自动加药装置设计
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目 录
第一章
绪论 ..................................................3
1.1 课题来源 ....................................................... 3 1.2 自动加药设备的应用 ............................................. 3
附录一
附录二 （CAD 图纸） ......................................................40
本设计所需图纸请联系 QQ380752645 加 Q 时请说明是一柱香推荐
2
第一章 绪论
1.1 课题来源
本自动加药装置来自株洲县污水处理厂，主要处理生活污水，处理厂处理能力设 在 8 万吨/天，采用的处理药剂为聚合氯化铝絮凝剂，引进的加药系统为上下两槽的半 自动加药装置，具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高加药自动化水平及管 理水平、适应各种不同情况下的处理，提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有 效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。经过参观学习，了解到加药系 统在污水处理中起到至关重要的作用，称之为污水处理的心脏，在水环境化学中较为 重要的，研究得较多的污染物是重金属和有机物。因此，结合本专业选择了这个课题 ----污水处理之自动加药装置[11]。
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会道馆，有效防止料粉受潮结块，操作简单，可以采用中文菜单，人机界面控制，双 螺杆推料，无脉动，配料准确度高，运行能耗低并可节省一次性投入成本，自动化程 度高，无需人工看守，服务完善，交钥匙工程。
2.2 主要结构
1）机架：由 Q235 方钢及角钢焊接而成，起到支承其它部件的作用。 2）干粉吸料系统：由吸料电机、软管、吸料头、料斗等组成。 3）推料溶解系统：由减速机、干粉推料双螺杆、混合器、水射器、不锈钢搅拌器及制 备/储备罐等组成； 4）给水系统：由阀、过滤器、电磁阀、压力表、管件等组成； 5）混合水射器：独有的射流装置，可使得预浸湿药剂雾化分散。 6）控制系统：料位开关（干粉低位报警） 、电磁阀（进水电磁阀和排泥电磁阀以及放 液电磁阀） 、 液位开关 （控制制备/储备罐液位） 、 控制柜 （主要电气元件均选用施耐德） 、 计量泵（两计量泵变频器） 、螺旋送料（采用双螺旋输送，无脉动出料，做到连续均匀， 配料准确） 、药液搅拌（内旋式搅拌桨叶，使搅拌旋转力量均匀轻柔） 。 设计 1 套自动加药装置如图 2.2 以及图 2.3 所示。该设备安装于管道旁边，配药 完毕后打开放料阀即可混入管道。试拟处理污水量计算得出 0.25%的溶液，处理量为 2.5 -3.2kg/h。
第二章
总体方案 .............................................. 2
4 5 6 6 7 7
2.1 整个装置介绍 ................................................... 2.2 主要结构 ....................................................... 2.2.1 容量 ..................................................... 2.2.2 尺寸功率 ................................................. 2.3 主机技术参数及配置 ............................................. 2.3.1 主机 WDTM X 5.4 ...........................................
图 2.2 主机主视图
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图 2.3 主机俯视图
2.2.1 容量
型号 WDTM×0.6 WDTM×1.0 WDTM×2.0 WDTM×3.0 WDTM×4.0 WDTM×5.4 WDTM×6.6 WDTM×8.4 故型号选择WDTM 3.0。 表 2.1 罐型号参数 0.5%溶液 1.0～1.2kg/h 1.8～2.3kg/h 3.8～4.7kg/h 5.1～6.4kg/h 7.7～9.5kg/h 9.8～12.0kg/h 12.9～16.0kg/h 15.6～19.1kg/h 0.25%溶液 0.5～0.6kg/h 0.9～1.1kg/h 1.9～2.3kg/h 2.5～3.2kg/h 3.8～4.7kg/h 4.9～6.0kg/h 6.8～8.6kg/h 8.3～10.4kg/h
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5.1.2 PID 控制部分 ............................................. 5.1.3 控制原理图设计 ........................................... 5.1.4 I/O 接口分配表 ........................................... 5.1.5 PLC 输入输出接线图 ....................................... 5.1.6 中断程序 ................................................
