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1、引言一工艺概况及问题的提出电厂制水系统是电厂安全生产的一个极其重要的生产环节，该系统能否安全、高效、稳定运行，直接关系到电厂全厂能否实现安全生产的问题。化学制水系统存在制水量不足、运行成本居高不下等一系列问题，已经严重制约到锅炉安全、可靠及稳定用水，尤其在锅炉负荷调整状态下，矛盾更加突出。越来越多地影响到锅炉给水水质：在锅炉启炉、检修、调试、冬季供暖或事故状态大量用水情况下，除盐水供应严重不足，常常因除盐水不足，影响锅炉的正常运行，由于频繁连续地制水，运行人员劳动强度很大，致使电厂水处理系统多项工作被动，激增的年制水成本，也直接影响到电厂的整体效益。因此，通过化水系统的制水工艺研究，解决化水系
2、统长期以来存在的上述问题，对保证锅炉用水安全、降低运行成本、降耗节能、减少废水排放、洁净生产、降低劳动强度、改善工劳动条件均具有重要的实际意义。二.PLC的发展及应用随着工业生产自动化水平的不断加快，对控制系统提出了愈来愈严格的要求。随着大规模集成电路广泛应用，控制系统本身也得到长足发展，已由原来的分元件、继电器控制，发展成为大规模集成电路的微机控制。控制方式也由原来的分散控制发展为集中控制。正是在这种发展的需求下，可编程控制器应运而生 。由于可编程控制器(PLC)具有体积小、抗干扰能力强、组态灵活等优点，因而在工业控制系统中得到非常广泛的应用。PLC英文全称Programmable Logi
3、c Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC 。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入
4、和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生
5、产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。 三PLC化学制水的发展及意义化学水处理系统是很多生产过程中非常重要的外围辅机系统,。其主要是针对锅炉用水提出的。锅炉是工业生产和人们生活中使用广泛的设备之一，锅炉水的处理工作，对确保锅炉安全、经济运行、节约燃料有着重要的意义，它是锅炉运行中的一项重要的技术基础工作如果锅炉给水没有经过水处理或水处理不当，不但会缩短锅炉的使用寿命、浪费燃料，甚至会造成重大设备事故和人员伤亡目前锅炉水处理系统的工艺流程设计中使用最广泛的是离子交换法(化学处理法)和渗透法(物理处理法)传统的水处理过程多为继电器控制或人工操作，系统故障多，
6、工人劳动强度大，运行成本高等缺陷。因此，化学水处理系统具有控制设备多、工艺流程复杂、设备分散等特点。随着工业生产自动化水平的不断加快，对控制系统提出了愈来愈严格的要求。随着大规模集成电路广泛应用，控制系统本身也得到长足发展，已由原来的分立元件、继电器控制，发展成为大规模集成电路的微机控制。控制方式也由原来的分散控制发展为集中控制。正是在这种发展的需求下，可编程控制器应运而生 。由于可编程控制器(PLC)具有体积小、抗干扰能力强、组态灵活等优点，因而在工业控制系统中得到非常广泛的应用。化学水处理系统既是应用PLC控制最多的辅助系统，在化学水处理系统，可编程控制器主要用做下位机，通过程序控制及网络
7、配置检测各状态点的状态，直接控制系统的启、停和其他控制单元的投切，并将各点的状态送给上位机一一计算机，计算机综合可编程控制器和其他设设备的数据，作出相应的处理和显示。由于其具有的上述特点，因此使得该系统具有安全可靠，功能完善，操作简便等优点，大大提高了化学水处理的自动化水平。第一章 设计依据及系统对外界要求1.1，设计依据1原水水质：地下水（参考需方水质报告） 2出水水质：达到中压锅炉进水水质标准要求3处理水量： 15t/h4原水水量要求：25t/h1.2、系统对外界要求如下：1）、供水：供水管道送至进水管口。2）、供电：由用户将动力电线送至电控柜上。3）、产水：纯水泵出口阀门止。4）、场地：
8、由用户提供，设备基础及厂房由用户自建，供方提供设备平面布置及系统设备的运行负荷。5）、供气：机械过滤器反冲用压缩空气及热交换器加热蒸气由用户提供。6）、药品：调试及运行过程中所用消耗品均由用户提供。7）、废水：排至设备附近沟道中由用户送至污水处理站或排水沟。第二章 工艺流程及工艺说明2.1、工艺流程 1. 工艺流程方框图多介质过滤器源水泵源水箱自来水保安过滤器板式交换器软水器活性炭过滤器脱气装置反渗透装置高压泵除盐水箱混床纯水泵中间水箱锅炉输水泵除盐水箱PH调节装置2.2. 工艺说明：本制水系统是采用机械过滤器和活性炭过滤器作前级处理，有效除去原水中的悬浮物、泥砂、微粒、有机硅胶体、有机物、异
