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2．4 沼氣儲(chǔ)氣罐氣位控制方案對(duì)預(yù)沼氣儲(chǔ)氣罐是采用氣球式的氣體槽收集IC反應(yīng)器內(nèi)所產(chǎn)生的沼氣，是IC反應(yīng)器與沼氣燃燒火炬之間的緩沖區(qū)；沼氣儲(chǔ)氣罐通過連續(xù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐氣位的高低來反映所收集的沼氣量并控制火炬系統(tǒng)。對(duì)預(yù)火炬控制系統(tǒng)是為防止沼氣排放到大氣的沼氣燃燒控制裝置，包括點(diǎn)火器（一種高壓電脈沖輸出裝置用以引燃沼氣）、火炬燃燒溫度的連續(xù)監(jiān)測(cè)、主火炬控制閥和引火閥等。對(duì)預(yù)具體控制思路為：先把沼氣儲(chǔ)罐氣位從高到低分為HA、H、L、LL、LA等，當(dāng)沼氣儲(chǔ)罐氣位為H時(shí)，主火炬控制閥打開，隨著沼氣燃燒使得儲(chǔ)罐氣位為L(zhǎng)時(shí)主火炬控制閥關(guān)閉。當(dāng)沼氣儲(chǔ)罐氣位至LL時(shí)，點(diǎn)火器產(chǎn)生火花同時(shí)引火閥打開引燃副火炬，并根據(jù)監(jiān)測(cè)到的溫度作出判斷副火炬點(diǎn)火是否成功，若點(diǎn)火失敗則過若干時(shí)間后火炬系統(tǒng)向點(diǎn)火器重新發(fā)出點(diǎn)火命令直至副火炬點(diǎn)火成功。副火炬在LA氣位時(shí)火炬控制系統(tǒng)關(guān)閉引火閥，副火炬熄滅。對(duì)預(yù)沼氣儲(chǔ)氣罐氣位控制邏輯圖見圖4。圖4預(yù)沼氣儲(chǔ)罐氣控控制邏輯圖2．5 控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介對(duì)預(yù)就整個(gè)污水處理場(chǎng)控制系統(tǒng)而言，采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，既能滿足控制要求，實(shí)現(xiàn)高度的自動(dòng)化生產(chǎn)，而且從投資費(fèi)用、性能價(jià)格比、穩(wěn)定可靠等考慮都有較大優(yōu)勢(shì)。該控制系統(tǒng)的I/O數(shù)量屬中小規(guī)模，選用GE Fanuc 90-30系列產(chǎn)品。因?yàn)閷?duì)中小型容量的控制系統(tǒng)，應(yīng)用90-30系列產(chǎn)品可提供高性能的價(jià)格比和較高的安全可靠性能，更易于系統(tǒng)集成、能給用戶指出解決問題的方向、易于使用可編程控制器等。對(duì)預(yù)該控制系統(tǒng)主要有以下功能：(1)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理。自動(dòng)采集污水處理過程的運(yùn)行數(shù)據(jù)和各種信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，控制工藝設(shè)備在最佳狀態(tài)運(yùn)行。(2)監(jiān)控和顯示功能。可在屏幕上全部或局部顯示整個(gè)生產(chǎn)工藝流程，對(duì)污水處理過程的設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視，可選擇控制設(shè)備的手動(dòng)或自動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行（雙向無擾動(dòng)切換），并把過程各檢測(cè)信號(hào)或控制參數(shù)以數(shù)字、棒狀圖或曲線等形式進(jìn)行顯示。(3)統(tǒng)計(jì)累積功能，對(duì)過程需要的累計(jì)量進(jìn)行累積。(4)可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自診斷，并檢查系統(tǒng)的輸入、輸出量。(5)打印及報(bào)警功能，可提供報(bào)表打印、報(bào)警打印和回路切換打印等。(6)用戶可設(shè)置時(shí)間和日期。(7)組態(tài)功能，用戶可通過鍵盤和顯示器進(jìn)行輸入登記，改變組態(tài)?！? 