測設備，被稱為自動化的“眼睛”，其準確性直接影響到自動化控制的精度。在自來水廠中應用好自動化在線儀表來進行監控，能降低消耗、確保供水**、保證水質和壓力的穩定性，產生良好的經濟效益和社會效益。
1.自動化儀表在水處理系統中的重要地位
在現代化的凈水廠中，每一個生產過程總是與相應的儀表及自控技術有關。儀表能連續檢測各工藝參數，根據這些參數的數據進行手動或自動控制，從而協調供需之間、系統各組成部分之間、各水處理工藝之間的關系，以便使各種設備與設施得到更充分、合理的使用。同時，由于檢測儀表測定的數值與設定值可連續進行比較，發生偏差時，立即進行調整，從而保證水處理質量。根據儀表檢測的參數，能進一步自動調節和控制藥劑投加量，保證水泵機組的合理運行，使管理更加科學化，達到經濟運行的目的。由于儀表具有連續檢測、越限報警的功能，便于及時處理事故。儀表還是實現計算機控制的前提條件。所以在先進的水處理系統中，自動化儀表具有非常重要的作用。
2.水處理系統常用儀表的分類
給水工程所用儀表大致可分為兩大類：一類屬于監測生產過程物理參數的儀表，如檢測溫度、壓力、液位、流量等。這類儀表采用國產表，其性能和質量基本能滿足要求。另一類屬于檢測水質的分析儀表，如檢測水的濁度、pH值、溶氧含量、余氯、SCD值等。這些專用儀表在我國發展比較晚，因此，通常選用國外先進產品，從長遠觀點看是比較經濟、可靠的。檢測儀表的好壞直接關系到給水自動化的效果。在工程設計過程中，從儀表的性能、質量、價格、備件情況、售后服務等方面進行反復比較，我們一般采用進口儀表和國產儀表相結合的方法。
3.應用中應注意的問題
3.1 工業PH計
工業PH計，是一種常用的儀器設備，主要用來精密測量液體介質的酸堿度值，配上相應的離子選擇電極也可以測量離子電極電位MV值，廣泛應用于工業、農業、科研、環保等領域。該儀器也是食品廠、飲用水廠辦QS、HACCP認證中的必備檢驗設備。
當測量溫度變化較大時，使用工業PH計進行連續流動的測定雖然能夠自動地進行溫度補償（一般溫度每升高10℃，PH降低0.05），但只是消除了溫度對測量部分的影響。在不同的溫度下，由于酸堿離解常數的變化，水樣的PH值也隨著溫度的變化而變化。鑒于水樣溫度對儀表測量結果的影響較大，在自動補償系統達不到補償的效果時，應特別注意使用中的調校工作，對測量誤差較大的酸度計*好采取恒溫的措施以減少測量的誤差。工業PH計探頭的使用壽命一般為一年，要及時更換。
3.2在線濁度儀
在線濁度儀一般都是通過探測水樣中懸浮粒子的散射強弱來測定水的濁度。目前，供水行業中使用HACH公司的濁度計較多。
在線濁度儀水樣室要定時清洗，水樣流速要保持恒定，過大的流量會將水樣室的沉積物沖起或產生氣泡導致反映不了真實情況。在采用工具箱法標定（用兩個標準濁度給儀表設定比例曲線）時，倒注配好的標準濁度液時動作要輕，防止產生氣泡，引起標定不正確。濁度計的燈泡比較容易燒毀，要適當購買備件。另外，水樣室中要適當進行密封處理，防止壁虎和昆蟲進入，引起濁度計測量錯誤。
3.3余氯儀
余氯儀由監測儀、水流組件及探頭組成。其中，有儲液腔體的探頭當膜片比較臟時，可用稀酸浸泡清洗后重復使用，但不能用棉花清洗，防止堵塞；一般來說，每3個月到半年應該更換儲液腔體里的電解液一次，確保余氯計工作正常。沒有儲液腔體的探頭在使用時，多次標定但仍與實測值相差甚遠，可用2%~5%濃度醋酸浸泡兩個小時后再用清水浸泡大約一個小時，一般都能工作正常。
另外，兩次標定的時間間隔一般在一個小時以上，使余氯儀有適當的整定時間為好；需注意取樣管道不宜采用鍍鋅鋼管，否則管路易被氯氣腐蝕堵塞。余氯計的探頭使用壽命一般為兩年，要注意更換。
3.4 SCD儀
流動電流探測儀亦稱SCD儀。采用SCD儀的假定前提是被測水樣中的微粒完全覆蓋在探頭活塞表面上，無人為的電性干擾才能形成一個微粒“膜”，此時SC值與電位§才成正比。但當有害物質干擾，強吸附鈍化，檢測室積泥嚴重和電極腐蝕等，都會導致流動電流與膠體狀態的線性關系失調，從而導致效果不佳；另一方面，系統的總延遲時間要適合，在加藥2分鐘后取的充分攪拌的代表性測量樣本常常能得到*好的結果。
因此，要注意按期清洗管道、探頭，對儀表進行校準；以及結合投加班人員對投藥效果的觀察，認真填寫SCD儀的運行情況表，加強管理。
3.5流量計
自來水廠中通常使用的是超聲波流量計和電磁流量計，而超聲波流量計測量精度優于電磁流量計，但價格高。
供水行業使用流量計的傳感器、探頭多裝在低于地面的儀表井，常會浸在未能及時排放的雨水中，甚至長期浸泡在水中，即使是外殼防護等級為IP67（塵密短時浸水級）或IP68（塵密連續浸水級），也常因接線端子蓋密封圈或電纜線引入密封圈未壓緊密封，或套圈與電纜未匹配而發生受潮，導致接線端子產生氧化絕緣層，增大電阻值使感應電勢減弱或產生波動，甚至直接在接線端子內部間受勵磁端干擾，感應非正常電勢，造成示值不穩定，甚至故障更復雜。因此，儀表井*好采用鋼筋混凝土結構，并裝設小潛水泵自動將積水抽走，確保傳感器和探頭不浸于水中，還需注意緊固接線點。
3.6鹽度計
氯化物儀亦稱為鹽度計，是測量海水鹽度的儀器設備，在水廠廣泛用于監測是否有咸潮。但在氯化物濃度較低時，鹽度計易受其他離子的影響而存在較大的誤差。故實驗室工作人員要適當利用分析方法（AgNO3滴定法），并與現場鹽度計的測量結果進行比較，找出差距。另外，可在采樣水穩流水箱中放入適量的濾砂對采樣水實現凈化，防止探頭表面結垢或積泥。
3.7其他需注意的問題
（1）設專職人員對在線儀表進行維護、管理。按期對儀表、儀表探頭及管道清潔，定期校正各種儀表，按期更換探頭，以保證儀表測量的準確性。另外，要求實驗室工作人員利用分析方法分析對應的檢測項目，并與現場儀表監測結果比較，如果偏差太大，那么應適時對儀表進行校正，確保準確。
（2）不同品牌的儀表，它們的零件（如探頭、燈泡）一般不能互換使用。
4.結束語
自動化儀表在自來水廠自動化控制中應用越來越廣泛，合理地使用在線儀表，能夠為供水水質提供有力保證。另外，適當增加閉路電視監視系統，對一些關鍵生產場所進行直接監視，可為**生產提供更有效保障。
