硬度测定分析仪5 步闭环逻辑把垢层摁在 0.1 mm 之外

一、硬度仪的“人设”：24h 在线结垢雷达

冷却水边蒸发边浓缩，Ca²⁺、Mg²⁺ 浓度可在一夜之间从 100 mg/L 爬到 500 mg/L。硬度测定分析仪每 2 min 输出一次“Ca²⁺+Mg²⁺”总量，精度 ≤±1 % FS，相当于在“水垢爆炸阈值”上装了一颗实时雷达。

二、5 步闭环控制链

监测：光电比色 or 离子选择电极，0-500 mg/L 量程任意设定；

判断：PLC 比对设定上限（如 450 mg/L），超标 0.1 mg/L 立即报警；

排污：信号→4-20 mA→变频排污阀，开度 0-100 % 无级调节，硬度下降即关阀；

加药：硬度↑→脉冲计量泵提速，阻垢剂与 Ca²⁺ 摩尔比维持在 1:1.2，既不少也不浪费；

评估：硬度回落→LSI 自动重算，<1.0 即“安全绿灯”，整个闭环 5-10 min 完成。

三、硬阈值与“经济账”

450 mg/L：碳酸盐饱和临界，>此值 1 h 即可在 50 ℃壁面析出 0.1 mm 垢层；

600 mg/L：每升高 100 mg/L，换热系数下降 8 %，300 MW 机组年电费多支出约 120 万元；

300 mg/L：过软（LSI<-2.0）→腐蚀风险，硬度仪联动 pH 计，把 LSI 锁在 0 ± 0.3，既防垢又防蚀。

四、自动排污“节水算法”

传统定时排污：每 8 h 排 3 %，年耗新水 9 万吨。

硬度测定仪按需排污：硬度逼近上限才开阀，排污率降至 0.8 %，年节水 6 万吨，节省水费+药剂≈45 万元，硬度监测仪投入 6 万元，回收期 <2 个月。

五、硬度-阻垢剂“联动计算器”

水质硬度分析仪实时输出 Ca²⁺ 浓度 C (mg/L)，PLC 按公式自动换算阻垢剂流量：

Q = k × C × Qw / ρ

k：药剂系数 1.2-1.5 (mol/mol)

Qw：循环水量 (m³/h)

ρ：药剂有效浓度 (%)

硬度每升高 10 mg/L，泵冲程自动+2 %，保持过饱和度<1.5 倍，阻垢效率≥95 %。

六、现场安装“三要点”

取样点：回水母管、换热器出口各 1 支，避免死角死水；

旁路设计：DN15 旁通，流速 0.5-1 m/s，装 60 目过滤器，防杂质划电极；

校准：每月用 200 mg/L CaCO₃ 标液一点校准，偏差>±2 %即修正系数，确保“雷达不漂移”。

七、结语

水质硬度检测仪不是简单的“数字表”，而是冷却水系统的“防垢大脑”——它用 5 步闭环把 Ca²⁺ 浓度锁在“经济+安全”窗口，让 1 mm 水垢永远失去成形机会，最终换来的是换热效率、设备寿命与运行成本的三重优化。投资一台硬度仪，等于为冷却塔买了一份“防垢保险”，保费 2 个月电费，理赔期却长达 10 年。

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