試論化學(xué)水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、<p>　　試論化學(xué)水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用</p><p>　　[摘要]在電廠的運(yùn)行過(guò)程中化學(xué)水處理工藝對(duì)其穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的影響，為了提高化學(xué)水處理的效果，我們要不斷的提高其自動(dòng)化控制水平，提高控制的準(zhǔn)確程度，本文就化學(xué)水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行闡述 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]化學(xué)水處理；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號(hào)：

2、S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電廠的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，化學(xué)水處理的作用就顯示更加的重要，化學(xué)水處理的控制系統(tǒng)也得到了快速的發(fā)展，我們要根據(jù)電廠的實(shí)際情況對(duì)化學(xué)水處理控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證其應(yīng)用效果。 </p><p>　　二、化學(xué)水綜合控制系統(tǒng)是發(fā)展

3、的有效選擇 </p><p>　　1、化學(xué)水綜合化控制可達(dá)到完善的控制工藝 </p><p><b>　?。ㄒ?控制工藝 </b></p><p>　　原有的化學(xué)水處理各系統(tǒng)的可控設(shè)備采用的設(shè)計(jì)不夠合理，因此，要在改造工藝上進(jìn)行創(chuàng)新，可以選擇增加電動(dòng)門或氣動(dòng)門的方式，完善各個(gè)子系統(tǒng)以及它們之間的聯(lián)系和功能。 </p><p&

4、gt;<b>　?。ǘ?加藥工藝 </b></p><p>　　原有的加藥點(diǎn)和加藥方式設(shè)置的不夠合理，需要進(jìn)行很好的改進(jìn)，可以采用先進(jìn)的自動(dòng)加藥裝置，統(tǒng)一進(jìn)入PLC進(jìn)行控制加藥，提高自動(dòng)加藥水平。 </p><p><b>　?。ㄈ?監(jiān)測(cè)參數(shù) </b></p><p>　　重新按綜合系統(tǒng)考慮各子系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)及監(jiān)測(cè)參數(shù)的合理性、

5、可靠性及準(zhǔn)確性，優(yōu)化國(guó)產(chǎn)和進(jìn)曰儀表的使用，使化學(xué)水系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)的工藝參數(shù)可靠而經(jīng)濟(jì)。 </p><p>　　2、通信網(wǎng)絡(luò)的適用性 </p><p>　　各PLC廠商為適應(yīng)未來(lái)聯(lián)網(wǎng)需要，開(kāi)發(fā)出具有多種解決方案的網(wǎng)絡(luò)模式，可根據(jù)電廠各化學(xué)水系統(tǒng)的不同，進(jìn)行相應(yīng)的綜合化控制配置方案。對(duì)各化學(xué)水子系統(tǒng)不同廠商的PLC產(chǎn)品和相應(yīng)的通信協(xié)議，可采用網(wǎng)關(guān)技術(shù)或?qū)Ｓ靡蕴W(wǎng)卡進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，將化學(xué)水集控化;針對(duì)各

6、子系統(tǒng)采用同一家PLC廠商的產(chǎn)品，通過(guò)廠家局域網(wǎng)的方式，使化學(xué)水集中化。 </p><p>　　3、控制系統(tǒng)具有較高的安全性 </p><p>　　由于綜合控制系統(tǒng)全部采用PLC。硬件的平均故障率大大下降，同時(shí)由于控制功能、運(yùn)算功能等模塊化消除了由于連線不當(dāng)或接觸不良引發(fā)的事故。綜合系統(tǒng)完善的自診斷功能使維護(hù)人員及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，從而縮短設(shè)備平均修復(fù)時(shí)間，提高利用率。 </p>

7、<p>　　三、電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： </p><p>　　1、處理系統(tǒng)類型的多樣集中特點(diǎn) </p><p>　　在電廠的生產(chǎn)發(fā)電過(guò)程中，所產(chǎn)生的化學(xué)水可能包括許多種，而相應(yīng)的化學(xué)水處理系統(tǒng)則是由較為復(fù)雜的多個(gè)處理裝置構(gòu)成，將這類多樣化的處理設(shè)備通過(guò)化學(xué)水處理系統(tǒng)的集中化設(shè)計(jì)，使得電廠的化學(xué)水處理形成一個(gè)獨(dú)立集中的龐大系統(tǒng)，形成化學(xué)水處理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備“多

8、而不亂”的特點(diǎn)。比如水處理系統(tǒng)中的凈水預(yù)處理系統(tǒng)、鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、各種廢水處理系統(tǒng)等等，雖然各自發(fā)揮著各自的作用，但對(duì)于整個(gè)化學(xué)水處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，都是至關(guān)重要的組成部分。電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)的這種多樣化設(shè)備集中控制的特點(diǎn)，不僅能夠方便日常的化學(xué)水處理工作進(jìn)行，在應(yīng)對(duì)一些突發(fā)情況的時(shí)候，也能夠針對(duì)突發(fā)的情況做出更快的應(yīng)對(duì)措施，是化學(xué)水處理過(guò)程系統(tǒng)化的直接表現(xiàn)。 </p><p>　　2、處理系統(tǒng)工藝的