27 29 29 30 30
结
论 ....................................................... 31
参考文献 ..................................................... 32 致 谢 ....................................................... 31 程序总图 ............................................. 32
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第二章 总体方案
2.1 整个装置介绍
图 2.1 株洲县污水处理现场图
（1）本设计参考株洲县路口污水处理厂自动加药系统工艺来设计，如图 2-1，本 系统具有高精确的计量装置，避免了浪费，简单易行的操作保养，使设备更具人性化， 具有粉状和液态（选配）自动进料功能设计和抗凝结加热去湿功能，独具的在线稀释 结构，扩大设备运行能力，具有比例调配功能，可依据实际需求任意调整所配置药液 浓度，使配制的药液浓度均匀适中，通过可编程 PLC 装置，可选实现待机时间自动间 歇或停顿的交叉搅拌功能，使配制的药液永远保持在最佳使用效果，配制相应的传感 器，使整套装置的操控性更加完善，亦可选用人机界面操控系统。 （2）其设备特点为两箱叠加式配药，占地面积小，药液浓度稳定，批量连续，活 性高，料粉真空吸入或大袋密闭投加，无粉尘污染并减轻人工劳动强度，不受物料形 态限制，可达到固液态兼用，干粉给料出口配有气动阀门，且有电加热系统，水汽不
第5章
编程控制部分 ......................................... 26
5.1 PLC 控制过程 .................................................. 26 5.1.1 加药系统工艺流程 ......................................... 27
第三章
机械部分的设计 ........................................ 9
3.1 螺旋直径和螺旋轴转速的确定 ..................................... 9 3.2 螺旋轴电动机的确定 ............................................ 11
1.2 自动加药设备的应用
加药装置用途加药装置是是一种具投药、搅拌、输送液体、自动控制与一体的成 套设备，他被广泛应用于电厂的原水、锅炉给水、油田地面集输脱水处理系统，石油 化工各种加药系统和废水处理系统。如投加混凝剂、磷酸盐、氨液、石灰水、水质稳 定剂（缓蚀剂） 、阻垢剂、液体杀虫剂等。工作结构原理：加药装置主要由溶液箱、搅 拌箱（带搅拌器） 、计量泵、液位计、电控柜、管路、阀门、止回阀、压力表、过滤器、 底座、扶梯等组成（可根据用户实际要求配置） 。加药装置根据所需药剂浓度，在搅拌 箱内配制，经搅拌器搅拌均匀后投入溶液箱、用计量泵（加药泵）向投药点或指定的 系统中输送所配制的溶液。成套加药装置具有结构紧凑、安全简单、操作使用简便等 特点。该装置还可根据用户不同工艺流程的要求，进行有针对性的设计、配置必要的 部件，实现功能适合（如自动远程控制） 、经济实用[9]。
第四章 各种电气元件的选型 ...................................wenku.baidu.com 13
4.1 PLC 的类型选择 ................................................ 4.1.1 输入输出模块的选择及分配 ................................. 4.1.2 S7-200 系列 CPU 选择 226 型号的 PLC 性能参数 ................ 4.1.3 EM235 模拟量输入输出模块性能参数 ........................ 4.1.4 EM232 模拟量输出模块的性能参数 .......................... 4.2 电源及存储器的选择 ............................................ 4.3 传感器的原理及其选用 .......................................... 4.3.1 线性度 ................................................ 4.3.2 迟滞性 ................................................ 4.3.3 重复性 ................................................ 4.4 真空吸料泵的选用 .............................................. 4.5 水射器的选用 .................................................. 4.5.1 水射器示意图 ............................................ 4.5.2 水射器型号及参数 ......................................... 4.6 计量泵的选用 ................................................. 4.6.1 常用计量泵 .............................................. 4.6.2 常用絮凝剂 .............................................. 13 13 13 14 15 15 16 16 17 18 19 22 22 22 23 24 24
2.2.2 尺寸功率
型号 WDTM×0.6 WDTM×1.0 WDTM×2.0 WDTM×3.0 WDTM×4.0 WDTM×5.4 WDTM×6.6 WDTM×8.4 罐尺寸 2×0.3M2 2×0.5M2 2×1.0M2 2×1.5M2 2×2.0M2 2×2.7M2 2×3.3M2 2×4.2M2 表 2.2 罐尺寸功率参数 A B C 800 1470 1530 960 1720 1670 1250 2230 1960 1430 2230 2140 1610 2780 2330 1860 2781 2560 1860 3280 2560 2000 3281 2700
