高温高浊水系统流槽内泥量分析及除垢方法及装置

摘要

本发明涉及一种高温高浊水系统流槽内泥量分析及除垢方法及装置，解决了现有流槽易发生堵塞、淤泥清除困难的问题。所述装置包括流槽，所述流槽的底部设有锥斗，所述锥斗的底部经下降管与设有排泥阀的排泥管连接，所述锥斗的侧壁上由下至上均匀布置有4个电子温度计。本方明方法通过对锥斗不同垂直高度上设置的电子温度计测得的数据进行分析比较，进行对泥量进行分析，实现自动化排泥的目的。本发明方法简单、可靠、可对泥量进行定量分析、除垢效果好、可完全替代人工操作、省时省力、安全可靠、无需停车除垢，使用寿命长。

权利要求

1.一种高温高浊水系统流槽除垢装置，包括流槽，其特征在于，所述流槽的底部设有锥斗，所述锥斗的底部经下降管与设有排泥阀的排泥管连接，所述锥斗的侧壁上由下至上均匀布置有4个电子温度计,所述锥斗斜壁与流槽底面的夹角为50-60度。

2.如权利要求1所述的高温高浊水系统流槽除垢装置，其特征在于，以锥斗的垂直高度h为准，所述4个电子温度计在锥斗侧壁上的布置位置由下至上，分别为1/4h高度、1/2h高度、3/4h高度和h高度。

3.如权利要求1或2所述的高温高浊水系统流槽除垢装置，其特征在于，所述电子温度计均与PLC连接，所述PLC控制排泥阀。

4.如权利要求1所述的高温高浊水系统流槽除垢装置，其特征在于，所述流槽上也设有电子温度计。

5.一种高温高浊水系统流槽内泥量分析及除垢方法，其特征在于，使用权利要求1-4任一项所述的装置，其方法为：通过锥斗侧壁上设置的电子温度计分别读取锥斗侧壁上四个不同高度的温度值，由下至上分别为T1/4h、T1/2h、T3/4h和Th，根据时实测得的温度值间的比较判定流经锥斗内沉积的泥量，其判断方法为：T1/2h-T1/4h＜10℃，判定为泥量很少；

T1/2h-T1/4h＝10-20℃，判定为泥量适中；

T1/2h-T1/4h＝20-30℃，判定为泥量多；

T1/2h-T1/4h＞30℃，判定为泥量很多；

T3/4h-T1/2h＝10-20℃，判定为泥量适中；

T3/4h-T1/2h＝20-30℃，判定为泥量多；

T3/4h-T1/2h＞30℃，判定为泥量很多；

Th-T3/4h＜20-30℃，判定为泥量多；

Th-T3/4h≥20℃，判定为泥量很多；

其中T代表温度值、h代表锥高的垂直高度；

当判定结果为泥量适中、泥量多或泥量很多时，则开启排泥阀进行排泥。

6.如权利要求5所述的高温高浊水系统流槽内泥量分析及除垢方法，其特征在于，排泥过程中，当满足T1/4h＝Th或T1/2h-T1/4h＜10℃的要求时，则停止排泥。

7.如权利要求5或6所述的高温高浊水系统流槽内泥量分析及除垢方法，其特征在于，所述锥斗侧壁上设置的电子温度计将测得的温度信号传给PLC，PLC按照所述泥量的判定方法进行比较分析及判断，并根据判定结果发出控制信号控制排泥阀开启或关闭。

说明书

高温高浊水系统流槽内泥量分析及除垢方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种污水的泥量分析及除垢方法及装置，具体的说是一种高温高浊水系统流槽内泥量分析及除垢方法及装置。

背景技术

[0002] 冶金行业在钢铁生产过程中，因高炉或转炉炉顶的烟气通过水洗涤可以成为净煤气加以回收利用。出于环保减排的目的，现在大多数冶金企业将烟气洗涤水进行净化处理再循环使用。在此过程中，因水和烟气接触时大量热量和固体杂质进入水体，使得烟气洗涤后排出的工业污水温度较高，悬浮物、结垢离子的浓度也都非常高，这类高温高浊污水在循环使用的过程中常常会造成管道、喷嘴堵塞，不能确保冶炼工艺连续供水，致使生产无法正常运行。1976年德国人Berthold Krüger,Wanne Eickel提出了一套向转炉烟气洗涤水循环系统中投加碱金属碳酸盐、重碳酸盐或氢氧化物以降低水质硬度的方法专利（专利号为US3988422A），但多年来管道结垢的问题始终没有得到很好的解决。随着水处理工程技术的不断发展，为了便于清理这类高温高浊水处理系统中长期存在的结垢问题，在对此类水处理工艺进行设计、施工时，普遍采用了高架流槽的方式取代管道输送污水。高架流槽是由加厚的普碳钢钢板制成，其结构具有很强的承重能力。在污水处理系统中使用它的优点在于：当废水中的结垢离子由于流速变慢，在流槽中发生沉淀、结垢时，现场工作人员在水处理系统全停的时候可以下到流槽，利用高架流槽顶端全开放的特点，使用铲刮工具实施清理。

