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1、概述
水质硬度自动在线监控系统是在生产实践中逐步发展和*的自动化控制系统，由上位机系统、硬度检测、控制系统三大部分组成 。在Testomat2000®上可进行两个测量点的监测，同时检测软水进出锅炉前后是否达标，当硬度超标时仪器就会发出控制信号 ,关闭通往软水的阀门或泵，同时启动软水控制器，实现软水的再生利用 ,软化装置再生过程由软水控制器实现，具有实时监控、在线检测等功能。通过系统稳定运行、达到减少了值班人员的工作量，降低了水处理的单耗的目的，经济效益明显。
2、系统组成
图1 水质硬度自动在线监控系统结构示意图
2.1、控制原理
锅炉进水前处理：原水首先经由进水阀进入系统，采样预处理单元经过滤后采集水样到样水杯，样水杯中溢出的水样回流至管道中，硬度分析仪从样水杯中提取少量水样分析化验， 分析结果的模拟量信号输送至PLC控制器，PLC控制器根据分析结果判断，当高于硬度设定值时开启软水处理器和1#回流阀并关闭进水阀；低于硬度设定值时保持进水阀开启，关闭软水处理器。
锅炉出水循环处理：锅炉出水后采样预处理单元经过滤后采集水样到样水杯，样水杯中溢出的水样回流至管道中，硬度分析仪从样水杯中提取少量水样分析化验， 分析结果的模拟量信号输送至PLC控制器，PLC控制器根据分析结果判断，当高于硬度设定值时开启软水处理器和3#回流阀；低于硬度设定值时开启2#回流阀，锅炉出水循环回收利用。长久使用时可打开出水阀排放至废水管道中。
总控室：可实时查看软水硬度值和修改硬度设定值，实时监控，实时掌握软水的硬度情况，降低人工取样分析的工作量，降低了对锅炉的损害和清理费用，实现锅炉水的再生利用。
2.2、工业锅炉水质标准
1、 自然循环蒸汽锅炉和汽水两用锅炉水质
1.1采用锅外水处理的水质要求：
| 额定蒸汽压力/MPa | P≤1.0 | 1.0≤1.6 | 1.6≤2.5 | 2.5 | ||||
| 补给水类型 | 软化水 | 除盐水 | 软化水 | 除盐水 | 软化水 | 除盐水 | 软化水 | 除盐水 |
| 硬度/nmol/L） | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.0050 | ≤0.0050 |
1.2单纯采用锅内加药处理的水质要求：
| 水样 | 硬度/（nmol/L） |
| 给水 | ≤4.0 |
2、 热水锅炉水质
2.1采用锅外水处理的水质要求：
| 水样 | 硬度/（nmol/L） |
| 给水 | ≤0.60 |
2.2单纯采用锅内加药处理的水质要求：
| 水样 | 硬度/（nmol/L） |
| 给水 | ≤6.0 |
3、 贯流和直流蒸汽锅炉水质
3.1采用锅外水处理的水质要求（无锅内加药处理方式）：
| 锅炉类型 | 贯流锅炉 | ||
| 额定蒸汽压力/MPa | P≤1.0 | 1.0≤2.5 | 2.5≤3.8 |
| 硬度/（nmol/L） | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.0050 |
| 锅炉类型 | 直流锅炉 | ||
| 额定蒸汽压力/MPa | P≤1.0 | 1.0≤2.5 | 2.5≤3.8 |
| 硬度/（nmol/L） | ≤0.030 | ≤0.030 | ≤0.0050 |
4、另余热锅炉水质的水质应符合同类型、同参数锅炉要求。
对于使用软化处理器的锅炉，需要采用锅外水处理方式，对照锅炉类型，设定软化水硬度值。在线硬度检测仪请根据需要选择相就量程药剂：TH2005/TH2025/TH2100/TH2250
| 参数 | 试剂 | 0dH | 0f | ppm CaCO3 | mmol/l |
| 水质硬度 | TH2005 | 0.05 – 0.50 | 0.09 – 0.89 | 0.89 – 8.93 | 0.01 – 0.09 |