9、味、余氯等杂质，经软水器降低水中的总硬度，再经阻垢系统处理后，用反渗透装置作为预脱盐、去除水中绝大部分的溶解性盐类物质、细菌、热源等。为保证出水电导率符合用水要求，系统后级设置混床，处理水中残余离子物质，确保出水合格。为了提高反渗透主机的运行效能，原水进入反渗透主机前设置板式换热器，利用锅炉余热蒸汽对原水进行加温，确保反渗透膜元件长期在理想的进水温度下工作，减小高压泵多余的功率输出，从而有效减低运行成本。反渗透装置主机系统设全自动运行模式。自动程控系统采用三菱PLC(可编程控制器)作为中心控制元器件，通过多点多路水位传感器、动态压力控制器组合来实现系统的全自动运行，并利用PLC 内的时间控制程
10、序定期控制清洗水泵对反渗透膜组件进行清洗。手动操作可用于系统安装、调试和维修或自控系统出现故障时使用。第三章 系统配置设备功能概述3.1、原水箱 储存及调节原水水量，防止原水泵抽空。3.2、原水泵 为了保证系统供水的流量和压力衡定而设置。3.3、加凝聚剂系统 常含有泥沙、粘土、腐殖质、纤维素等杂质和病毒以及藻类等微生物，它们在水中都具有一定程度的稳定性，使水变浑浊、有颜色并具有其它有害作用，因而需进行澄清过滤处理，一般自来水厂已对水源进行了处理，但还无法满足反渗透的进水要求。而单独的过滤也无法达到最好的效果。因此向水中投加絮凝剂，降低水中胶体及悬浊杂质的稳定性，然后使它们聚集成较粗的凝絮，以便
11、通过过滤器，使其迅速从水中分离出去。本系统选用美国PULSAFEEDER公司生产的计量泵进行絮凝剂的投加，使投加剂量精确，运行稳定可靠。3.4 加阻垢剂系统由于反渗透的工作过程是原水从膜的一侧通过膜流向另一侧，水分子透过膜表面到达另一侧，而无机盐离子就留在原来的一侧。随着反渗透的进行，水分子不断从原水中流走，留在原水侧中的盐量逐步增大，即原水逐步得到浓缩，并最终成为浓水，从装置中排出。浓缩后水中各种离子浓度成倍增加，Ca2+、M 、Ba2+,HCO3-,SO42_、SiO2等倾向于产生结垢的离子浓度积可能大大超过平衡常数，产生严重的结垢这就需要加入高效率的专用阻垢剂，以防止反渗透浓水侧产生结垢
12、。碳酸盐结垢趋势的判断以朗格利尔饱和指数(LSI)为基准；当LSI0时结垢。3.5.机械过滤器机械过滤器是利用过滤器内的石英砂滤层对原水进行接触过滤过程。由于系统的前级设置混凝剂投加设备，水中的胶体、杂质被有效交联成颗粒较大的絮凝体，而石英砂滤层间的微小孔隙正好将絮凝体截留于滤层内，从而有效去除构成SDI指数成分的固体物质，使出水SDI值满足反渗透的进水要求。石英砂过滤的采用压力式过滤方式进行处理，该过滤方式具有：产水周期长，出水水质稳定、清洗时间短，可以与后级过滤设备串联无需设置中间贮水设备等特点。因此被广泛应用于反渗透的前级预处理系统上。3.6、活性炭过滤器原水中的浊度、胶体及部分有机物，
13、可以利用前级系统中的混凝及过滤设备去除，但分子量较小的有机物及余氯色度等物质很难利用混凝过滤的方式处理。处理该物质的最简单的方法是采用活性炭滤料进行吸附处理，由于活性炭表面满布平均直径为20-30埃（A0）的微孔，因此具有很高的吸附能力。此外，活性表面有大量的羟基级及羧基官能团，可以对各种性质的有机物进行化学吸附以及静电引力作用。因此活性炭过滤器被用作预处理系统中的深度处理设备。将有机物对反渗透系统的影响程度降至最低。3.7、软水器利用软水器内的阳离子交换树脂置换水中Ca+、Mg+等结垢物质，防止难溶盐类沉积于膜表面形成结垢现象。因需方的原水硬度太高，故软水器的选型较大，交换容积扩大以延长树脂
14、的使用时间，避免频繁再生。确保膜组件长时间运行仍可保持良好的透水能力，有效延长膜的使用寿命及提高反渗透系统产水品质的稳定性。3.8、加阻垢剂系统向原水投加适量的酸及阻垢剂络合水中Ca+、Mg+等结垢物质，防止难溶盐类沉积于膜表面形成结垢现象。确保膜组件长时间运行仍可保持良好的透水能力，有效延长膜的使用寿命及提高反渗透系统产水品质的稳定性。阻垢剂采用美国Argo公司生产的MDC220阻垢剂，投加量5g/t水，该阻垢剂有效控制碳酸钙、硫酸钙、硫酸鍶结垢，LSI 饱和指数高达+3.0仍不结垢，液体的投加的PH范围5-9，无需进行酸碱PH调节。该系统采用美国进口PULSAFEEDER计量泵进行药剂的投
15、加，投加量准确且设备的稳定性能好。3.9、板式换热器由于反渗透膜元件的透水量与进水温度有很大的关系，当进水温度下降时同一压力下的透水量会随温度下降，如需维持透水量，必需选用功率较大 高压泵。为了提高反渗透主机的运行效能，原水进入反渗透主机前设置板式换热器，利用锅炉余热蒸汽对原水进行加温，确保反渗透膜元件长期在理想的进水温度下工作，减小高压泵多余的功率输出，从而有效减低运行成本。3.10、保安过滤器（5m）设置该设备主要是对反渗透系统进水进行第三级过滤，目的是减低或消除前处理设备漏出的滤料碎粒，从而起到最后保护作用，确保最终进入反渗透系统的水符合要求。3.11、精密过滤器（1m）设置该设备主要是对反渗透系统进水进行第四级过滤，目的是减低或消除前处理设备漏出的滤料碎粒，从而起到最后保护作用，确保最终进入反渗透系统的水符合要求。3.12、反渗透装置系统中的反渗透装置采用世界上最先进的聚酰胺复合膜元件(TFC膜 )为主要元件，其单根膜的脱盐率99.5%,系统脱盐率97-99%，并可有效去除水中的悬浮微粒、有机硅胶体、有机物、细菌、病毒、致热原等杂质。为保证RO装置的性能稳定和长期运行，装置内设置了定时自动冲洗装置。不锈钢高压泵选用丹麦
