試論化學水處理控制系統(tǒng)設計與應用

1、<p>　　試論化學水處理控制系統(tǒng)設計與應用</p><p>　　[摘要]在電廠的運行過程中化學水處理工藝對其穩(wěn)定運行有著重要的影響，為了提高化學水處理的效果，我們要不斷的提高其自動化控制水平，提高控制的準確程度，本文就化學水處理控制系統(tǒng)設計與應用進行闡述 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]化學水處理；控制系統(tǒng)；設計；應用 </p><p>　　中圖分類號：

2、S611文獻標識碼： A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　隨著當前社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電廠的規(guī)模也在不斷的擴大，化學水處理的作用就顯示更加的重要，化學水處理的控制系統(tǒng)也得到了快速的發(fā)展，我們要根據(jù)電廠的實際情況對化學水處理控制系統(tǒng)進行設計，保證其應用效果。 </p><p>　　二、化學水綜合控制系統(tǒng)是發(fā)展

3、的有效選擇 </p><p>　　1、化學水綜合化控制可達到完善的控制工藝 </p><p><b>　　（一)控制工藝 </b></p><p>　　原有的化學水處理各系統(tǒng)的可控設備采用的設計不夠合理，因此，要在改造工藝上進行創(chuàng)新，可以選擇增加電動門或氣動門的方式，完善各個子系統(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>　　原有的加藥點和加藥方式設置的不夠合理，需要進行很好的改進，可以采用先進的自動加藥裝置，統(tǒng)一進入PLC進行控制加藥，提高自動加藥水平。 </p><p><b>　　（三)監(jiān)測參數(shù) </b></p><p>　　重新按綜合系統(tǒng)考慮各子系統(tǒng)測點及監(jiān)測參數(shù)的合理性、

5、可靠性及準確性，優(yōu)化國產(chǎn)和進曰儀表的使用，使化學水系統(tǒng)在線監(jiān)測的工藝參數(shù)可靠而經(jīng)濟。 </p><p>　　2、通信網(wǎng)絡的適用性 </p><p>　　各PLC廠商為適應未來聯(lián)網(wǎng)需要，開發(fā)出具有多種解決方案的網(wǎng)絡模式，可根據(jù)電廠各化學水系統(tǒng)的不同，進行相應的綜合化控制配置方案。對各化學水子系統(tǒng)不同廠商的PLC產(chǎn)品和相應的通信協(xié)議，可采用網(wǎng)關(guān)技術(shù)或?qū)Ｓ靡蕴W(wǎng)卡進行聯(lián)網(wǎng)，將化學水集控化;針對各

6、子系統(tǒng)采用同一家PLC廠商的產(chǎn)品，通過廠家局域網(wǎng)的方式，使化學水集中化。 </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，同時由于控制功能、運算功能等模塊化消除了由于連線不當或接觸不良引發(fā)的事故。綜合系統(tǒng)完善的自診斷功能使維護人員及早發(fā)現(xiàn)設備故障，從而縮短設備平均修復時間，提高利用率。 </p>

7、<p>　　三、電廠化學水處理系統(tǒng)的特點表現(xiàn)在以下幾個方面： </p><p>　　1、處理系統(tǒng)類型的多樣集中特點 </p><p>　　在電廠的生產(chǎn)發(fā)電過程中，所產(chǎn)生的化學水可能包括許多種，而相應的化學水處理系統(tǒng)則是由較為復雜的多個處理裝置構(gòu)成，將這類多樣化的處理設備通過化學水處理系統(tǒng)的集中化設計，使得電廠的化學水處理形成一個獨立集中的龐大系統(tǒng)，形成化學水處理系統(tǒng)內(nèi)設備“多

8、而不亂”的特點。比如水處理系統(tǒng)中的凈水預處理系統(tǒng)、鍋爐補給水系統(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，但對于整個化學水處理系統(tǒng)來說，都是至關(guān)重要的組成部分。電廠化學水處理系統(tǒng)的這種多樣化設備集中控制的特點，不僅能夠方便日常的化學水處理工作進行，在應對一些突發(fā)情況的時候，也能夠針對突發(fā)的情況做出更快的應對措施，是化學水處理過程系統(tǒng)化的直接表現(xiàn)。 </p><p>　　2、處理系統(tǒng)工藝的

9、實時更新特點 </p><p>　　隨著時代的發(fā)展進步，傳統(tǒng)的化學水處理工藝已經(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水處理工藝來滿足電廠的發(fā)展。特別是近幾年來，電廠化學水處理系統(tǒng)不斷完善，根據(jù)電廠的生產(chǎn)需求，化學水的處理工藝越來越多樣化，許多從前沒有使用過的新技術(shù)在現(xiàn)在也逐漸成為了電廠化學水處理的必需工藝，完善的化學水處理系統(tǒng)具有“與時俱進”的特點，為電廠的經(jīng)濟效益提升起到明顯的推動作用。比如將