9、實(shí)時(shí)更新特點(diǎn) </p><p>　　隨著時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)的化學(xué)水處理工藝已經(jīng)逐漸不能滿足現(xiàn)代電廠生產(chǎn)發(fā)展的需要，需要更多新型的化學(xué)水處理工藝來(lái)滿足電廠的發(fā)展。特別是近幾年來(lái)，電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)不斷完善，根據(jù)電廠的生產(chǎn)需求，化學(xué)水的處理工藝越來(lái)越多樣化，許多從前沒(méi)有使用過(guò)的新技術(shù)在現(xiàn)在也逐漸成為了電廠化學(xué)水處理的必需工藝，完善的化學(xué)水處理系統(tǒng)具有“與時(shí)俱進(jìn)”的特點(diǎn)，為電廠的經(jīng)濟(jì)效益提升起到明顯的推動(dòng)作用。比如將

10、超濾、反滲透膜處理以及EDI電除鹽等技術(shù)應(yīng)用到化學(xué)水處理中，代替原來(lái)離子交換除鹽，就是化學(xué)水處理系統(tǒng)中新工藝應(yīng)用的最直接表現(xiàn)，不僅提高了化學(xué)水處理效果，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，更重要是杜絕了離子交換處理時(shí)，再生交換器所產(chǎn)生的酸堿廢液，避免了對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的污染，提升了經(jīng)濟(jì)效益，還簡(jiǎn)化了離子交換化學(xué)水處理設(shè)備的繁瑣系統(tǒng)，使化學(xué)水處理工藝變得更加高效，也更加簡(jiǎn)單高效。 </p><p>　　3、處理系統(tǒng)理念的生態(tài)環(huán)保特點(diǎn)

11、</p><p>　　在我國(guó)推行可持續(xù)發(fā)展道路的背景之下，傳統(tǒng)的化學(xué)水處理理念已經(jīng)并不適用于當(dāng)今的電廠發(fā)展，與國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針背道而馳。為了響應(yīng)國(guó)家生態(tài)環(huán)保的經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念，在化學(xué)水處理系統(tǒng)中，也應(yīng)該以生態(tài)環(huán)保為基本原則，實(shí)現(xiàn)化學(xué)水的零污染排放。如今，生態(tài)環(huán)保理念下的化學(xué)水處理系統(tǒng)最為突出的特點(diǎn)也正是其“綠色處理”的特點(diǎn)，也是化學(xué)水處理工藝改進(jìn)的主要依據(jù)原則。 </p><p>　　另外，

12、除了化學(xué)水的零污染排放之外，電廠化學(xué)水后處理系統(tǒng)的“綠色處理”特點(diǎn)還表現(xiàn)在提高水資源的利用率，以及節(jié)約使用水資源等方面，真正實(shí)現(xiàn)了“節(jié)能減排”的發(fā)展理念。 </p><p>　　四、化學(xué)水處理全自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)方案 </p><p><b>　　1、系統(tǒng)概述 </b></p><p>　　化學(xué)水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)采用”集中監(jiān)測(cè),分散控制”的方式。

13、主要由兩層組成,第一層為現(xiàn)場(chǎng)控制層,該層是生產(chǎn)控制的執(zhí)行層,包括鍋爐補(bǔ)給水處理、凝結(jié)水精處理等各子系統(tǒng)的PLC,以及就地控制室上位監(jiān)控系統(tǒng);第二層為系統(tǒng)監(jiān)控層,采用光纖、光纖收發(fā)器、交換機(jī)、服務(wù)器及工控機(jī),構(gòu)成第二層完整的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控層與現(xiàn)場(chǎng)控制層之間采用冗余星型網(wǎng)絡(luò)連接,使得整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性。 </p><p><b>　　2、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) </b></p><p

14、>　　各子系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)或光纖形成網(wǎng)絡(luò),通常采用雙纜冗余星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。星形拓?fù)渲械乃泄?jié)點(diǎn)都連接到一個(gè)中心點(diǎn),此點(diǎn)稱作網(wǎng)絡(luò)的主交換機(jī)。各子系統(tǒng)就地控制室均配置有冗余以太網(wǎng)交換機(jī)和PLC的冗余以太網(wǎng)接口模塊。PLC的以太網(wǎng)接口模塊與現(xiàn)場(chǎng)交換機(jī)連接,再連接到主交換機(jī)上。根據(jù)化學(xué)水系統(tǒng)的大小,選擇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和主交換機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)所含子系統(tǒng)不多時(shí),可以選擇一個(gè)主要子系統(tǒng)的交換機(jī)為主交換機(jī),其他子系統(tǒng)均與此主交換機(jī)相連,形成星形網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)系統(tǒng)所含子

