申請(qǐng)日2014.11.05
公開(kāi)(公告)日2015.03.18
IPC分類號(hào)C02F1/04
摘要
一種基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置，該裝置包括分離器、蒸發(fā)換熱器、循環(huán)泵、進(jìn)料泵、真空泵、壓縮機(jī)和冷凝水泵;所述的蒸發(fā)換熱器底部連接有與蒸發(fā)換熱器管程連接的進(jìn)料管路，蒸發(fā)換熱器和分離器底部之間設(shè)有液體循環(huán)管路，壓縮機(jī)與供氣管路連接，蒸發(fā)換熱器的上部與分離器之前連接有回液管路;蒸發(fā)換熱器的殼程上連接有真空管路;在蒸發(fā)換熱器的殼程上還連接設(shè)有冷凝管路。本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可操作性強(qiáng)，可以有效地實(shí)現(xiàn)污水處理;可以根據(jù)蒸發(fā)量來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)頻率和進(jìn)料量，做到了真正的無(wú)人職守的控制狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，可以通過(guò)動(dòng)態(tài)平衡、頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于：
該裝置包括分離器、蒸發(fā)換熱器、循環(huán)泵、進(jìn)料泵、真空泵、壓縮機(jī)和冷凝水泵;所述的蒸發(fā)換熱器底部連接有與蒸發(fā)換熱器管程連接的進(jìn)料管路，進(jìn)料泵設(shè)在進(jìn)料管路上;蒸發(fā)換熱器和分離器底部之間設(shè)有液體循環(huán)管路，循環(huán)泵設(shè)在液體循環(huán)管路上;壓縮機(jī)與供氣管路連接，供氣管路的另一端連接在蒸發(fā)換熱器的中部上，蒸發(fā)換熱器的上部與分離器之前連接有回液管路，蒸發(fā)換熱器管程、分離器和循環(huán)泵形成回路;分離器內(nèi)上部設(shè)有通向壓縮機(jī)的蒸汽回收管路;供氣管路上設(shè)有蒸汽調(diào)節(jié)閥;
蒸發(fā)換熱器的殼程上連接有真空管路，真空泵設(shè)在真空管路上;在蒸發(fā)換熱器的殼程上還連接設(shè)有冷凝管路，冷凝水泵設(shè)在冷凝管路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于：在冷凝管路上還設(shè)有冷凝水槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于：在供氣管路上設(shè)有負(fù)壓檢測(cè)裝置;所述的負(fù)壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)安裝在管道彎頭處，由接近開(kāi)關(guān)、擋片和固定裝置組成;所述接近開(kāi)關(guān)面向蒸汽方向安裝，擋片由固定裝置固定安裝在接近開(kāi)關(guān)的側(cè)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)所述的一種基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置，其特征在于：該裝置還設(shè)有控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括PLC控制站、PLC控制站與通過(guò)控制線與觸摸屏和I/O擴(kuò)展模塊連接，I/O擴(kuò)展模塊通過(guò)信號(hào)線分別與蒸汽調(diào)節(jié)閥、循環(huán)泵、壓縮機(jī)、冷凝水泵、進(jìn)料泵的進(jìn)料調(diào)節(jié)閥、真空泵的真空調(diào)節(jié)閥連接。
說(shuō)明書(shū)
基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種污水處理裝置，特別是一種基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置。
背景技術(shù)
目前機(jī)械蒸汽再壓縮污水處理控制系統(tǒng)主要針對(duì)化工廠排放的工業(yè)廢水進(jìn)行處理。目前常見(jiàn)的處理裝置與都需要消耗巨大的能量，不利于能量節(jié)約。目前發(fā)展高效率，低污染的蒸發(fā)處理技術(shù)具有很大的必要性。
機(jī)械蒸汽再壓縮是將單效蒸發(fā)的蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)再次壓縮，溫度、壓力值提高，熱焓增加，然后進(jìn)入換熱器冷凝，以充分利用蒸汽的潛熱。國(guó)內(nèi)這類技術(shù)屬于新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，很多廠礦企業(yè)因?yàn)槟茉础⑴欧诺纫蟊仨毶厦婀?jié)能和使用效果都很好的MVR系統(tǒng)，可以說(shuō)前景十分廣闊。
目前蒸發(fā)系統(tǒng)的控制主要靠經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)控制。
主要缺點(diǎn)是：1、對(duì)于操作人員要求難度高，須掌握必要的經(jīng)驗(yàn)技術(shù);
2、容易因?yàn)椴僮魇д`，導(dǎo)致系統(tǒng)故障;
3、無(wú)法自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致能源浪費(fèi);
4、不能實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為合理、運(yùn)行穩(wěn)定高效、能耗低的一種基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置。