第一章
绪论 ..................................................3
1.1 课题来源 ....................................................... 3 1.2 自动加药设备的应用 ............................................. 3
附录一
附录二 （CAD 图纸） ......................................................40
本设计所需图纸请联系 QQ380752645 加 Q 时请说明是一柱香推荐
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第一章 绪论
1.1 课题来源
本自动加药装置来自株洲县污水处理厂，主要处理生活污水，处理厂处理能力设 在 8 万吨/天，采用的处理药剂为聚合氯化铝絮凝剂，引进的加药系统为上下两槽的半 自动加药装置，具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高加药自动化水平及管 理水平、适应各种不同情况下的处理，提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有 效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。经过参观学习，了解到加药系 统在污水处理中起到至关重要的作用，称之为污水处理的心脏，在水环境化学中较为 重要的，研究得较多的污染物是重金属和有机物。因此，结合本专业选择了这个课题 ----污水处理之自动加药装置[11]。
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会道馆，有效防止料粉受潮结块，操作简单，可以采用中文菜单，人机界面控制，双 螺杆推料，无脉动，配料准确度高，运行能耗低并可节省一次性投入成本，自动化程 度高，无需人工看守，服务完善，交钥匙工程。
2.2 主要结构
1）机架：由 Q235 方钢及角钢焊接而成，起到支承其它部件的作用。 2）干粉吸料系统：由吸料电机、软管、吸料头、料斗等组成。 3）推料溶解系统：由减速机、干粉推料双螺杆、混合器、水射器、不锈钢搅拌器及制 备/储备罐等组成； 4）给水系统：由阀、过滤器、电磁阀、压力表、管件等组成； 5）混合水射器：独有的射流装置，可使得预浸湿药剂雾化分散。 6）控制系统：料位开关（干粉低位报警） 、电磁阀（进水电磁阀和排泥电磁阀以及放 液电磁阀） 、 液位开关 （控制制备/储备罐液位） 、 控制柜 （主要电气元件均选用施耐德） 、 计量泵（两计量泵变频器） 、螺旋送料（采用双螺旋输送，无脉动出料，做到连续均匀， 配料准确） 、药液搅拌（内旋式搅拌桨叶，使搅拌旋转力量均匀轻柔） 。 设计 1 套自动加药装置如图 2.2 以及图 2.3 所示。该设备安装于管道旁边，配药 完毕后打开放料阀即可混入管道。试拟处理污水量计算得出 0.25%的溶液，处理量为 2.5 -3.2kg/h。
第二章
总体方案 .............................................. 2
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2.1 整个装置介绍 ................................................... 2.2 主要结构 ....................................................... 2.2.1 容量 ..................................................... 2.2.2 尺寸功率 ................................................. 2.3 主机技术参数及配置 ............................................. 2.3.1 主机 WDTM X 5.4 ...........................................
图 2.2 主机主视图
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图 2.3 主机俯视图
2.2.1 容量
型号 WDTM×0.6 WDTM×1.0 WDTM×2.0 WDTM×3.0 WDTM×4.0 WDTM×5.4 WDTM×6.6 WDTM×8.4 故型号选择WDTM 3.0。 表 2.1 罐型号参数 0.5%溶液 1.0～1.2kg/h 1.8～2.3kg/h 3.8～4.7kg/h 5.1～6.4kg/h 7.7～9.5kg/h 9.8～12.0kg/h 12.9～16.0kg/h 15.6～19.1kg/h 0.25%溶液 0.5～0.6kg/h 0.9～1.1kg/h 1.9～2.3kg/h 2.5～3.2kg/h 3.8～4.7kg/h 4.9～6.0kg/h 6.8～8.6kg/h 8.3～10.4kg/h
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5.1.2 PID 控制部分 ............................................. 5.1.3 控制原理图设计 ........................................... 5.1.4 I/O 接口分配表 ........................................... 5.1.5 PLC 输入输出接线图 ....................................... 5.1.6 中断程序 ................................................
