范琰

【摘要】水資源緊缺是目前世界各國在進行工業(yè)化發(fā)展的過程中所面臨的重大問題之一，在大量的工業(yè)生產(chǎn)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(yè)在進行工業(yè)生產(chǎn)時的用水成本。自動控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的合理利用，將會從根本上解決這一水資源消耗問題。

【關(guān)鍵詞】自動控制技術(shù)；工業(yè)用水；節(jié)水節(jié)能

自動控制技術(shù)是在20世紀中發(fā)展的最快、給人類生產(chǎn)生活帶來影響最多的一門科學(xué)技術(shù)，而在21世紀的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，自動控制技術(shù)也是最重要的技術(shù)之一。自動控制技術(shù)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(chǎn)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(shù)在工業(yè)中的應(yīng)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(shù)進行分析，總結(jié)出了在工業(yè)用水節(jié)水節(jié)能的相關(guān)應(yīng)用性能及為工業(yè)用水帶來的節(jié)水節(jié)能效果。

1、自動控制技術(shù)在工業(yè)用水節(jié)水節(jié)能的應(yīng)用概述

通常來講，工業(yè)用水的節(jié)水節(jié)能通?？梢苑譃樯a(chǎn)管理性和自動控制技術(shù)性兩類。其中自動控制技術(shù)性的節(jié)水節(jié)能措施包括在工業(yè)生產(chǎn)過程中對循環(huán)用水系統(tǒng)進行建立和完善，以及對工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)工藝和用水工藝進行改革[1]。在工業(yè)生產(chǎn)過程中建立完善的循環(huán)用水系統(tǒng)可以從根本上提高工業(yè)生產(chǎn)過程中工業(yè)用水的重復(fù)使用率，而工業(yè)生產(chǎn)過程中所用水的重復(fù)率越高，越能降低工業(yè)生產(chǎn)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(yè)生產(chǎn)過程中的污水排放數(shù)量，減少工業(yè)污水排放對生態(tài)環(huán)境的影響，繼而從根本上減緩工業(yè)生產(chǎn)過程中的水資源供給壓力。而通過自動控制技術(shù)對生產(chǎn)工藝以及用水工藝進行改革，其中重要的技術(shù)手段包括在工業(yè)生產(chǎn)過程中采取省水新型工藝、選用無污染或少污染的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)以及推廣新型節(jié)水器具[2]。

以吉林省長春市綠園區(qū)汽車制造廠為例，在沒有將自動控制技術(shù)融入工廠用水之前，該汽車制造廠每天用于廠內(nèi)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(huán)境也造成了一定的污染。但在使用了一系列相關(guān)的水資源自動控制系統(tǒng)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(yè)用水節(jié)水自動控制技術(shù)包括自動控制重復(fù)用水技術(shù)、自動控制洗滌節(jié)水技術(shù)以及自動控制冷卻節(jié)水技術(shù)。上面所提到的吉林省長春市綠園區(qū)汽車制造廠就是將這三種技術(shù)進行結(jié)合而達到最終的節(jié)水效果。自動控制重復(fù)用水技術(shù)可以使工業(yè)用水得到重復(fù)使用，用自動控制技術(shù)的相關(guān)特性發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)外排污水回用以及“零排放”技術(shù)。該技術(shù)可以通過對企業(yè)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(guān)地區(qū)更應(yīng)使用該種自動化控制技術(shù)，繼而完成對企業(yè)用水的節(jié)水節(jié)能。而自動控制冷卻節(jié)水技術(shù)則是利用自動控制技術(shù)來進行工業(yè)生產(chǎn)蒸汽冷凝后的水回收再利用技術(shù)，采用自動化的技術(shù)對企業(yè)生產(chǎn)過程中的蒸汽冷凝水回收網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，建立以閉環(huán)控制技術(shù)為主的筆試回收系統(tǒng)。在進行工業(yè)生產(chǎn)的過程中，應(yīng)對蒸汽泠凝水回收設(shè)備裝置進行大面積的使用，并對生產(chǎn)過程中對漏氣率小、背壓度大的自動控制節(jié)水型疏水器進行推廣。與此同時，還應(yīng)通過自動控制技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)中蒸汽冷凝除鐵、除油技術(shù)進行優(yōu)化。