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型是一種基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置，其特點(diǎn)是：
該裝置包括分離器、蒸發(fā)換熱器、循環(huán)泵、進(jìn)料泵、真空泵、壓縮機(jī)和冷凝水泵;所述的蒸發(fā)換熱器底部連接有與蒸發(fā)換熱器管程連接的進(jìn)料管路，進(jìn)料泵設(shè)在進(jìn)料管路上;蒸發(fā)換熱器和分離器底部之間設(shè)有液體循環(huán)管路，循環(huán)泵設(shè)在液體循環(huán)管路上;壓縮機(jī)與供氣管路連接，供氣管路的另一端連接在蒸發(fā)換熱器的中部上，蒸發(fā)換熱器的上部與分離器之前連接有回液管路，蒸發(fā)換熱器管程、分離器和循環(huán)泵形成回路;分離器內(nèi)上部設(shè)有通向壓縮機(jī)的蒸汽回收管路;供氣管路上設(shè)有蒸汽調(diào)節(jié)閥;
蒸發(fā)換熱器的殼程上連接有真空管路，真空泵設(shè)在真空管路上;在蒸發(fā)換熱器的殼程上還連接設(shè)有冷凝管路，冷凝水泵設(shè)在冷凝管路上。
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)的。以上所述的一種基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置，其特點(diǎn)是：在冷凝管路上還設(shè)有冷凝水槽。
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)的。以上所述的一種基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置，其特點(diǎn)是：在供氣管路上設(shè)有負(fù)壓檢測(cè)裝置;所述的負(fù)壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)安裝在管道彎頭處，由接近開(kāi)關(guān)、擋片和固定裝置組成;所述接近開(kāi)關(guān)面向蒸汽方向安裝，擋片由固定裝置固定安裝在接近開(kāi)關(guān)的側(cè)部。
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題還可以通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)的。以上所述的一種基于機(jī)械再壓縮技術(shù)的污水處理裝置，其特點(diǎn)是：該裝置還設(shè)有控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括PLC控制站、PLC控制站與通過(guò)控制線與觸摸屏和I/O擴(kuò)展模塊連接，I/O擴(kuò)展模塊通過(guò)信號(hào)線分別與蒸汽調(diào)節(jié)閥、循環(huán)泵、壓縮機(jī)、冷凝水泵、進(jìn)料泵的進(jìn)料調(diào)節(jié)閥、真空泵的真空調(diào)節(jié)閥連接。
本實(shí)用新型裝置可以利用PID控制方法;系統(tǒng)采用蒸發(fā)換熱器的真空度反饋參數(shù)為輸入?yún)?shù)，用以表征蒸發(fā)換熱器的當(dāng)前狀態(tài);以真空度調(diào)節(jié)閥為控制執(zhí)行器，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行要求選擇控制所需真空度。該裝置通過(guò)控制蒸發(fā)量和進(jìn)料量的平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行，使得蒸發(fā)罐內(nèi)的液位保持相對(duì)恒定;通過(guò)測(cè)量壓縮機(jī)的進(jìn)氣溫度和目標(biāo)供氣溫度計(jì)算出需要蒸汽壓縮機(jī)的頻率值。所述的PLC控制站可以使用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括以下功能塊：系統(tǒng)初始化模塊，信號(hào)采集、處理模塊，系統(tǒng)控制模塊，信息接收、發(fā)送模塊，以及報(bào)警信息處理模塊。所述的PLC控制站可以采用網(wǎng)絡(luò)接口與上位機(jī)進(jìn)行通訊，并將機(jī)組的關(guān)鍵信息發(fā)送至管理員計(jì)算機(jī);系統(tǒng)I/O擴(kuò)展模塊包含兩個(gè)AI輸入、一個(gè)DI輸入、一個(gè)DO輸出和一個(gè)AO輸出。
本實(shí)用新型裝置中，控制系統(tǒng)的控制核心就是蒸發(fā)換熱器內(nèi)沸騰。蒸汽調(diào)節(jié)閥打開(kāi)向蒸發(fā)換熱器內(nèi)通蒸汽加熱至設(shè)定溫度，開(kāi)啟真空泵并通過(guò)調(diào)節(jié)真空調(diào)節(jié)閥使得真空度恒定在設(shè)定值左右。此時(shí)蒸發(fā)換熱器內(nèi)液體開(kāi)始沸騰，沸騰產(chǎn)生的蒸汽一部分進(jìn)入分離器冷卻產(chǎn)生冷凝水，其他經(jīng)壓縮機(jī)壓縮，壓力、溫度升高，進(jìn)入蒸發(fā)換熱器中加熱液體使其保持沸騰。這樣蒸發(fā)換熱器和分離器就構(gòu)成了一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的循環(huán)過(guò)程�？刂葡到y(tǒng)保證蒸發(fā)換熱器的溫度、真空度、液位相對(duì)恒定。壓縮機(jī)的頻率則根據(jù)蒸發(fā)換熱器過(guò)來(lái)的蒸汽溫度來(lái)控制，保證壓縮機(jī)出口的溫度恒定。系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作，同時(shí)電能消耗大幅減少。
