自来水厂加氯消毒系统的设计
1. 工艺简介
自来水净化一般是使用氯气，而残留的余氯在加热的过程中会生成三卤甲烷这种致癌物，长期饮用会对
人体造成非常大的危害。尤其是近年来水源污染越发的严重，直接导致自来水中余氯含量的增加。所以直接
饮用自来水烧的开水也不是健康的选择，对自来水进行再净化是关键。经过净水设备净化后的自来水称为直
饮水，在保留对人体有益的矿物质的基础上吸附自来水中的余氯和其他有害物质，是真正健康的水。水健康
不容忽视。
2. 系统整体设计
2.1 控制对象的分析
自来水加氯消毒起源于 19 世纪 90 年代，时至今日，这种方法仍在沿用。消毒时氯浓度介于 0.3mg/L
和 0.5mg/L 之间，消毒后剩余氯浓度应介于 0.05mg/L 和 0.5mg/L。自来水厂将自来水供给用户之前，必须进
行消毒处理，氯气是常用的消毒剂。氯气具有很强的杀菌能力，但如果用量太少，则达不到灭菌的作用，而
用量太多，则会对人们饮用带来副作用。
给水处理中的加氯工艺是一个较难控制的环节。考虑到加氯系统消毒时氯浓度介于 0.3mg/L 和 0.5mg/L
之间，消毒后剩余氯浓度应介于 0.05mg/L 和 0.5mg/L。采用比值控制结构；针对系统参数变化较大和仪表漂
移，采用自校正控制。在对自来水厂加氯系统的实际改造中，通过建立清水池进、出口余氯的动态模型和使
用基于自适应的单闭环比值控制方案，取得了良好的控制效果。
2.2 被控量、控制量的确定
为了使气化器出口处的压力恒定和内部温度恒定，防止发生事故，应对气化器的内部的压力和温度施以
控制，其中对其影响最大的两个因素是液氯输入量和加热温度。在温度不变的前提下，当液氯输入量增加，
气化器内部产生的氯气就增加，出口的压力将上升。同样，在液氯输入量不变的情况下，蒸汽的输入量增加，
气化器的内的氯气会变得更加的活跃，出口处的压力和温度同样会升高。因此选择气化器内部的压力和温度
两个量为被控参数。
由图一的系统框图可看出，气化器内部的压力和温度分别选取液氯的流量和蒸汽流量为控制参数。
2.3 系统方案论证
本设计采用单闭环比值控制系统，原理方框图如下。