[0003] 如上所述这种人工清理流槽的操作方式在冶金行业中具有共性。但高架流槽依然存在如下三点不足：1，流槽内沉淀的污泥未进行科学的定量分析，因而给人工清理流槽的工作带来了极大的盲目性和随意性；2，流槽内沉淀的污泥具有一定的毒性，对清理人员的健康会带来极大的危害；3，流槽内沉淀的污泥中有大量的结垢离子，因而给人工清理带来了极大的不便，且工作现场自动化程度非常低，清理工作完全依靠工人的纯手工作业，增加了现场清理工人的劳动强度，使得人工成本很高。

[0004] 为此，亟待需要采取一些科学的方法，对流槽中沉淀物的量进行定量分析，并以此为基础，发明一套简便的装置对这些污堵物进行清理，在节约人工成本的同时，进一步确保钢铁生产工序的长期连续运行。

发明内容

[0005] 本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种方法简单、可靠、可对泥量进行定量分析、除垢效果好、可完全替代人工操作、省时省力、安全可靠、无需停车除垢的高温高浊水系统流槽内泥量分析及除垢方法。

[0006] 本发明还提供一种用于上述方法的装置，具有结构简单、操作简便、省时省力、安全可靠、可实现全自动泥量分析及排泥操作。

[0007] 本发明装置包括所述流槽的底部设有锥斗，所述锥斗的底部经下降管与设有排泥阀的排泥管连接，所述锥斗的侧壁上由下至上均匀布置有4个电子温度计。

[0008] 以锥斗的垂直高度h为准，所述4个电子温度计在锥斗侧壁上的布置位置由下至上，分别为1/4h高度、1/2h高度、3/4h高度和h高度。

[0009] 所述锥斗斜壁与流槽底面的夹角为50-60度。

[0010] 所述电子温度计均与PLC连接，所述PLC控制排泥阀。

[0011] 所述流槽上也设有电子温度计。

[0012] 本发明方法为：

[0013] 通过锥斗侧壁上设置的电子温度计分别读取锥斗侧壁上四个不同高度的温度值，由下至上分别为T1/4h、T1/2h、T3/4h和Th，

[0014] 根据时实测得的温度值间的比较判定流经锥斗内沉积的泥量，其判断方法为：

[0015] T1/2h-T1/4h＜10℃，判定为泥量很少；

[0016] T1/2h-T1/4h=10-20℃，判定为泥量适中；

[0017] T1/2h-T1/4h=20-30℃，判定为泥量多；

[0018] T1/2h-T1/4h＞30℃，判定为泥量很多；

[0019] T3/4h-T1/2h=10-20℃，判定为泥量适中；

[0020] T3/4h-T1/2h=20-30℃，判定为泥量多；

[0021] T3/4h-T1/2h＞30℃，判定为泥量很多；

[0022] Th-T3/4h＜20-30℃，判定为泥量多；

[0023] Th-T3/4h≥20℃，判定为泥量很多；

[0024] 其中T代表温度值、h代表锥高的垂直高度；

[0025] 当判定结果为泥量适中、泥量多或泥量很多时，则打开排泥阀进行排泥。当判定结果出现矛盾时，以判定泥量较多的结果为准，进行排泥操作。

[0026] 排泥过程中，当满足T1/4h=Th或T1/2h-T1/4h＜10℃的要求时，则停止排泥。所述锥斗侧壁上设置的电子温度计将测得的温度信号传给PLC，PLC按照所述泥量的判定方法进行比较分析及判断，并根据判定结果发出控制信号控制排泥阀开启或关闭。

[0027] 本发明适用于温度高于60℃以上的高温高浊污水，如用于冶金或化工行业的洗涤水、激冷水等。

[0028] 本发明通过在流槽底部设置一个锥斗，用于承接淤泥，不使淤泥直接在流槽底部堆积造成流槽堵塞。同时发明人对锥斗内沉积物堆积的情况进行了深入分析，基于液体（污水）的导热率>>钢板（金属）的导热率>>结垢沉淀物（非金属固体，如淤泥）的导热率的认识，发现当锥斗内淤泥堆积后，锥斗底部的壁温会较其上部的壁温低，这是因为当淤泥在锥斗内堆积后，靠近底部的淤泥是静止不动且离流动的污水较远，受高温污水导热影响最小，而自身热量又会由金属锥斗壁传导出去，因此锥斗内淤泥堆积越厚，其底部的温度下降得最快，也是最低的；而靠近锥斗顶面的泥水混合物，由于不断的接触流槽内流动的污水，因而其温度下降得较慢，也是最接近污水水温的。因此，通过在锥斗外壁的不同高度设置多个测温点，比较相邻测温点的温差，可以分析得到淤泥的堆积情况，即对锥斗内的沉定量作一个大概的评估。从而也可以基于该评估，将锥斗内沉积的淤泥（污堵物）进行排放。通过在锥斗底面设置下降管，从而可将锥斗内的淤泥引入排泥管内，通过开启排泥阀，可将锥斗内的淤泥排出。由测温点采用电子温度计，该信号可传送至PLC，将该判断方法编缉成相应的软件，使PLC对测得的温度值自动进行判断，并相应控制排泥阀开闭，实现在线的全自动化分析和排泥过程，从而完全替代过去的人工操作，安全可靠，也无需停车清淤，保证生产的连续性。