本實(shí)用新型使用的控制軟件可以采用模塊化沒(méi)計(jì)，采取開(kāi)閉環(huán)相結(jié)合和模糊PID等控制策略。為便于試驗(yàn)調(diào)試，電控單元還留有通訊口與外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置控制命令或?qū)?shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)，以便于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理和分析。
本實(shí)用新型選用可編程控制模塊PLC控制，它集成度高、質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)、擴(kuò)展方便，提供工業(yè)總線和網(wǎng)絡(luò)通訊接口，可方便的與計(jì)算機(jī)、觸摸屏以及其它工控智能設(shè)備相連接，通過(guò)觸摸屏完成對(duì)各個(gè)溫度、壓力、流量等信號(hào)的測(cè)量和對(duì)調(diào)節(jié)閥、電機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備的控制任務(wù)。PLC通過(guò)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線與主控制站聯(lián)系，完成整個(gè)控制過(guò)程。
本實(shí)用新型采用蒸發(fā)換熱器真空度自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)，利用PID控制技術(shù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出工程數(shù)據(jù)，得出相關(guān)公式及控制算法。系統(tǒng)采用蒸發(fā)罐的真空度反饋參數(shù)為輸入?yún)?shù)，用以表征蒸發(fā)罐的當(dāng)前狀態(tài);以真空度調(diào)節(jié)閥為控制執(zhí)行器，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行要求選擇控制所需真空度。因?yàn)檎婵毡谜婵盏乃俣冗h(yuǎn)慢于較于空氣進(jìn)入蒸發(fā)罐的速度，所以PID參數(shù)在不同過(guò)程不同誤差值的時(shí)候采用不同參數(shù)。保證蒸發(fā)罐可以獲得相對(duì)恒定的真空度，整個(gè)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。
本實(shí)用新型裝置采用動(dòng)態(tài)平衡控制技術(shù)，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)必須控制蒸發(fā)量和進(jìn)料量的平衡，使得蒸發(fā)罐內(nèi)的液位保持相對(duì)恒定。這個(gè)過(guò)程中還需要考慮進(jìn)料不能一次投放太多，導(dǎo)致蒸發(fā)罐內(nèi)溫度下降至沸點(diǎn)以下。通過(guò)測(cè)量蒸汽壓縮機(jī)的進(jìn)氣溫度和目標(biāo)供氣溫度計(jì)算出需要蒸汽壓縮機(jī)的頻率值。該過(guò)程中維持蒸發(fā)循環(huán)中的能量平衡，保證蒸發(fā)效果的前提下消耗最少的電能�？刂七^(guò)程中蒸發(fā)器內(nèi)物料、能量處于相對(duì)平衡的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)處理過(guò)程的穩(wěn)定性。
本實(shí)用新型蒸汽壓縮機(jī)低功耗狀態(tài)自動(dòng)復(fù)位技術(shù)。通過(guò)檢測(cè)供氣管路的負(fù)壓檢測(cè)裝置，來(lái)判斷系統(tǒng)是否處于低功耗狀態(tài)(壓縮機(jī)實(shí)際在喘振)，如果處于低功耗狀態(tài)，表示因?yàn)檎舭l(fā)器內(nèi)蒸汽不足系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行正常處理。通過(guò)控制真空度調(diào)節(jié)閥，將真空度提高10%(該值可調(diào))。過(guò)段時(shí)間后判斷，如果依然沒(méi)有恢復(fù)正常壓縮狀態(tài)，則向蒸發(fā)器內(nèi)通蒸汽加熱液體，使得系統(tǒng)恢復(fù)正常壓縮狀態(tài)。蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)后會(huì)按圖示方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)擋片會(huì)向左側(cè)運(yùn)動(dòng)。如果壓縮機(jī)因?yàn)闆](méi)有足夠蒸汽產(chǎn)生喘振，氣流會(huì)向反方向運(yùn)動(dòng)，擋片在氣流作用下靠近接近開(kāi)關(guān)。該裝置向系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，顯示系統(tǒng)處于低功耗狀態(tài)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)效果如下：
(1)本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可操作性強(qiáng)，可以有效地實(shí)現(xiàn)污水處理;
(2)本實(shí)用新型裝置可以根據(jù)蒸發(fā)量來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)頻率和進(jìn)料量，做到了真正的無(wú)人職守的控制狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。
(3)本實(shí)用新型裝置可以通過(guò)動(dòng)態(tài)平衡、頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，裝置系統(tǒng)安全、穩(wěn)定控制。