15、系統(tǒng)較多,系統(tǒng)龐大時(shí),可以單獨(dú)設(shè)置主交換機(jī),其余子系統(tǒng)均連接到此主交換機(jī)上,設(shè)置專門的冗余數(shù)據(jù)服務(wù)器,采用客戶端/服務(wù)器的模式。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于: </p><p>　　(一)控制室中的操作員站僅與兩臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換; </p><p>　　(二)只有服務(wù)器與各個(gè)輔助車間子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,避免了網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的過(guò)度集中及沖突; </p><p>　　(三)數(shù)據(jù)采集

16、及存儲(chǔ)僅在服務(wù)器上進(jìn)行; </p><p>　　(四)系統(tǒng)維護(hù)及安裝方便。 </p><p><b>　　3、硬件配置 </b></p><p>　　各子系統(tǒng)盡量選擇同一品牌的PLC、交換機(jī)、工控機(jī)。這樣,一方面同一品牌的PLC通訊方式相同,提高了服務(wù)器和操作員站的效率和實(shí)時(shí)性。另一方面,選擇同一品牌的硬件,備品備件可互相使用,減少業(yè)主維護(hù)成本

17、。各子系統(tǒng)配置就地工程師站,方便在就地進(jìn)行操作,也增加了系統(tǒng)的可靠性。主控制室設(shè)置至少一臺(tái)操作員站,一臺(tái)工程師站。硬件配置時(shí)要考慮留有與上一級(jí)網(wǎng)絡(luò)(DCS,SIS或輔網(wǎng))的接口。 </p><p><b>　　4、程序設(shè)計(jì) </b></p><p>　　根據(jù)不同系統(tǒng)的控制要求,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的流程及設(shè)備的自動(dòng)控制。流程控制大致分為以下幾種控制方式:手動(dòng)、自動(dòng)、半自動(dòng)。在自

18、動(dòng)、半自動(dòng)方式中,將儀表參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)考慮在控制流程當(dāng)中,當(dāng)儀表參數(shù)超限,設(shè)備發(fā)生故障時(shí),對(duì)流程進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)措施,同時(shí)產(chǎn)生報(bào)警,提醒運(yùn)行人員。泵、電機(jī)的控制:當(dāng)泵、電機(jī)處于連鎖狀態(tài)時(shí),可根據(jù)液位、壓力等連鎖信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停;當(dāng)運(yùn)行設(shè)備發(fā)生故障時(shí),備用泵自動(dòng)啟動(dòng)。調(diào)節(jié)閥門、變頻電機(jī)的控制:可根據(jù)設(shè)定值以及實(shí)際值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。 </p><p><b>　　5、監(jiān)控畫面 </b></p&

19、gt;<p>　　主要包括系統(tǒng)畫面、操作畫面、報(bào)警畫面、歷史趨勢(shì)畫面、報(bào)警查詢畫面、參數(shù)設(shè)定畫面、報(bào)表畫面、登錄畫面等。畫面要求有中文說(shuō)明,便于操作;每操作一個(gè)設(shè)備,不超過(guò)3個(gè)操作步驟。監(jiān)控畫面要求設(shè)置權(quán)限,防止誤操作 </p><p>　　五、化學(xué)水處理中膜技術(shù)的運(yùn)用 </p><p>　　膜分離技術(shù)是近幾年才開(kāi)始采用的化學(xué)水處理技術(shù)，其較傳統(tǒng)工藝相比具有較多的優(yōu)點(diǎn)。在傳統(tǒng)

20、的化學(xué)水處理當(dāng)中，特別是電廠鍋爐補(bǔ)給水的處理，存在著較多的手段，通常情況下會(huì)經(jīng)過(guò)過(guò)濾-軟化-分離等一系列的過(guò)程，而在這個(gè)過(guò)程中，每一項(xiàng)工藝都是會(huì)應(yīng)用到酸堿再生電子傳遞樹脂，從而實(shí)現(xiàn)性能的恢復(fù)，所以在整個(gè)過(guò)程中會(huì)有酸堿化學(xué)污水的排放，而其工藝較為復(fù)雜，不僅需要大量的勞動(dòng)力，而且處理起來(lái)也有一定的難度，需要占較大的面積及投入較高的成本才能完成。最主要的是其所排放的酸堿廢液無(wú)法滿足當(dāng)前環(huán)保的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。而利用膜分離技術(shù)則可以有效的將傳統(tǒng)水處

21、理技術(shù)的弊端進(jìn)行克服，其不僅操作較為簡(jiǎn)單，同時(shí)其所需分離設(shè)備較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要占有大面積的地方，整個(gè)過(guò)程都是自動(dòng)化控制，勞動(dòng)強(qiáng)度較小，最重要的一點(diǎn)即是在整個(gè)處理的過(guò)程中都沒(méi)有酸堿廢液排出，對(duì)環(huán)境的污染極小，同時(shí)在處理過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了高效率低能耗，同時(shí)有效的保證水品的質(zhì)量。 </p><p><b>　　六、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　我們要不斷對(duì)化學(xué)水處理的