主要儀表選型對(duì)預(yù)污水處理工藝設(shè)備和工藝處理過程比較特殊，在控制測(cè)量?jī)x表選型時(shí)必然會(huì)碰到特殊的儀表選型。在世界范圍的水行業(yè)里，E+H儀表約占80%的市場(chǎng)份額，可見E+H儀表在水行業(yè)內(nèi)已得到普遍認(rèn)可。下面就E+H儀表選型，探討超聲波物位儀、微波式物位儀、pH在線測(cè)量分析儀表的具體選型。3．1 超聲波物位儀選型對(duì)預(yù)污水處理場(chǎng)需要測(cè)量液位的污水池大部分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而且在地平面以下深度占整個(gè)污水池深度的一半以上，很顯然選用接觸式物位儀，無論從安裝要求還是日常維護(hù)都不是很理想的選擇；若選用超聲波物位儀則顯得非常合適，而且價(jià)位也與常規(guī)的液位變送器差不多。隨著人們觀念的改變，非接觸式的超聲波物位儀也將廣泛用于制漿造紙工業(yè)。對(duì)預(yù)而超聲波物位儀的選型比較特殊，為了能選取好表，有必要從工作原理入手。超聲波物位儀工作原理：聲波信號(hào)由傳感器發(fā)出，經(jīng)液面或物料表面反射后折回，由同一傳感器接收；而聲波的整個(gè)運(yùn)行時(shí)間則可以測(cè)出，從而實(shí)現(xiàn)物位測(cè)量。下面對(duì)超聲波物位儀的選型進(jìn)行探討。對(duì)預(yù)在對(duì)超聲波物位測(cè)量?jī)x表選型時(shí)，首先充分了解整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的具體性能參數(shù)及實(shí)際過程參數(shù)，測(cè)量精度高、量程小的測(cè)量系統(tǒng)不具備發(fā)射足夠的功率來進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量。根據(jù)量程初步選型后，還應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)有效測(cè)量量程的影響，如：對(duì)預(yù)（1）物料表面構(gòu)成及其特性帶來的影響。利用超聲波進(jìn)行物位測(cè)量時(shí)，必須保證一部分入射波反射回去并被接收響應(yīng)。若液體或物料表面存在一層泡沫，或固體散料由較細(xì)粉末組成，反射信號(hào)的能量損失較大，則需要加大超聲波的發(fā)射功率才能保證所需測(cè)量的量程；相反，液體或物料表面特性較平滑，或固體散料的粒子較粗，反射信號(hào)的能量損失較小，對(duì)量程的影響也較小。液體物位表面存在局部性泡沫或泡沫層很薄時(shí)，可不考慮其影響。對(duì)預(yù)（2）容器內(nèi)測(cè)量環(huán)境的影響。物位測(cè)量?jī)x表從超聲波脈沖信號(hào)的發(fā)出到經(jīng)物料表面反射后信號(hào)的接收都必須穿過物料倉(cāng)的大氣層，脈沖超聲波經(jīng)反射、吸收或互相干涉等都會(huì)引起脈沖超聲波的衰弱。應(yīng)具體考慮的主要因素有溫度、塵埃、氣體組成變化等。對(duì)預(yù)至于溫度（探頭與料面之溫度差）的影響，原因很簡(jiǎn)單，聲波的傳播速度與傳播聲波的載體—— 大氣的溫度有關(guān)(如0℃情況下，聲波的傳播速度是331m/s)。溫度漂移對(duì)聲波的傳播速度的影響量值為0.17%/℃；這個(gè)影響在特定的溫度范圍內(nèi)是允許的，因?yàn)槌暡ㄌ筋^內(nèi)配置有合適溫度測(cè)量裝置，從而使這個(gè)影響得到有效補(bǔ)償；但測(cè)溫過程是在某定點(diǎn)完成，而傳播媒介中存在溫度梯度，不可能完全消除溫度漂移對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的影響。主要當(dāng)然，選型時(shí)還應(yīng)考慮加料扇區(qū)與超聲波束的交匯所帶來的影響。主要在超聲波物位儀的選型樣本中，上述各因素所引起脈沖超聲波束的衰減量均有具體的量化數(shù)值，只要把各影響因素所帶來的衰減量累加，則可得出實(shí)際有效測(cè)量量程，選出適合具體使用的儀表。3．