[0029] 进一步的，锥斗斜壁与流槽底面的夹角优选为50-60度，该优选值是分析悬浮固体（MLSS）和沉降速率（Vd）进行确定的，污水中悬浮固体（MLSS）越多，沉降速率（Vd）越快，则所述夹角的度数越小，反之则越大。

[0030] 本发明方法简单、操作简便、安全可靠，能够，自动分析锥斗内的泥量并进行排泥操作，整个过程无需人工操作，省时省力，彻底解决了流槽堵塞的问题，实用性高、提高了流槽的使用寿命，特别适用于高温高浊污水，如铁钢行业或化工行业产生的温度大于60℃以上的污水，如用于钢铁或化工行业的洗涤水、激冷水等。本发明装置结构极为简单、改造简便，可根据流槽的长度安装多个锥斗进行收集沉积物，设备和运行成本低、可靠性高、使用寿命长，具有广阔的市场应用前景。

附图说明

[0031] 图1为本发明装置立体结构示意图。

[0032] 图2为锥斗示意图。

[0033] 图3为PLC控制原理图。

[0034] 其中，1.流槽，2.锥斗，3.电子温度计，4.电子温度计，5.电子温度计，6.电子温度计，7.电子温度计，8.下降管，9.排泥阀，10.泥浆泵、11-排泥管、12-PLC。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图对发明作进一步解释说明：

[0036] 本发明装置的具体结构见图1及图2，所述流槽1的底部设有锥斗2，所述锥斗2斜壁与流槽底面的夹角a为50-60度。所述锥斗2的底部经下降管8与设有排泥阀9和泥泵泵10的排泥管11连接，所述锥斗2的侧壁上由下至上均匀布置有4个电子温度计，以锥斗2的垂直高度h为准，所述4个电子温度计在锥斗侧壁上的布置位置由下至上，分别为1/4h高度的电子温度计3、1/2h高度的电子温度计4、3/4h高度的电子温度计5和h高度的电子温度计6，同时在流槽上也设有电子温度计7，以便及时掌握因锥斗内泥量很多可能对流槽输水功能所产生的不利影响。所述电子温度计3、4、5、6均与PLC12连接，所述PLC12控制排泥阀9和泥泵浆10的运行。

[0037] 工作过程：

[0038] 以高炉煤气洗涤水（MLSS为5000-7500mg/L，Vd为3.5-4.5cm/s，水温为＞60℃）为例，高炉煤气洗涤水连续通过流槽时，电子温度计3、4、5、6将检测的温度信号传送给PLC12，PLC12时实的对上述信号进行转换、分析和判断，

[0039] 具体方法为：

[0040] T1/2h-T1/4h＜10℃，判定为泥量很少；

[0041] T1/2h-T1/4h=10-20℃，判定为泥量适中；

[0042] T1/2h-T1/4h=20-30℃，判定为泥量多；

[0043] T1/2h-T1/4h＞30℃，判定为泥量很多；

[0044] T3/4h-T1/2h=10-20℃，判定为泥量适中；

[0045] T3/4h-T1/2h=20-30℃，判定为泥量多；

[0046] T3/4h-T1/2h＞30℃，判定为泥量很多；

[0047] Th-T3/4h＜20-30℃，判定为泥量多；

[0048] Th-T3/4h≥20℃，判定为泥量很多；

[0049] 其中T代表温度值、h代表锥高的垂直高度；

[0050] 当多个判定结果出现矛盾时，以判定泥量较多的结果为准。

[0051] 本发明装置过水初期，1/4h处的电子温度计3测温结果与洗涤水温度一致时，表示锥斗2中几乎没有沉积的泥量，PLC12经上述判定方法得到判定结果为泥量很少，则不发出控制开启的信号给排泥阀9和泥浆泵10；随着过水时间的不断推进，泥量的不断沉积，PLC12根据最新送至的温度信号依据上述判定方法，判定得出泥量适中、泥量多或泥量很多中的某个结果，此时PLC12则发出控制信号给排泥阀9和泥浆泵10使之开启排泥，锥斗2内的淤泥由下降管8进入排泥管11，再经泥浆泵11排出；当PLC检测的温度满足T1/4h=Th或T1/2h-T1/4h＜10℃的要求时，说明锥斗2内泥量很少，已完成排泥工作，则PLC12发出控制信号给排泥阀9及泥浆泵10停止排泥。所述锥斗2侧壁上温度的检测可以时实进行，也可以定期进行，具体可根据需要进行设置。