2、自動控制技術(shù)在工業(yè)用水節(jié)水節(jié)能中的應(yīng)用分析

2.1自動控制冷卻節(jié)水技術(shù)應(yīng)用分析。在對工業(yè)用水進行節(jié)水節(jié)能的控制過程中，采用自動控制技術(shù)進行高效的冷卻節(jié)水是最為重要的環(huán)節(jié)。首先，應(yīng)將自動控制技術(shù)的相關(guān)原理應(yīng)用到高效的工業(yè)用水換熱設(shè)備當中，實現(xiàn)對工業(yè)用水換熱設(shè)備中換熱器以及其換熱流程的優(yōu)化，繼而是工業(yè)生產(chǎn)用水中的自動化物料換熱節(jié)水技術(shù)得到推廣[3]。其次，利用自動控制技術(shù)生產(chǎn)出高效環(huán)保節(jié)能型工業(yè)生產(chǎn)用水冷卻塔以及相應(yīng)的冷卻器具，使得循環(huán)冷卻水系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制，淘汰以往的用于工業(yè)生產(chǎn)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(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)用水的冷卻環(huán)節(jié)當中。最后，利用相關(guān)的自動控制技術(shù)，建立起一套高效的循環(huán)冷卻水處理技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)用水的敞開式循環(huán)間接冷卻水系統(tǒng)中融入自動化技術(shù)，使得其的水處理運行技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化工作以及濃縮倍數(shù)>4的相關(guān)水處理環(huán)節(jié)，用自動控制技術(shù)來限制高磷鋅水在工業(yè)生產(chǎn)用水的冷卻環(huán)節(jié)當中的使用，繼而從根本上實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)用水的節(jié)水和節(jié)能。自動控制冷卻節(jié)水不僅能夠為工業(yè)企業(yè)提供充足的用水，也能夠降低其成本支出，與我國建設(shè)資源節(jié)約型社會相吻合，因此，針對自動控制冷卻節(jié)水技術(shù)在工業(yè)用水節(jié)水節(jié)能中的系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用對推動我國工業(yè)發(fā)展至關(guān)重要[4]。本文所討論的自動控制冷卻節(jié)水技術(shù)其應(yīng)用流程如圖1所示。

首先，工業(yè)生產(chǎn)過程中溫度及雜質(zhì)較高的冷卻水經(jīng)過給水管道的引導(dǎo)，流向了制冷器，本次研究中所設(shè)計的自動控制冷卻節(jié)水系統(tǒng)制冷設(shè)備采用石墨制冷器，其好處為工業(yè)循環(huán)冷卻水在經(jīng)過該處理器冷卻過程中能夠?qū)⒋罅抗I(yè)雜質(zhì)從冷卻水中分離出來，提高了冷卻水質(zhì)量。同時高效的制冷設(shè)備也可以實現(xiàn)快速降溫，從而實現(xiàn)初步降溫的目的。此過程中需要保證工業(yè)生產(chǎn)中冷卻水量供給充足，以最大化發(fā)揮制冷器的作用，提高工業(yè)用水降溫相率，為后續(xù)水處理工作提供幫助[5]。其次，經(jīng)過初步冷卻的工業(yè)冷卻水需要采用電導(dǎo)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(xù)監(jiān)測。同時也可以將檢測結(jié)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(jié)水技術(shù)主要是對已經(jīng)冷卻的冷卻水實施雜質(zhì)監(jiān)督，從冷卻水質(zhì)中分析水中所包含雜志、顆粒物、溫度等數(shù)據(jù)資料，如果工業(yè)用水經(jīng)處理后無法滿足工業(yè)生產(chǎn)需求而需要向外界排放，則可以將工業(yè)給水對環(huán)境的影響及損害降到最低，有力的推動了環(huán)保工作開展，為我國水資源可持續(xù)利用提供了較為科學(xué)的使用方法。如果工業(yè)用水經(jīng)電導(dǎo)率檢測儀檢測后相關(guān)指標符合循環(huán)冷卻處理要求，那么將通過給水管道將冷卻水傳導(dǎo)至廢酸水中和站，以便實施接下來的循環(huán)水去除雜質(zhì)等工作[6]。