2 微波式（雷達(dá)）物位儀選型主要在污水處理工藝及過程控制里，連續(xù)監(jiān)控濃鹽酸和濃磷酸儲(chǔ)槽液位非常重要。由于濃鹽酸、濃磷酸的腐蝕性較大，特別是鹽酸，其液面上酸霧的腐蝕性應(yīng)與鹽酸同等考慮，它們幾乎能腐蝕所有的工業(yè)金屬或合金屬，因此超聲波物位儀在這里也顯得無可奈何；若選用鍍鉭的法蘭式液位變送器或非接觸式物位測(cè)量?jī)x表，從投資、使用壽命或鹽酸霧的強(qiáng)腐蝕性來講，都不太理想，也存在問題。主要若從物理學(xué)有關(guān)微波的物理特性入手，并考慮PTFE的化學(xué)性質(zhì)特別穩(wěn)定，因此決定選用微波式物位儀時(shí)，考慮到桿式天線測(cè)量系統(tǒng)并要求桿式天線表面涂覆有PTFE膜。其工作原理：微波式（雷達(dá)）物位儀是應(yīng)用微波原理進(jìn)行物位測(cè)量或限位探測(cè)，它是利用微波的反射特性實(shí)現(xiàn)物位的連續(xù)測(cè)量。E+H Micropilot物位變送器是根據(jù)脈沖-回波的工作方式，由天線發(fā)射一個(gè)時(shí)間常數(shù)為0.8ms的短波段微波脈沖，至物料表面被反射折回后由發(fā)射器接收，發(fā)射天線與物位的間距正比于微波脈沖的運(yùn)行時(shí)間，變送器將測(cè)量到的這個(gè)運(yùn)行時(shí)間轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電流信號(hào)輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物位的測(cè)量。主要具體公式：D=c·t/2其中：D—發(fā)射天線與物位表面之間距，m其中：c—常數(shù)，即光速，m/s其中：t—運(yùn)行時(shí)間，s3．3 在線pH分析儀表選型主要污水處理過程所用的pH測(cè)量?jī)x表，本設(shè)計(jì)均選用E+H制造產(chǎn)品，因?yàn)槠鋚H/氧化還原的復(fù)合測(cè)量電極結(jié)構(gòu)種類多，可滿足各種用途。下面探討pH測(cè)量探頭選型時(shí)應(yīng)考慮的因素。主要在選擇pH電極時(shí)，除考慮pH值外，還要考慮以下因素：主要（1）被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力和電導(dǎo)率，電導(dǎo)率決定了參比系統(tǒng)的選擇：主要≥50μS/cm選用標(biāo)準(zhǔn)Orbisint系列電極；主要≤50μS/cm則選用標(biāo)準(zhǔn)Ceraliquid系列電極。主要（2）合適的pH薄膜玻璃類型，這個(gè)選項(xiàng)可通過選型樣本里有關(guān)溫度/pH范圍的對(duì)照表選擇。主要在選擇氧化還原電極時(shí)，應(yīng)主要考慮被測(cè)介質(zhì)的化學(xué)特性。金電極適用于有氧化介質(zhì)的測(cè)量，如過氧化氫、氰化物氧化等；鉑電極則適用于有還原介質(zhì)的測(cè)量，如游泳池加氯、鉻酸鹽還原等。主要遵循上述選型原則和具體工藝條件，即可確定pH測(cè)量電極選型。另外，對(duì)選擇電極安裝支架的形式，則要根據(jù)pH測(cè)量電極的安裝測(cè)量位置確定，有沉入式安裝支架和流通式安裝支架兩種。主要pH測(cè)量變送器選型主要考慮其安裝環(huán)境，與所選測(cè)量電極能配套使用即可。主要南紙日處理30000m3/d污水處理場(chǎng)目前已投入運(yùn)行，運(yùn)行情況良好?！　⒖嘉墨I(xiàn)[1]Description of the waste water treatment plant.PAQUES WATER SYSTEM BV.[2]Main processing and instruments for waste water and drinking water.Endress+Hauser[3]CPM 152 transmitter/controller for pH and redox. Endress+Hauser[4]GE Fanuc Automation.User’s Manual[5]物位測(cè)量理論與應(yīng)用. 原著：Wim van de Kamp，譯：蔣明生[6]物位測(cè)量?jī)x表、分析儀表、電磁流量計(jì)選型樣本和技術(shù)資料.