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结
论 ....................................................... 31
参考文献 ..................................................... 32 致 谢 ....................................................... 31 程序总图 ............................................. 32
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第二章 总体方案
2.1 整个装置介绍
图 2.1 株洲县污水处理现场图
（1）本设计参考株洲县路口污水处理厂自动加药系统工艺来设计，如图 2-1，本 系统具有高精确的计量装置，避免了浪费，简单易行的操作保养，使设备更具人性化， 具有粉状和液态（选配）自动进料功能设计和抗凝结加热去湿功能，独具的在线稀释 结构，扩大设备运行能力，具有比例调配功能，可依据实际需求任意调整所配置药液 浓度，使配制的药液浓度均匀适中，通过可编程 PLC 装置，可选实现待机时间自动间 歇或停顿的交叉搅拌功能，使配制的药液永远保持在最佳使用效果，配制相应的传感 器，使整套装置的操控性更加完善，亦可选用人机界面操控系统。 （2）其设备特点为两箱叠加式配药，占地面积小，药液浓度稳定，批量连续，活 性高，料粉真空吸入或大袋密闭投加，无粉尘污染并减轻人工劳动强度，不受物料形 态限制，可达到固液态兼用，干粉给料出口配有气动阀门，且有电加热系统，水汽不
第5章
编程控制部分 ......................................... 26
5.1 PLC 控制过程 .................................................. 26 5.1.1 加药系统工艺流程 ......................................... 27
第三章
机械部分的设计 ........................................ 9
3.1 螺旋直径和螺旋轴转速的确定 ..................................... 9 3.2 螺旋轴电动机的确定 ............................................ 11
1.2 自动加药设备的应用
加药装置用途加药装置是是一种具投药、搅拌、输送液体、自动控制与一体的成 套设备，他被广泛应用于电厂的原水、锅炉给水、油田地面集输脱水处理系统，石油 化工各种加药系统和废水处理系统。如投加混凝剂、磷酸盐、氨液、石灰水、水质稳 定剂（缓蚀剂） 、阻垢剂、液体杀虫剂等。工作结构原理：加药装置主要由溶液箱、搅 拌箱（带搅拌器） 、计量泵、液位计、电控柜、管路、阀门、止回阀、压力表、过滤器、 底座、扶梯等组成（可根据用户实际要求配置） 。加药装置根据所需药剂浓度，在搅拌 箱内配制，经搅拌器搅拌均匀后投入溶液箱、用计量泵（加药泵）向投药点或指定的 系统中输送所配制的溶液。成套加药装置具有结构紧凑、安全简单、操作使用简便等 特点。该装置还可根据用户不同工艺流程的要求，进行有针对性的设计、配置必要的 部件，实现功能适合（如自动远程控制） 、经济实用[9]。
第四章 各种电气元件的选型 ...................................wenku.baidu.com 13
4.1 PLC 的类型选择 ................................................ 4.1.1 输入输出模块的选择及分配 ................................. 4.1.2 S7-200 系列 CPU 选择 226 型号的 PLC 性能参数 ................ 4.1.3 EM235 模拟量输入输出模块性能参数 ........................ 4.1.4 EM232 模拟量输出模块的性能参数 .......................... 4.2 电源及存储器的选择 ............................................ 4.3 传感器的原理及其选用 .......................................... 4.3.1 线性度 ................................................ 4.3.2 迟滞性 ................................................ 4.3.3 重复性 ................................................ 4.4 真空吸料泵的选用 .............................................. 4.5 水射器的选用 .................................................. 4.5.1 水射器示意图 ............................................ 4.5.2 水射器型号及参数 ......................................... 4.6 计量泵的选用 ................................................. 4.6.1 常用计量泵 .............................................. 4.6.2 常用絮凝剂 .............................................. 13 13 13 14 15 15 16 16 17 18 19 22 22 22 23 24 24
2.2.2 尺寸功率
型号 WDTM×0.6 WDTM×1.0 WDTM×2.0 WDTM×3.0 WDTM×4.0 WDTM×5.4 WDTM×6.6 WDTM×8.4 罐尺寸 2×0.3M2 2×0.5M2 2×1.0M2 2×1.5M2 2×2.0M2 2×2.7M2 2×3.3M2 2×4.2M2 表 2.2 罐尺寸功率参数 A B C 800 1470 1530 960 1720 1670 1250 2230 1960 1430 2230 2140 1610 2780 2330 1860 2781 2560 1860 3280 2560 2000 3281 2700