自動控制技術在工業用水節水節能中的應用

范琰

【摘要】水資源緊缺是目前世界各國在進行工業化發展的過程中所面臨的重大問題之一，在大量的工業生產中，水資源的消耗不僅給國家能源帶來的了浪費，與此同時還增加了企業在進行工業生產時的用水成本。自動控制技術在工業生產中的合理利用，將會從根本上解決這一水資源消耗問題。

【關鍵詞】自動控制技術；工業用水；節水節能

自動控制技術是在20世紀中發展的最快、給人類生產生活帶來影響最多的一門科學技術，而在21世紀的工業生產領域，自動控制技術也是最重要的技術之一。自動控制技術從字面意義上來講就是通過電子機械、儀器儀表、計算機以及其他自動化裝置來代替生產中的各種人工的手動化操作，相較于人工手動化操作來講，自動控制技術在工業中的應用更為快捷、可靠，并且具備一定的準確性。本文通過對自動控制技術進行分析，總結出了在工業用水節水節能的相關應用性能及為工業用水帶來的節水節能效果。

1、自動控制技術在工業用水節水節能的應用概述

通常來講，工業用水的節水節能通?？梢苑譃樯a管理性和自動控制技術性兩類。其中自動控制技術性的節水節能措施包括在工業生產過程中對循環用水系統進行建立和完善，以及對工業生產中的生產工藝和用水工藝進行改革[1]。在工業生產過程中建立完善的循環用水系統可以從根本上提高工業生產過程中工業用水的重復使用率，而工業生產過程中所用水的重復率越高，越能降低工業生產的用水量和水消耗程度。與此同時該做法還能在極大程度上降低工業生產過程中的污水排放數量，減少工業污水排放對生態環境的影響，繼而從根本上減緩工業生產過程中的水資源供給壓力。而通過自動控制技術對生產工藝以及用水工藝進行改革，其中重要的技術手段包括在工業生產過程中采取省水新型工藝、選用無污染或少污染的工業生產技術以及推廣新型節水器具[2]。

以吉林省長春市綠園區汽車制造廠為例，在沒有將自動控制技術融入工廠用水之前，該汽車制造廠每天用于廠內清洗的用水大概在20噸以上，而且大量的洗刷污水的排除對周圍的環境也造成了一定的污染。但在使用了一系列相關的水資源自動控制系統之后，該汽車制造工廠每日的用水量得到了大大的降低，每天都能控制在12噸左右。目前在我國常用的工業用水節水自動控制技術包括自動控制重復用水技術、自動控制洗滌節水技術以及自動控制冷卻節水技術。上面所提到的吉林省長春市綠園區汽車制造廠就是將這三種技術進行結合而達到最終的節水效果。自動控制重復用水技術可以使工業用水得到重復使用，用自動控制技術的相關特性發展工業生產外排污水回用以及“零排放”技術。該技術可以通過對企業污水進行處理后將其還原進行再利用，尤其是在供水困難的相關地區更應使用該種自動化控制技術，繼而完成對企業用水的節水節能。而自動控制冷卻節水技術則是利用自動控制技術來進行工業生產蒸汽冷凝后的水回收再利用技術，采用自動化的技術對企業生產過程中的蒸汽冷凝水回收網絡進行優化，建立以閉環控制技術為主的筆試回收系統。在進行工業生產的過程中，應對蒸汽泠凝水回收設備裝置進行大面積的使用，并對生產過程中對漏氣率小、背壓度大的自動控制節水型疏水器進行推廣。與此同時，還應通過自動控制技術對工業生產中蒸汽冷凝除鐵、除油技術進行優化。

2、自動控制技術在工業用水節水節能中的應用分析

2.1自動控制冷卻節水技術應用分析。在對工業用水進行節水節能的控制過程中，采用自動控制技術進行高效的冷卻節水是最為重要的環節。首先，應將自動控制技術的相關原理應用到高效的工業用水換熱設備當中，實現對工業用水換熱設備中換熱器以及其換熱流程的優化，繼而是工業生產用水中的自動化物料換熱節水技術得到推廣[3]。其次，利用自動控制技術生產出高效環保節能型工業生產用水冷卻塔以及相應的冷卻器具，使得循環冷卻水系統能夠實現自動化控制，淘汰以往的用于工業生產用水冷卻的人工操作的冷卻池、冷水池以及冷卻器具，將自動化的高效旁濾器應用到工業生產用水的冷卻環節當中。最后，利用相關的自動控制技術，建立起一套高效的循環冷卻水處理技術，在工業生產用水的敞開式循環間接冷卻水系統中融入自動化技術，使得其的水處理運行技術能夠實現自動化工作以及濃縮倍數>4的相關水處理環節，用自動控制技術來限制高磷鋅水在工業生產用水的冷卻環節當中的使用，繼而從根本上實現對工業生產用水的節水和節能。自動控制冷卻節水不僅能夠為工業企業提供充足的用水，也能夠降低其成本支出，與我國建設資源節約型社會相吻合，因此，針對自動控制冷卻節水技術在工業用水節水節能中的系統建設與應用對推動我國工業發展至關重要[4]。本文所討論的自動控制冷卻節水技術其應用流程如圖1所示。