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

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

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

13、主要由兩層組成,第一層為現(xiàn)場控制層,該層是生產(chǎn)控制的執(zhí)行層,包括鍋爐補給水處理、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、服務器及工控機,構(gòu)成第二層完整的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控層與現(xiàn)場控制層之間采用冗余星型網(wǎng)絡連接,使得整個系統(tǒng)具有極高的可靠性。 </p><p><b>　　2、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) </b></p><p

14、>　　各子系統(tǒng)通過以太網(wǎng)或光纖形成網(wǎng)絡,通常采用雙纜冗余星形拓撲結(jié)構(gòu)。星形拓撲中的所有節(jié)點都連接到一個中心點,此點稱作網(wǎng)絡的主交換機。各子系統(tǒng)就地控制室均配置有冗余以太網(wǎng)交換機和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)場交換機連接,再連接到主交換機上。根據(jù)化學水系統(tǒng)的大小,選擇網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和主交換機。當系統(tǒng)所含子系統(tǒng)不多時,可以選擇一個主要子系統(tǒng)的交換機為主交換機,其他子系統(tǒng)均與此主交換機相連,形成星形網(wǎng)絡。當系統(tǒng)所含子

15、系統(tǒng)較多,系統(tǒng)龐大時,可以單獨設置主交換機,其余子系統(tǒng)均連接到此主交換機上,設置專門的冗余數(shù)據(jù)服務器,采用客戶端/服務器的模式。這樣設計的優(yōu)點在于: </p><p>　　(一)控制室中的操作員站僅與兩臺服務器進行數(shù)據(jù)交換; </p><p>　　(二)只有服務器與各個輔助車間子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換,避免了網(wǎng)絡負荷的過度集中及沖突; </p><p>　　(三)數(shù)據(jù)采集

16、及存儲僅在服務器上進行; </p><p>　　(四)系統(tǒng)維護及安裝方便。 </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、工控機。這樣,一方面同一品牌的PLC通訊方式相同,提高了服務器和操作員站的效率和實時性。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)主維護成本

17、。各子系統(tǒng)配置就地工程師站,方便在就地進行操作,也增加了系統(tǒng)的可靠性。主控制室設置至少一臺操作員站,一臺工程師站。硬件配置時要考慮留有與上一級網(wǎng)絡(DCS,SIS或輔網(wǎng))的接口。 </p><p><b>　　4、程序設計 </b></p><p>　　根據(jù)不同系統(tǒng)的控制要求,實現(xiàn)對系統(tǒng)的流程及設備的自動控制。流程控制大致分為以下幾種控制方式:手動、自動、半自動。在自

18、動、半自動方式中,將儀表參數(shù)、設備狀態(tài)考慮在控制流程當中,當儀表參數(shù)超限,設備發(fā)生故障時,對流程進行相應的保護措施,同時產(chǎn)生報警,提醒運行人員。泵、電機的控制:當泵、電機處于連鎖狀態(tài)時,可根據(jù)液位、壓力等連鎖信號實現(xiàn)自動啟停;當運行設備發(fā)生故障時,備用泵自動啟動。調(diào)節(jié)閥門、變頻電機的控制:可根據(jù)設定值以及實際值實現(xiàn)自動調(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、報警畫面、歷史趨勢畫面、報警查詢畫面、參數(shù)設定畫面、報表畫面、登錄畫面等。畫面要求有中文說明,便于操作;每操作一個設備,不超過3個操作步驟。監(jiān)控畫面要求設置權(quán)限,防止誤操作 </p><p>　　五、化學水處理中膜技術(shù)的運用 </p><p>　　膜分離技術(shù)是近幾年才開始采用的化學水處理技術(shù)，其較傳統(tǒng)工藝相比具有較多的優(yōu)點。在傳統(tǒng)

20、的化學水處理當中，特別是電廠鍋爐補給水的處理，存在著較多的手段，通常情況下會經(jīng)過過濾-軟化-分離等一系列的過程，而在這個過程中，每一項工藝都是會應用到酸堿再生電子傳遞樹脂，從而實現(xiàn)性能的恢復，所以在整個過程中會有酸堿化學污水的排放，而其工藝較為復雜，不僅需要大量的勞動力，而且處理起來也有一定的難度，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法滿足當前環(huán)保的排放標準要求。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)的弊端進行克服，其不僅操作較為簡單，同時其所需分離設備較少，結(jié)構(gòu)簡單，不需要占有大面積的地方，整個過程都是自動化控制，勞動強度較小，最重要的一點即是在整個處理的過程中都沒有酸堿廢液排出，對環(huán)境的污染極小，同時在處理過程中實現(xiàn)了高效率低能耗，同時有效的保證水品的質(zhì)量。 </p><p><b>　　六、結(jié)束語 </b></p><p>　　我們要不斷對化學水處理的