| 水质硬度 | TH2025 | 0.25 – 2.50 | 0,45 – 4.48 | 4,47 – 44.7 | 0.04 – 0.45 |
| 水质硬度 | TH2100 | 1.0 – 10.0 | 1.79 – 17.9 | 17.9 – 179 | 0.18 – 1.79 |
| 水质硬度 | TH2250 | 2.5 – 25.0 | 4.48 – 44.8 | 44.8 – 448 | 0.45 – 4.48 |
2.1、采样与预处理单元
此单元包括进样阀门、过滤器、样水杯、电磁阀、压力表等。
通过对进样阀门（若采取电磁阀门）的控制，取样方式可连续或间歇切换，取水量按实际需要量3－4倍设计。通常情况下，为了实时监测管路中样水，进样阀门保持敞开状态，始终往硬度分析仪的样水杯进样，多余的水样通过样水杯的溢流口排放到下水管中，因此，进样阀门选取手动阀。
仪器进样管路采用化学特性为惰性的特氟龙管，既不会干扰样水成分，也不易腐蚀和老化，耐用。进样管路安装调节阀与压力表，调节出水压力及流量。
样水杯采用左右间隔的结构，中间设置滤网，仪器从远离进口的一侧取样，防止大颗粒的物质进入仪表对仪表造成损伤。
2.2、仪器分析单元
（1）Testomat2000®硬度在线监测仪
仪器简介：
Testomat2000®可测定水中的总硬度，测量结果通过LCD显示，并以 °dH、ppm CaCO3、mmol/l 等单位表示。尤其适合水质软化监测，逆渗透系统，过滤及去除矿物质过程控制，广泛应用于制药、钢铁、半导体等行业。
德国HEYL公司自1958年以来，在纯净水领域内，HEYL产品在测量和控制分析仪器具有可靠的*。非常高的质量提供了高程度的稳定，保证用户在过程和结果控制上有良好的结果。由于采用一个基本相同的技术，始终提供模块化的仪器类型，用于软化水，RO，过滤和除盐水。
Testomat2000®具有4－20mA模拟电流输出和2组控制继电器输出。依实际需求，可选择不同的测量周期如设置间隔，水量控制或外部讯号控制达到合理的测量方式，达到监测的控制功能。
技术特点：
² LCD文本显示运行菜单和用户界面
² 可选择°dH、ppm CaCO3、mmol/l 等单位表示
² 精密的活塞定量泵进行试剂滴定
² 极少的试剂和水量消耗，每滴为30微升，每一个测量周期大约需要3－5滴试剂
² 试剂更换周期6个月，维护量极少
² 2个可调节的限值，可编程报警功能
² 可进行2个测点监测
² 可编程增补程序（如软水器控制，分析信息）
² 所有与液体接触部件均采用耐腐蚀性材料
技术参数：
| 测量范围 | 1-500mg/L（以CaCO3计）， 可根据选择试剂确定 |
| 准 确 性 | ±2％mg/L CaCO3 |
| 重 复 性 | ±2％mg/L |
| 循环时间 | 小2 min |
| 测量时间间隔 | 0-99min |
| 符合标准 | EN50081-1, EN50082-2, EN 61010-1 |
| 输出 | 0/4 - 20 mA, 大负载350欧姆 |
| 环境温度 | 10 - 45 °C |
| 继电器触点容量 | 4 A |
| 电源 | 230 V或24 V，30VA |
| 防护等级 | IP 65 |
尺寸（W x H x D） 380 x 480 x 280 mm | 380 x 480 x 280 mm |
2.3、中心管理单元
Testomat2000硬度监测仪的数据可以接入到工厂现有的总控室管理软件平台上。
操作人员不必去现场，在总控室就可以观察到软化器的运行情况及输出管路中水的硬度值 ,并且可以设置软化器的工作状态，从而大大降低人员的工作强度。 Testomat2000硬度监测仪通过与软化器的控制器的联接 ,控制采样、关断阀组的工作 ,并实时地采样由Testomat2000检测输出管路中水的硬度值 ,并将硬度值 及软化器的工作情况上传至总控室进行集中显示。
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