浅层砂过滤器的自动化控制在循环水系统中的应用案例

浅层砂过滤器自动化控制在循环水系统中的应用案例

浅层砂过滤器的自动化控制依托“传感检测-PLC中枢-执行机构”闭环体系，可精准适配不同行业循环水系统的工况需求，尤其在大流量、高杂质负荷、连续运行场景中，能通过无人值守运维、精准反洗调控、能耗优化等优势，解决水质稳定与高效运行的核心痛点。以下结合多行业典型案例，详解其自动化控制的应用逻辑与实际价值。

一、冶金行业：印尼华山镍钴湿法冶炼循环水系统

1. 项目背景

该项目为全球大型镍钴资源项目，采用高压酸浸（HPAL）湿法冶炼工艺，年产12万吨镍金属量氢氧化镍钴中间产品。冶炼区循环水含酸雾腐蚀产物、矿粉悬浮物等杂质，且印尼当地高温高湿，对设备防腐、自动化程度及环境适应性要求极高，需保障24小时连续供水且水质稳定。

2. 自动化控制方案

项目配置21套碳钢防腐内衬浅层砂过滤器，核心采用西门子S7-1200 PLC控制系统，通过Profibus-DP通讯与工厂DCS系统无缝对接，实现全流程自动化联动：

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触发机制：采用“压差为主+时间备用”双触发逻辑，预设进出口压差0.08MPa为反洗阈值，备用反洗周期设定为12小时，适配冶炼工况下杂质波动大的特点；

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执行控制：配备IP65防护等级自动阀门，反洗阶段通过PLC时序指令控制进气阀、反洗水阀、排污阀联动，采用气水联合反洗模式，单单元反洗时长1.5分钟，轮序反洗不中断整体供水；

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远程运维：所有运行参数（压差、流量、反洗频次）实时上传至DCS系统，支持远程监控、参数调整及故障报警，适配海外项目无人值守需求。

3. 应用效果

过滤器稳定将循环水悬浮物含量控制在5mg/L以下，浊度≤3NTU，有效避免矿粉杂质堵塞换热器与管道；自动化反洗耗水量仅为过滤水量的2%，且模块化结构配合自动控制，大幅缩短现场安装与维护周期，在高温高湿环境下实现连续无故障运行，为高压酸浸工艺提供可靠水质保障。

二、钢铁行业：大型钢厂炼钢精炼浊循环水系统

1. 项目背景

钢厂炼钢精炼工艺的浊循环水含大量氧化铁皮、铁屑、泥沙等杂质，若直接进入冷却塔与换热设备，易造成管道堵塞、换热器结垢，导致冷却效率下降、设备停机检修频繁。项目需处理循环水旁滤量5%的水体，保障系统24小时连续运行，同时降低运维成本。

2. 自动化控制方案

采用多单元并联浅层砂过滤器系统，配置PLC自动控制系统，针对性优化钢铁行业杂质特性设计控制逻辑：

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检测与触发：进出口安装高精度压差传感器，设定压差0.08MPa触发反洗，同步搭配流量传感器监测旁滤流量，避免因杂质突增导致过滤失效；

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反洗控制：采用“先气洗后气水联洗”时序程序，气洗15秒剥离滤料表面铁屑杂质，气水联洗30秒深度清洗，单单元反洗总时长不超过1分钟，多单元轮序反洗确保整体供水稳定；

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故障保护：当出现阀门卡滞、压差异常超标（≥0.15MPa）时，系统自动触发声光报警，同时切断故障单元进水，切换至备用单元，防止影响主循环水系统。

3. 应用效果

循环水浊度稳定控制在10NTU以下，出水浊度≤3NTU，管道堵塞次数减少80%，换热器清洗周期从每月数次延长至半年以上；每年节省设备维护费用超500万元，循环水利用率从65%提升至80%，显著降低新水补充量与能耗。

三、化工行业：加氢装置循环水系统技改项目

1. 项目背景

东方公司可赛公司加氢装置循环水因悬浮物超标，导致换热效率下降、设备磨损加剧，需通过技改提升水质，同时适配化工生产连续化、低运维成本的需求。项目核心目标为降低循环水浊度，延长换热器使用寿命，实现自动化无人值守运维。

2. 自动化控制方案

新增1套全自动浅层砂过滤器，采用PLC微电脑控制器，优化反洗参数适配加氢工况：

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参数适配：结合加氢循环水水质特性，调试设定反洗周期为8小时，压差触发阈值0.06MPa，兼顾过滤效果与节水需求；

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联动控制：与原有循环水系统水泵、加药装置联动，过滤单元启动时自动同步调整加药剂量，反洗阶段暂停对应区域加药，避免药剂浪费；

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运维优化：配备触摸屏人机交互界面，可实时查看运行数据、修改反洗参数，同时具备故障记录功能，便于后期运维分析。

3. 应用效果

设备试运行两个月内，循环水出水水质达标，换热器换热效率显著提升，节约用水1000余吨；无需专人值守操作，仅通过定期巡检即可保障稳定运行，大幅降低人工运维成本，为加氢装置长周期高效运行奠定基础。

四、市政行业：商业综合体小区中水回用预处理系统

1. 项目背景

某城市商业综合体配套小区，需将生化处理后的生活污水（出水浊度10-30NTU、SS15-25mg/L）处理后，用于绿化灌溉与道路冲洗。项目场地紧凑，要求设备占地面积小、自动化程度高，适配物业低运维成本管理需求。

2. 自动化控制方案

选用小型模块化浅层砂过滤器，配置一体化自动控制系统，简化结构同时保障处理效果：

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触发逻辑：采用“压差+浊度”双参数触发，压差阈值0.05MPa，浊度触发值5NTU，确保出水水质稳定达标；

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反洗控制：采用内源反洗模式，无需外部冲洗水源，反洗水取自过滤后清水，单单元反洗时长2分钟，耗水量仅为过滤水量的1.5%；

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便捷运维：系统自动记录运行时长、反洗次数等数据，故障时触发本地声光报警，适配物业非专业运维人员管理场景。

3. 应用效果

处理后出水SS降至10mg/L以下、浊度≤5NTU，完全满足绿化灌溉与道路冲洗水质要求；设备占地面积仅为传统过滤器的1/3，自动化运行无需专人操作，大幅降低物业运维成本，实现中水资源化高效利用。

五、案例共性总结与核心价值

上述案例覆盖不同行业循环水场景，浅层砂过滤器自动化控制均体现出三大核心价值：一是通过“压差/时间/浊度”多维度触发逻辑，精准匹配不同工况杂质负荷，保障水质稳定的同时避免过度反洗；二是依托PLC/DCS联动与轮序反洗控制，实现连续供水无中断，适配工业与市政连续运行需求；三是自动化运维大幅降低人工成本，配合高效反洗技术，节水节电效果显著，助力企业实现节能减排目标。

其自动化控制的核心优势在于“工况适配性”，可根据循环水水质、流量、环境条件灵活调整参数，既适用于高温高湿、腐蚀严重的冶金化工场景，也可适配场地受限、运维能力薄弱的市政场景，成为循环水系统水质保障的核心设备。