一种自学习式缓释阻垢剂加药方法与流程

1.本发明属于工业循环水领域，具体涉及一种自学习式缓释阻垢剂加药方法。


背景技术：

2.我国工业用水占水资源消耗的很大一部分，同时我国工业用水效率有待进一步提高。
3.就钢铁行业来说2019年最新调查我国钢铁行业循环水用水所占用水总量的97.98％，专家认为仅钢铁行业节水可提高40％-60％。故循环水利用率提高为工业用水节水关键。
4.现有工业循环水使用场合不同，保护设备不同，水温不同故对循环水水质要求不同，使用过程中药剂投加量不同。目前市面上加药系统为固定式投加，无法根据实际水质情况及设备需求控制循环系统中的加药量。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种自学习式缓释阻垢剂加药方法，以根据实际水质情况及设备需求控制加药量的。
6.本发明的目的是通过以下技术手段实现的，一种自学习式缓释阻垢剂加药方法，包括以下步骤，
7.s1、首次加药，若未投加过药剂，则进行首次加药，否则进行循环加药；
8.s2、循环加药，循环药剂投加量q4为循环系统补水总水量，c4为循环阶段循环系统内设定药剂浓度，n为浓缩倍数，c3为循环阶段循环投加药剂浓度；
9.s3、ph值修正，检测循环水ph值，若ph值不在7-9.2之间则调节循环水的ph值，若在7-9.2之间则根据朗格利尔指数l.s.i得到第一修正循环药剂投加量v3′
，若-1≤l.s.i≤0，则v3′
＝90％v3，加药系统按照第一修正循环药剂投加量v3′
加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×n×cfe补
，则向自学习系统输出ph值、v3'、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本；如果否，则不输出；其中首次投加药剂浓度c1、循环系统容积总水量v2和循环系统内药剂浓度c2；
10.若0＜l.s.i或l.s.i＜-1，则v3′
＝(10％+1)v3，进入下一步修正；
11.s4、钙离子含量修正，检测循环水的钙离子ca
2+
含量p，若p＜200mg/l，则第二修正循环药剂投加量v
3”＝90％v3′
，加药系统按照第二修正循环药剂投加量v
3”加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×n×cfe补
，则向自学习系统输出钙离子ca
2+
含量p、v
3”、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本，如果否，则不输出；
12.若p≥200mg/l，则v
3”＝(1+10％)v3′
，进入下一步修正；
13.s5、镁离子、氯离子及二氧化硅含量修正，检测循环水中镁离子mg
2+
含量r，mg/l、二氧化硅sio2含量s，mg/l和氯离子cl-含量v，mg/l；
为循环阶段循环系统内设定药剂浓度，n为浓缩倍数，c3为循环阶段循环投加药剂浓度；
29.s3、ph值修正，检测循环水ph值，若ph值不在7-9.2之间则调节循环水的ph值，若在7-9.2之间则根据朗格利尔指数l.s.i得到第一修正循环药剂投加量v3′
，若-1≤l.s.i≤0，则v3'＝90％v3，加药系统按照第一修正循环药剂投加量v3'加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×n×cfe补
，则向自学习系统输出ph值、v3'、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本；如果否，则不输出；其中首次投加药剂浓度c1、循环系统容积总水量v2和循环系统内药剂浓度c2；
30.若0＜l.s.i或l.s.i＜-1，则v3'＝(10％+1)v3，进入下一步修正；
31.s4、钙离子含量修正，检测循环水的钙离子ca
2+
含量p，若p＜200mg/l，则第二修正循环药剂投加量v
3”＝90％v3'，加药系统按照第二修正循环药剂投加量v
3”加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×n×cfe补
，则向自学习系统输出钙离子ca
2+
含量p、v
3”、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本，如果否，则不输出；
32.若p≥200mg/l，则v
3”＝(1+10％)v3'，进入下一步修正；
33.s5、镁离子、氯离子及二氧化硅含量修正，检测循环水中镁离子mg
2+
含量r，mg/l、二氧化硅sio2含量s，mg/l和氯离子cl-含量v，mg/l；
34.若r
×
s≤15000，且v≤500mg/l，则第三修正循环药剂投加量v
3”'＝v
3”，
35.加药系统按照第三修正循环药剂投加量v
3”'加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×n×cfe补