首先，工業生產過程中溫度及雜質較高的冷卻水經過給水管道的引導，流向了制冷器，本次研究中所設計的自動控制冷卻節水系統制冷設備采用石墨制冷器，其好處為工業循環冷卻水在經過該處理器冷卻過程中能夠將大量工業雜質從冷卻水中分離出來，提高了冷卻水質量。同時高效的制冷設備也可以實現快速降溫，從而實現初步降溫的目的。此過程中需要保證工業生產中冷卻水量供給充足，以最大化發揮制冷器的作用，提高工業用水降溫相率，為后續水處理工作提供幫助[5]。其次，經過初步冷卻的工業冷卻水需要采用電導率檢測儀來實施檢測，以確保電廠鍋爐給水和蒸汽冷凝水等高純水電阻率的在線連續監測。同時也可以將檢測結果傳輸給廢酸水中和站，從而制定下一階段的冷卻水處理工作。此階段自動控制冷卻節水技術主要是對已經冷卻的冷卻水實施雜質監督，從冷卻水質中分析水中所包含雜志、顆粒物、溫度等數據資料，如果工業用水經處理后無法滿足工業生產需求而需要向外界排放，則可以將工業給水對環境的影響及損害降到最低，有力的推動了環保工作開展，為我國水資源可持續利用提供了較為科學的使用方法。如果工業用水經電導率檢測儀檢測后相關指標符合循環冷卻處理要求，那么將通過給水管道將冷卻水傳導至廢酸水中和站，以便實施接下來的循環水去除雜質等工作[6]。

第三，廢酸水中和站循環冷卻水處理。目前，我國工業用水節水節能工作中循環冷卻水水質管理和加藥管理主要采取人工作業方式，對工作人員數量及工作效率依賴性較高，在工業循環冷卻水處理過程中需要耗費大量的人力物力來進行操作，而且還存在著操作強度高，水質波動大，加藥滯后，容易過量和不足等影響水處理效果和運行費用等不利因素。不僅降低了整個工業用水節水節能工作效率，也在一定程度上影響了工業循環冷卻水的處理質量，造成節水節能工作沒有取得理想的效果，經濟成本支出較高。根據現有工業用水節水節能工作發展情況分析可知，我國冷卻水處理技術與歐美發達國家差距并不是很大，經過二十多年的開發、研究和應用，國內生產的藥劑已經能夠滿足工業循環冷卻水處理需求，同時與國際水平相比，具有較高的價格優勢。并且，適時地開發系列自動控制系統和裝置，實現水處理運行控制的智能化、自動化，是當前我們急需解決的問題。本文研究中充分利用現有技術和設備，將工業循環冷卻水從源頭開始，直到回水返回給工業生產，整個過程均處在自動控制冷卻節水系統監控之中，經過自動加藥處理后工業循環冷卻水實現了總堿+總硬（CaCO3計）控制1600ppm，濃縮倍數≥5，碳鋼腐蝕率≤0.075mm/a，污垢熱阻≤2.5×10-4m2〃k/w，異氧菌數<5×105個/ml的主體目標[7]。最后，經過給水管道將已經冷卻處理完畢的工業循環冷卻水重新回流給工業企業，用于工業企業再次生產。

2.2自動控制重復用水技術。在工業生產用水過程中，大力推廣和發展自動控制重復用水技術，可以有效提高工業用水的重復使用效率，繼而達到工業用水節水節能的目的。首先，應利用自動控制技術的相關理論建立起自動化的工業循環用水系統、工業串聯用水系統以及工業回用水系統，大力推進企業對于其自身用水網絡集成技術的應用與開發，對已有的企業用水網絡系統進行優化，并根據自動化的控制技術對工業生產中的用水網絡集成技術進行改建、擴建和新建。其次，還應利用自動控制技術來進行工業生產蒸汽冷凝后的水回收再利用技術。采用自動化的技術對企業生產過程中的蒸汽冷凝水回收網絡進行優化，建立以閉環控制技術為主的筆試回收系統。在進行工業生產的過程中，應對蒸汽泠凝水回收設備裝置進行大面積的使用，并對生產過程中對漏氣率小、背壓度大的自動控制節水型疏水器進行推廣。與此同時，還應通過自動控制技術對工業生產中蒸汽冷凝除鐵、除油技術進行優化。最后，利用自動控制技術的相關特性發展工業生產外排污水回用以及“零排放”技術。該技術可以通過對企業污水進行處理后將其還原進行再利用，尤其是在供水困難的相關地區更應使用該種自動化控制技術，繼而完成對企業用水的節水節能。具體的自動控制重復用水技術流程圖如下。

結論

綜上所述，在我國目前的工業生產過程中，工業用水浪費情況日益明顯，這樣的狀況在給工業生產的用水成本帶來了一定負擔的同時，也給國家的水資源造成了一定的浪費。自動控制技術是目前用于工業生產的主要技術之一，將其融入到對工業用水的節水節能當中，可以有效實現對工業用水節約程度，減少為工業用水供水設備的維修次數。

參考文獻

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