申请日2019.12.23
公开(公告)日2020.04.07
IPC分类号F04B49/06
摘要
本发明公开了一种隔膜泵的流量控制方法及装置，包括：获取隔离泵在不同频率下的一段时间内的平均流量Q3;通过Q3计算不同频率下的污泥溢流流量Q1=Q3/K，其中K为预设值;根据污泥溢流瞬时流量Q1得到各频率区间的频率系数;根据污泥溢流流量Q1确定频率区间以及对应的频率系数，得到隔膜泵的运行频率，从而实现流量控制。本发明的隔膜泵的流量控制方法及装置具有控制精度高、加药平滑等优点。
权利要求书
1.一种隔膜泵的流量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、获取隔离泵在不同频率下的一段时间内的平均流量Q3;
S02、通过Q3计算不同频率下的污泥溢流流量Q1=Q3/K，其中K为预设值;
S03、根据污泥溢流瞬时流量Q1得到各频率区间的频率系数;
S04、根据污泥溢流流量Q1确定频率区间以及对应的频率系数，得到隔膜泵的运行频率，从而实现流量控制。
2.根据权利要求1所述的隔膜泵的流量控制方法，其特征在于，在步骤S01中，所述平均流量Q3是隔离泵处于实际运行环境下中获取的。
3.根据权利要求1或2所述的隔膜泵的流量控制方法，其特征在于，在步骤S01中，对应的频率为H11-H20共10个，其中H11=5HZ、H12=10HZ、H13=15HZ、H14=20HZ、H15=25HZ、H16=30HZ、H17=35HZ、H18=40HZ、H19=45HZ、H20=50HZ。
4.根据权利要求3所述的隔膜泵的流量控制方法，其特征在于，在步骤S02中，Q1对应各频率H11-H20的流量分别Q11-Q20，其中K取0.005-0.05。
5.根据权利要求4所述的隔膜泵的流量控制方法，其特征在于，在步骤S03中，对应Q11-Q20对应的频率区间的频率系数为K11-K20;其中K11=Q11/H11、K12=(Q12-Q11)/(H12-H11)、K13=(Q13-Q12)/(H13-H12)、K14=(Q14-Q13)/(H14-H13)、K15=(Q15-Q14)/(H15-H14)、K16=(Q16-Q15)/(H16-H15)、K17=(Q17-Q16)/(H17-H16)、K18=(Q18-Q17)/(H18-H17)、K19=(Q19-Q18)/(H19-H18)、K20=(Q20-Q19)/(H20-H19)。
6.根据权利要求5所述的隔膜泵的流量控制方法，其特征在于，所述步骤S04的具体步骤为：
4.1)在运行过程中，根据污泥溢流流量为Q1确定隔膜泵需要投加的加药流量为Q2=KQ1;
4.2)根据Q2所在的流量区间确定频率区间H1n-H1(n+1)以及对应区间的频率系数K1(n+1)，隔膜泵的运行频率H=(Q2-Q1n)/K1(n+1)+H1n。
7.一种隔膜泵的流量控制装置，其特征在于，包括污泥溢流流量检测件和控制单元，所述污泥溢流流量检测件与所述控制单元相连，用于实时检测所述污泥溢流流量并发送至所述控制单元，所述控制单元根据污泥溢流流量控制所述加药泵变频器的运行频率以实现流量控制。
8.一种隔膜泵的流量控制系统，其特征在于，包括
第一模块，用于获取隔离泵在不同频率下的一段时间内的平均流量Q3;
第二模块，用于通过Q3计算不同频率下的污泥溢流瞬时流量Q1=Q3/K，其中K为预设值;
第三模块，用于根据污泥溢流瞬时流量Q1得到各频率区间的频率系数;
第四模块，用于根据污泥溢流流量Q1确定频率区间以及对应的频率系数，得到隔膜泵的运行频率，从而实现流量控制。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1-7中任意一项所述的隔膜泵的流量控制方法的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1-7中任意一项所述的隔膜泵的流量控制方法的步骤。
说明书
一种隔膜泵的流量控制方法、装置、系统及介质
技术领域
本发明主要涉及污泥处理技术领域，特指一种隔膜泵的流量控制方法、装置、系统及介质。
背景技术
污泥经过预处理和厌氧消化后，需要进行脱水才能进行下一步处置工作。在这个过程中,消化污泥在进入板框之前需要添加三氯化铁调节污泥泥性，而三氯化铁属于强腐蚀性药剂，在目前已有的设备中，只有隔膜泵具有较强的耐腐蚀性，能够实现三氯化铁的加药作业。
污泥厌氧消化工艺目前采用自然溢流的排泥方式，其溢流流量Q1在0-150立方/小时之间(如图1所示)，呈曲线形，溢流口的高度可以根据工艺需求，可以人工进行调节，且每次进入消化池的泥量都不一样(会影响溢流量)，所以消化污泥的流量曲线特性都是变化的。根据后续工艺要求，需要在溢流出来的污泥里投加固定比例K(0.01)的三氯化铁，即三氯化铁的投加流量为Q2=KQ1=0.01Q1，其曲线特性应该是和溢流流量Q1保持一致才能满足工艺要求。
三氯化铁为强腐蚀性药剂，隔膜加药泵是其唯一理想的泵送设备。而隔膜泵有一个缺点，其输出流量Q2(瞬时流量)有脉冲现象(如图2所示，以2立方隔膜泵在20HZ运行时测量的数据)，不能平稳地输出介质。
从图1可以得知，Q1在运行过程中呈曲线性变化，而在短时间内(如一分钟内)Q1是相对比较稳定的，由于Q2=KQ1，K为固定比例值，那么Q2也应该达到稳定值才能满足工艺要求。针对这种情况，一般是用PID调节法控制隔膜泵的运行频率H(0-50HZ)，从而控制隔膜泵的输出流量Q2。根据隔膜泵的流量特性(有脉冲现象)，PID调节法为了能稳定输出流量Q2，其给出的运行频率H也应是脉冲形式的。而在实际运行过程中，由于隔膜泵输出流量变化太大(定频情况下)，PID调节法的调节时间相对过长，根本无法实现隔膜泵稳定输出Q2(如图3所示，隔膜泵在污泥溢流流量30-110m3/h之间时的运行频率)，也就无法满足在溢流出来的介质内按固定比例K加药的工艺要求。