，则向自学习系统输出r、s、v、v
3”'、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本；如果否，则不输出；
36.s6，建立自学习系统，根据每次投加时输出的自学习样本，建立自学习系统，得到以ph值、钙离子ca
2+
含量p、镁离子mg
2+
含量r、二氧化硅sio2含量s和氯离子cl-含量v为自变量，加药量为因变量的自学习系统，使用时根据循环水系统每次补水量给出加药量。
37.如图1所示，
38.首先确定本次加药是否为首次加药，如果是则按照常规流程进行首次加药，记录首次投加药剂浓度c1。
39.如果非首次加药，则进入循环加药自学习流程。
40.循环加药时，循环药剂投加量q4为循环系统补水总水量，c4为循环阶段循环系统内设定药剂浓度，n为浓缩倍数，c3为循环阶段循环投加药剂浓度。
41.其中n为循环水的浓缩倍数，由生产时自行设定。q4循环系统补水总水量，为补水管道流量计反馈的补水量。c4为设定值。c3为本次循环加药所用药剂的浓度。
42.进入自学习模式。
43.1、进行ph修正学习，
44.ph值对缓释阻垢剂的投加量是一个重要指标，ph值控制过高设备表面容易结垢，ph值控制过低对膜有破坏作用使得腐蚀增强，故经试验发现ph值控制在7-9.2为宜。
45.检测循环水ph值，若ph值不在7-9.2之间则调节循环水的ph值，若在7-9.2之间则根据朗格利尔指数l.s.i得到第一修正循环药剂投加量v3'，若-1≤l.s.i≤0，则系统可适当减少缓蚀阻垢剂加药量，即令v3′
＝90％v3，加药系统按照第一修正循环药剂投加量v3′
加药，
46.并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×n×cfe补
，则向自学习系统输出ph值、v3’
、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本，至此说明ph值修正后的加药量已经足以实现防垢，不需要再进行后续修正，其余步骤同理，当输出自学习样本时，说明当前加药量可以实现防垢，无需再进行其他修正；如果不满足c
fe
≤1.2
×n×cfe补
，说明本次投加不需要学习，加药系统依旧按照第一修正循环药剂投加量v3′
加药。
47.但不输出本次投加的参数；其中首次投加药剂浓度c1、循环系统容积总水量v2(整个系统容纳总水量，固定值)和循环系统内药剂浓度c2(首次加药阶段，循环系统内设定要达到的药剂浓度，根据实际需要自行设定)。
48.如果ph反馈ph值不在7-9.2之间则报警提醒调节系统ph，
49.l.s.i＝ph-phs phs＝(9.3+a+b)-(c+d)
50.根据温度计反馈数据及实验室数据系统带入表1-1查出对应数据，计算出l.s.i值。
51.表1-1
52.[0053][0054]
若0＜l.s.i或l.s.i＜-1，说明只靠ph修正无法解决问题，则系统可适当增加缓蚀阻垢剂加药量，并进入下一步修正，v3′
＝(10％+1)v
3，
，进入下一步修正；
[0055]
2、钙离子含量修正，只调节ph无法解决问题，则进一步通过钙离子含量进行修正。
[0056]
ca
2+
的测定可判断设备的结垢情况，ca
2+
的含量偏低则说明设备腐蚀严重，偏高则说明设备结垢较严重。同时ca
2+
的变化越大说明系统结垢越严重，故根据ca
2+
的变化可适当调整加药量。试验发现从缓蚀阻垢角度ca
2+
的量宜控制在30-200mg/l。
[0057]
检测循环水的钙离子ca
2+
含量p，若p＜200mg/l，则第二修正循环药剂投加量v
3”＝90％v3′
，加药系统按照第二修正循环药剂投加量v
3”加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×n×cfe补
，则向自学习系统输出钙离子ca
2+
含量p、v
3”、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本，如果否，则不输出；
[0058]
若p≥200mg/l，说明需要增大药剂投加量，则v
3”＝(1+10％)v3′
，进入下一步修正；
[0059]
当p≥200mg/l，还可以进一步检测检测循环水中磷酸盐含量y，以及补水磷酸盐含量y0，而不是选择计入下一步修正，如果磷酸盐检测通过，说明防锈效果好，则可以输出数据作为自学习样本，如果检测不通过，再进入下一步的镁离子、氯离子及二氧化硅含量修正。
[0060]
所述s3中，若p≥200mg/l，检测循环水中磷酸盐含量y，以及补水磷酸盐含量y0，若y0≤y，则v
3”＝v3'，加药系统按照第二修正循环药剂投加量v
3”加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×n×cfe补
，则向自学习系统输出磷酸盐含量y、补水磷酸盐含量y0、v
3”、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本，如果否，则不输出；