第三，廢酸水中和站循環(huán)冷卻水處理。目前，我國工業(yè)用水節(jié)水節(jié)能工作中循環(huán)冷卻水水質(zhì)管理和加藥管理主要采取人工作業(yè)方式，對工作人員數(shù)量及工作效率依賴性較高，在工業(yè)循環(huán)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(zhì)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(yè)用水節(jié)水節(jié)能工作效率，也在一定程度上影響了工業(yè)循環(huán)冷卻水的處理質(zhì)量，造成節(jié)水節(jié)能工作沒有取得理想的效果，經(jīng)濟成本支出較高。根據(jù)現(xiàn)有工業(yè)用水節(jié)水節(jié)能工作發(fā)展情況分析可知，我國冷卻水處理技術(shù)與歐美發(fā)達國家差距并不是很大，經(jīng)過二十多年的開發(fā)、研究和應(yīng)用，國內(nèi)生產(chǎn)的藥劑已經(jīng)能夠滿足工業(yè)循環(huán)冷卻水處理需求，同時與國際水平相比，具有較高的價格優(yōu)勢。并且，適時地開發(fā)系列自動控制系統(tǒng)和裝置，實現(xiàn)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(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備，將工業(yè)循環(huán)冷卻水從源頭開始，直到回水返回給工業(yè)生產(chǎn)，整個過程均處在自動控制冷卻節(jié)水系統(tǒng)監(jiān)控之中，經(jīng)過自動加藥處理后工業(yè)循環(huán)冷卻水實現(xiàn)了總堿+總硬（CaCO3計）控制1600ppm，濃縮倍數(shù)≥5，碳鋼腐蝕率≤0.075mm/a，污垢熱阻≤2.5×10-4m2〃k/w，異氧菌數(shù)<5×105個/ml的主體目標[7]。最后，經(jīng)過給水管道將已經(jīng)冷卻處理完畢的工業(yè)循環(huán)冷卻水重新回流給工業(yè)企業(yè)，用于工業(yè)企業(yè)再次生產(chǎn)。

2.2自動控制重復(fù)用水技術(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)用水過程中，大力推廣和發(fā)展自動控制重復(fù)用水技術(shù)，可以有效提高工業(yè)用水的重復(fù)使用效率，繼而達到工業(yè)用水節(jié)水節(jié)能的目的。首先，應(yīng)利用自動控制技術(shù)的相關(guān)理論建立起自動化的工業(yè)循環(huán)用水系統(tǒng)、工業(yè)串聯(lián)用水系統(tǒng)以及工業(yè)回用水系統(tǒng)，大力推進企業(yè)對于其自身用水網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)，對已有的企業(yè)用水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行優(yōu)化，并根據(jù)自動化的控制技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)中的用水網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)進行改建、擴建和新建。其次，還應(yīng)利用自動控制技術(shù)來進行工業(yè)生產(chǎn)蒸汽冷凝后的水回收再利用技術(shù)。采用自動化的技術(shù)對企業(yè)生產(chǎn)過程中的蒸汽冷凝水回收網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，建立以閉環(huán)控制技術(shù)為主的筆試回收系統(tǒng)。在進行工業(yè)生產(chǎn)的過程中，應(yīng)對蒸汽泠凝水回收設(shè)備裝置進行大面積的使用，并對生產(chǎn)過程中對漏氣率小、背壓度大的自動控制節(jié)水型疏水器進行推廣。與此同時，還應(yīng)通過自動控制技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)中蒸汽冷凝除鐵、除油技術(shù)進行優(yōu)化。最后，利用自動控制技術(shù)的相關(guān)特性發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)外排污水回用以及“零排放”技術(shù)。該技術(shù)可以通過對企業(yè)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(guān)地區(qū)更應(yīng)使用該種自動化控制技術(shù)，繼而完成對企業(yè)用水的節(jié)水節(jié)能。具體的自動控制重復(fù)用水技術(shù)流程圖如下。

結(jié)論

綜上所述，在我國目前的工業(yè)生產(chǎn)過程中，工業(yè)用水浪費情況日益明顯，這樣的狀況在給工業(yè)生產(chǎn)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(shù)是目前用于工業(yè)生產(chǎn)的主要技術(shù)之一，將其融入到對工業(yè)用水的節(jié)水節(jié)能當中，可以有效實現(xiàn)對工業(yè)用水節(jié)約程度，減少為工業(yè)用水供水設(shè)備的維修次數(shù)。

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