目前，相关的专利文献有：
(1)申请号CN201420611331.4的实用新型专利提供了“一种隔膜泵流量调节控制系统”，该系统存在如下缺陷：①隔膜泵的输出流量仍然存在脉冲现象。②无法精确控制泵送流量，只能远程启停以及通过控制调节阀的开度大概控制流量的大小。
(2)申请号CN201520230732.X的实用新型专利提供了“一种隔膜泵的流量稳定装置”，该装置存在如下缺陷：①该装置的稳流隔膜泵只能输出一个流量值，无法调节流量大小;②该装置输出的流量仍然存在脉冲现象。
(3)申请号CN201611060812.0的发明专利提供了“一种智能数宇混肥调酸碱控液位装置”，该装置存在如下缺陷：①没有明确隔膜泵的流量特征曲线，不知道该流量特征曲线是瞬时流量还是累计流量以及曲线特征如何;②没有明确如何计算隔膜泵变频器信号占空比。
(4)申请号CN201611249334.8的发明专利提供了“一种气动双隔膜泵稳流稳压器”，该装置存在如下缺陷：①该装置在一定程度上可以减少隔膜泵输出流量的波动幅度，但其脉冲现象仍然存在;
另外，目前为了消减隔膜泵脉冲现象的装置种类较多，如在管线上安装缓冲装置(阻尼器之类)，可以减少脉冲的幅度，但还不能消除脉冲现象。如果有一个装置可以消除隔膜泵的脉冲现象，那么PID调节法可以很好的实现曲线性加药，这样会导致成本增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供控制精度高、加药平滑的隔膜泵的流量控制方法、装置、系统及介质。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种隔膜泵的流量控制方法，包括以下步骤：
S01、获取隔离泵在不同频率下的一段时间内的平均流量Q3;
S02、通过Q3计算不同频率下的污泥溢流流量Q1=Q3/K，其中K为预设值;
S03、根据污泥溢流瞬时流量Q1得到各频率区间的频率系数;
S04、根据污泥溢流流量Q1确定频率区间以及对应的频率系数，得到隔膜泵的运行频率，从而实现流量控制。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S01中，所述平均流量Q3是隔离泵处于实际运行环境下中获取的。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S01中，对应的频率为H11-H20共10个，其中H11=5HZ、H12=10HZ、H13=15HZ、H14=20HZ、H15=25HZ、H16=30HZ、H17=35HZ、H18=40HZ、H19=45HZ、H20=50HZ。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S02中，Q1对应各频率H11-H20的流量分别Q11-Q20，其中K取0.005-0.05。
作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S03中，对应Q11-Q20对应的频率区间的频率系数为K11-K20;其中K11=Q11/H11、K12=(Q12-Q11)/(H12-H11)、K13=(Q13-Q12)/(H13-H12)、K14=(Q14-Q13)/(H14-H13)、K15=(Q15-Q14)/(H15-H14)、K16=(Q16-Q15)/(H16-H15)、K17=(Q17-Q16)/(H17-H16)、K18=(Q18-Q17)/(H18-H17)、K19=(Q19-Q18)/(H19-H18)、K20=(Q20-Q19)/(H20-H19)。
作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤S04的具体步骤为：
4.1)在运行过程中，根据污泥溢流流量为Q1确定隔膜泵需要投加的加药流量为Q2=KQ1;
4.2)根据Q2所在的流量区间确定频率区间H1n-H1(n+1)以及对应区间的频率系数K1(n+1)，隔膜泵的运行频率H=(Q2-Q1n)/K1(n+1)+H1n。
本发明还公开了一种隔膜泵的流量控制装置，包括污泥溢流流量检测件和控制单元，所述污泥溢流流量检测件与所述控制单元相连，用于实时检测所述污泥溢流流量并发送至所述控制单元，所述控制单元根据污泥溢流流量控制所述加药泵变频器的运行频率以实现流量控制。
本发明进一步公开了一种隔膜泵的流量控制系统，包括
第一模块，用于获取隔离泵在不同频率下的一段时间内的平均流量Q3;
第二模块，用于通过Q3计算不同频率下的污泥溢流瞬时流量Q1=Q3/K，其中K为预设值;
第三模块，用于根据污泥溢流瞬时流量Q1得到各频率区间的频率系数;
第四模块，用于根据污泥溢流流量Q1确定频率区间以及对应的频率系数，得到隔膜泵的运行频率，从而实现流量控制。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的隔膜泵的流量控制方法的步骤。
本发明进一步公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的隔膜泵的流量控制方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的隔离泵的流量控制方法，通过先采用试验的方法得到隔膜泵各频率区间段的频率系数，然后再依据污泥溢流流量Q1与对应的频率系数得到隔膜泵的最终运行频率，实现平滑加药，提高加药的稳定性，避免现有瞬时流量的脉冲现象带来的影响。本发明的控制装置用于执行如上所述的方法，同样具有如上方法所述的优点，而且结构简单、操作简便。（发明人陈钢铁;王勇;刘晓峰）