[0061]
若y0＞y，则v
3”＝(1+10％)v3'，进入镁离子、氯离子及二氧化硅含量修正。
[0062]
在钙离子含量修正中，如果p≥200mg/l，还可以再进一步检测循环水中磷酸盐含量y，以及补水磷酸盐含量y0，如果满足若y0≤y，则v
3”＝v3'，向自学习系统出磷酸盐含量y、补水磷酸盐含量y0、v
3”、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本。
[0063]
如果若y0＞y，则v
3”＝(1+10％)v3'，进入镁离子、氯离子及二氧化硅含量修正。
[0064]
3、镁离子、氯离子及二氧化硅含量修正，检测循环水中镁离子mg
2+
含量r，mg/l、二氧化硅sio2含量s，mg/l和氯离子cl-含量v，mg/l；
[0065]
若r
×
s≤15000，且v≤500mg/l，则第三修正循环药剂投加量v
3”'＝v
3”，
[0066]
加药系统按照第三修正循环药剂投加量v3”’
加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×n×cfe补
，则向自学习系统输出r、s、v、v
3”'、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本；如果否，则不输出；
[0067]
mg
2+
、sio2易生成硅酸镁沉淀为此要求冷却水中二者满足[mg
2+
](mg/l)
×
[sio2]
(mg/l)≤15000；
[0068]
cl-主要与腐蚀性有关、电导率与结垢性有关，cl-、电导率主要是为了控制循环冷却水的浓缩倍数。冷却水的浓缩倍数与其电导率呈线性关系。cl-、电导率的测定可以实现循环冷却水浓缩倍数控制的自动化。
[0069]
理论计算循环水总铁含量应等于补水中总铁含量乘以浓缩倍数，同时总铁含量越低说明系统防腐蚀效果越好。该指标可根据系统运行情况长期检测分段分析，作为阶段性防腐效果的评价指标。c
fe
≤1.2*n*c
fe补
则说明防腐效果较好，可以作为自学习样本输出；c
fe
＞1.2*n*c
fe补
则说明防腐效果较差，不作为自学习样本输出
[0070]
所述s1中，首次加药量为，根据首次投加药剂浓度c1、循环系统容积总水量v2和循环系统内药剂浓度c2，得到首次药剂投加量v1，加药系统按照v1进药剂投加，否则进行自学习循环加药。
[0071]
所述当不进行自学习循环加药，只循环加药时，加药系统根据循环药剂投加量v3加药，之后检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×n×cfe补
，则向自学习系统输出v3、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本；如果否，则不输出。
[0072]
不进行自学习时，只按照循环药剂投加量不进行修正。
[0073]
所述s4中，还检测循环水电导率，若冷却水中电导率大于预定值，或二氧化硅sio2含量s＞175mg/l，或氯离子cl-含量v＞500mg/l，三者满足任意一项则通过补水阀进行补水，或通过排污阀进行排污。则说明水质中含盐量过高或部分离子浓度过高可根据操作人员意愿选择通过补水阀进行补水，或通过排污阀进行排污。
[0074]
每次加水或排污后，重新从ph值修正开始进行检测。
[0075]
在每次加药循环中，总会输出一个投加量(循环药剂投加量v3，第一修正循环药剂投加量v3'，第二修正循环药剂投加量v
3”，第三修正循环药剂投加量v
3”'其中一个)，从而得到到以ph值、钙离子ca
2+
含量p、镁离子mg
2+
含量r、二氧化硅sio2含量s、氯离子cl-含量v、磷酸盐含量y和补水磷酸盐含量y0为自变量，加药量为因变量的自学习系统，系统对因变量落点不断调整学习，统计出在不同条件下形成对应的精确数值，最终系统识别出因变量落点规律形成新的计算标准，
[0076]
使用时检测并输入ph值、钙离子ca
2+
含量p、镁离子mg
2+
含量r、二氧化硅sio2含量s、氯离子cl-含量v、磷酸盐含量y和补水磷酸盐含量y0，已知的首次投加药剂浓度c1、循环系统内药剂浓度c2、循环阶段循环投加药剂浓度c3，循环系统容积总水量v2、循环系统补水总水量q4和浓缩倍数n也一并输入，再根据每一个循环水系统每次补水量，自学习系统就能给出最优加药量v3。

技术特征：
1.一种自学习式缓释阻垢剂加药方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、首次加药，若未投加过药剂，则进行首次加药，否则进行循环加药；s2、循环加药，循环药剂投加量q4为循环系统补水总水量，c4为循环阶段循环系统内设定药剂浓度，n为浓缩倍数，c3为循环阶段循环投加药剂浓度；s3、ph值修正，检测循环水ph值，若ph值不在7-9.2之间则调节循环水的ph值，若在7-9.2之间则根据朗格利尔指数l.s.i得到第一修正循环药剂投加量v3'，若-1≤l.s.i≤0，则v3'＝90％v3，加药系统按照第一修正循环药剂投加量v3′
