冷却水自动加药装置选型 / 原理 / 运维全攻略

一、 工作原理

1. 药剂储存
   药剂储存在 PE 材质或碳钢防腐材质的药剂箱内，箱内配有液位计（浮球式或超声波式），用于实时监测药剂余量，低液位时触发报警，提醒补充药剂。
2. 信号触发
   • 开环控制（常用）：以循环水的流量信号为触发依据，流量计检测到循环水流量后，将信号传输给控制器，控制器按预设的 “药剂投加量 / 循环水流量” 比例，指令计量泵投加药剂；也可按时间控制，设定计量泵定时、定量投加。
   • 闭环控制（精准型）：在循环水系统中加装水质在线监测仪表（如电导率仪、pH 计、浊度仪、腐蚀率监测仪等），仪表将实时水质数据反馈给控制器，控制器对比设定阈值（如 pH 值 7.5~8.5、电导率≤2000μS/cm），自动调节计量泵的投加量或频率 —— 水质超标时加大投加量，达标时减少或停止投加。
3. 计量投加
   动力单元（计量泵，常见隔膜式计量泵）接收控制器指令，通过调节冲程长度或电机频率，精准控制药剂的投加量。药剂经投加管路、单向阀输送至循环水的集水池或回水管道内，部分装置会配置静态混合器，确保药剂与循环水快速均匀混合。
4. 安全保护
   装置配备安全阀、背压阀：安全阀防止计量泵超压运行，背压阀保证投加管路内有稳定压力，避免虹吸现象导致药剂过量投加；部分高端机型还设有药剂箱搅拌器，防止粉剂药剂沉淀或液体药剂分层。

二、 选型要点

1. 明确系统基础参数
   • 循环水流量：这是计算药剂投加量的核心依据，公式参考：药剂投加量（g/h）= 循环水流量（m³/h）× 药剂投加浓度（mg/L）。例如循环水流量 1000m³/h，缓蚀阻垢剂投加浓度 50mg/L，则投加量为 50000g/h=50kg/h。
   • 系统容积：决定药剂箱的最小容积，需满足至少 24 小时的药剂消耗量，避免频繁补药；同时结合现场安装空间，选择立式或卧式药剂箱。
   • 投加点压力：循环水管道内的压力会影响计量泵的选型，需确保计量泵的输出压力大于投加点压力 + 管路阻力，防止药剂无法顺利投加。
2. 确定药剂类型与投加方式

   药剂类型	适用场景	装置选型注意事项
   缓蚀阻垢剂（液体）	闭式 / 开式循环水系统防结垢、腐蚀	选用普通隔膜计量泵，药剂箱无需搅拌（若为乳液型需配置搅拌器）
   杀菌灭藻剂（氧化性 / 非氧化性）	开式循环水系统除微生物、藻类	氧化性药剂（如次氯酸钠）需选用耐腐材质（PVC、316 不锈钢）管路；非氧化性药剂需单独投加，避免与氧化性药剂混合
   硫酸 / 盐酸（pH 调节剂）	循环水 pH 值偏高时调节	必须选用耐强酸隔膜计量泵，药剂箱和管路采用 PP 或 PVC 材质，加装防泄漏装置
   粉剂药剂（如固体缓蚀剂）	偏远地区、液体药剂运输不便场景	需选配自动溶药装置（含搅拌器、溶解槽），实现粉剂自动溶解、稀释后投加
3. 选择控制方式
   • 经济型选型：选时间 / 流量控制的开环系统，配置普通计量泵 + 浮球液位计 + 流量计，满足常规工业循环水系统需求，成本较低。
   • 精准型选型：选水质闭环控制系统，配置在线水质监测仪表（pH + 电导率 + 腐蚀率）+ 变频计量泵 + PLC 控制柜，适合对水质要求高的场景（如中央空调冷水系统、精密换热器循环水系统）。
4. 关注材质兼容性
   药剂箱、管路、计量泵过流部件的材质需与投加药剂兼容，避免腐蚀损坏：
   • 弱酸、弱碱药剂：PE、PVC 材质即可；
   • 强酸、氧化性药剂：316 不锈钢、PP、PTFE 材质；
   • 含氟药剂：需选用哈氏合金材质。
5. 考虑安装与环境条件
   • 现场空间狭小：选集成式加药装置（将药剂箱、计量泵、控制柜集成在一个底座上），占地小、安装便捷；
   • 户外安装：需选配防雨控制柜和药剂箱防晒罩，防止电气元件受潮、药剂挥发变质；
   • 防爆场景（如石化行业循环水系统）：选用防爆型计量泵和控制柜，符合 Ex 防爆标准。
6. 配套功能选型
   根据需求选配：自动搅拌器（防止药剂沉淀）、静态混合器（提升药剂混合效果）、药剂泄漏报警器（安全防护）、远程通讯模块（对接 DCS 系统，实现远程监控）。

三、 运维管理全流程

（一） 日常运维（每日 / 每周）

1. 液位与压力检查
   • 每日查看药剂箱液位计，确保药剂余量充足，低液位报警时及时补药；补药时需严格按照药剂配比稀释，禁止将高浓度药剂直接投加（避免局部浓度过高导致腐蚀或结垢）。
   • 每周检查计量泵进出口压力、背压阀压力，确保投加管路无堵塞、无泄漏；观察计量泵的冲程频率，与设定值一致。
2. 水质监测
   • 开环控制装置：每日人工取样检测循环水的 pH 值、浊度、总磷含量（缓蚀阻垢剂的有效指标），根据检测结果调整计量泵投加量。
   • 闭环控制装置：每周校准在线水质仪表，防止仪表漂移导致投加量不准；定期清理仪表探头的污垢，保证检测精度。
3. 管路与设备清洁
   • 每周检查投加管路，防止结垢堵塞；若管路内有结晶，可用温水或弱酸冲洗。
   • 每周开启药剂箱搅拌器运行 30 分钟，防止药剂分层沉淀（尤其粉剂溶解后的药剂）。

（二） 定期维护（每月 / 每季度 / 每年）

1. 每月维护
   • 拆卸计量泵的单向阀、过滤器，清理杂质，检查隔膜片是否老化（若出现裂纹、渗漏，立即更换）。
   • 检查控制柜内电气元件，紧固松动的接线端子，清理柜内灰尘，防止短路。
2. 每季度维护
   • 对计量泵进行校准：通过量筒计时法检测实际投加量，与设定值对比，偏差超过 ±5% 时，调节冲程长度或频率。
   • 清洗药剂箱：排空剩余药剂，用清水冲洗箱壁，去除残留的药剂垢体，防止污染新药剂。
   • 检查安全阀、背压阀的密封性，确保泄压、稳压功能正常。
3. 每年维护
   • 更换计量泵的易损件（隔膜片、密封圈、阀球），延长计量泵使用寿命。
   • 对在线水质仪表进行全面校准，更换老化的探头。
   • 检查装置的防腐层（如碳钢药剂箱），若出现锈蚀，及时补刷防腐漆。

（三） 常见故障与解决方法

四、 选型与运维的核心原则

1. 选型核心：“按需匹配”—— 优先根据循环水流量、药剂类型确定投加量，再结合控制精度要求和安装条件选择装置配置，避免 “大马拉小车” 造成成本浪费。
2. 运维核心：“定期校准 + 清洁”—— 计量泵的精准度和水质仪表的稳定性是装置正常运行的关键，定期维护可大幅降低故障发生率，延长设备寿命。