加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×
n
×
c
fe补
，则向自学习系统输出ph值、v3′
、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本；如果否，则不输出；其中首次投加药剂浓度c1、循环系统容积总水量v2和循环系统内药剂浓度c2；若0＜l.s.i或l.s.i＜-1，则v3′
＝(10％+1)v3，进入下一步修正；s4、钙离子含量修正，检测循环水的钙离子ca
2+
含量p，若p＜200mg/l，则第二修正循环药剂投加量v
3”＝90％v3′
，加药系统按照第二修正循环药剂投加量v
3”加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×
n
×
c
fe补
，则向自学习系统输出钙离子ca
2+
含量p、v
3”、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本，如果否，则不输出；若p≥200mg/l，则v
3”＝(1+10％)v3′
，进入下一步修正；s5、镁离子、氯离子及二氧化硅含量修正，检测循环水中镁离子mg
2+
含量r，mg/l、二氧化硅sio2含量s，mg/l和氯离子cl-含量v，mg/l；若r
×
s≤15000，且v≤500mg/l，则第三修正循环药剂投加量v3”′
＝v
3”，加药系统按照第三修正循环药剂投加量v3”′
加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×
n
×
c
fe补
，则向自学习系统输出r、s、v、v3”′
、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本；如果否，则不输出；s6，建立自学习系统，根据每次投加时输出的自学习样本，建立自学习系统，得到以ph值、钙离子ca
2+
含量p、镁离子mg
2+
含量r、二氧化硅sio2含量s和氯离子cl-含量v为自变量，加药量为因变量的自学习系统，使用时根据循环水系统每次补水量给出加药量。2.根据权利要求1所述的自学习式缓释阻垢剂加药方法，其特征在于：所述s1中，首次加药量为，根据首次投加药剂浓度c1、循环系统容积总水量v2和循环系统内药剂浓度c2，得到首次药剂投加量v1，加药系统按照v1进药剂投加，否则进行自学习循环加药。3.根据权利要求2所述的自学习式缓释阻垢剂加药方法，其特征在于：所述当不进行自学习循环加药，只循环加药时，加药系统根据循环药剂投加量v3加药，之后检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×
n
×
c
fe补
，则向自学习系统输出v3、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本；如果否，则不输出。4.根据权利要求1所述的自学习式缓释阻垢剂加药方法，其特征在于：所述s4中，还检测循环水电导率，若循环冷却水中电导率大于预定值，或二氧化硅sio2含量s＞175mg/l，或氯离子cl-含量v＞500mg/l，三者满足任意一项则通过补水阀进行补水，或通过排污阀进行排污。
5.根据权利要求1所述的自学习式缓释阻垢剂加药方法，其特征在于：所述s3中，若p≥200mg/l，检测循环水中磷酸盐含量y，以及补水磷酸盐含量y0，若y0≤y，则v
3”＝v3′
，加药系统按照第二修正循环药剂投加量v
3”加药，并检测得到循环水总铁含量c
fe
和补水中总铁含量c
fe补
，若c
fe
≤1.2
×
n
×
c
fe补
，则向自学习系统输出磷酸盐含量y、补水磷酸盐含量y0、v
3”、c1、c2、c3，v2、q4和n，作为自学习样本，如果否，则不输出；若y0＞y，则v
3”＝(1+10％)v3′
，进入镁离子、氯离子及二氧化硅含量修正。

技术总结
本发明提供了一种自学习式缓释阻垢剂加药方法，通过对循环水中环境指标的不断测定统计，给出了对应情况下最佳的加药量计算方法，同时通过软件编程使得加药设备针对条件不同的循环水给出了实时调节加药量方案。同时通过统计学赋予了加药设备自学习功能。解决现有技术中无法根据实际水质情况及设备需求控制加药量的问题。实现了根据不同水质情况，设备材质对应投加不同计量药物的功能，解决了药物过量浪费问题及药物投加不足影响设备使用寿命的问题，实现了节约用水提高设备使用寿命的效果。具有环保、节能、节水等优势。节水等优势。节水等优势。


技术研发人员：赵治国 谭焕 王茹 李湧 蔡毅 李水锋 许多 杨富刚 刘晓荣 杨仙
受保护的技术使用者：陕西冶金设计研究院有限公司
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/8/9