基于超濾和反滲透工藝的中水回用控制系統(tǒng)設(shè)計

基于超濾和反滲透工藝的中水回用控制系統(tǒng)設(shè)計

港石化廠采用超濾（uf）和反滲透（ro）技術(shù)，對廢水處理廠進行了375噸和h.t的深度處理，從而達到了減少污染和改善，并取得了良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。中水回用系統(tǒng)工藝復(fù)雜,監(jiān)控參數(shù)多,控制系統(tǒng)至關(guān)重要。文章結(jié)合該系統(tǒng)基本工藝流程,介紹大港石化廠中水回用自動控制系統(tǒng)。1除氧器系統(tǒng)大港石化廠中水回用系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。系統(tǒng)進水為污水廠二級出水,出水至動力車間混床,經(jīng)加氨等處理后進入除氧器系統(tǒng)。系統(tǒng)主體設(shè)備為超濾和反滲透裝置。超濾前配置自清洗過濾器;反滲透裝置前設(shè)5μm保安過濾器。2回收水系統(tǒng)2.1plc的參數(shù)控制系統(tǒng)采用IPC+PLC+就地控制方式,如圖2所示?？刂剖以O(shè)置2臺IPC610研華工控機,互為冗余,HMI軟件為iFix3.0。PLC采用MODICONQUANTUM140系列,PLC1作為本地分站,包括CPU、Ethernet適配器、處理器接口模塊以及DI、DO、AI、AO模塊,主要對應(yīng)超濾系統(tǒng)控制;PLC2、PLC3作為遠程分站,配置處理器接口模塊以及DI、DO、AI、AO模塊,分別對應(yīng)反滲透系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)控制。就地設(shè)置10臺現(xiàn)場控制柜,直接與現(xiàn)場測控儀表和設(shè)備連接。2.2控制合理的啟?？刂撇僮骺蓪崿F(xiàn)超維保護后系統(tǒng)運行安全和系系統(tǒng)中,所有被控對象及過程參數(shù)在水處理控制室內(nèi)通過PLC-HMI進行集中監(jiān)控,主要工藝系統(tǒng)設(shè)備按程控步序運行操作;運行人員在控制室內(nèi)以操作員站的LCD和操作鍵盤作為主要監(jiān)視和控制手段(不設(shè)常規(guī)控制儀表盤),對控制范圍內(nèi)的系統(tǒng)或設(shè)備進行啟停控制操作和運行狀態(tài)及過程參數(shù)監(jiān)視,系統(tǒng)或設(shè)備故障及參數(shù)越限時自動報警、設(shè)備聯(lián)鎖或系統(tǒng)自動停機保護。也可在HMI上進行軟手操或在就地控制箱上對單個設(shè)備進行啟停及開關(guān)的操作。2.2.1自清洗過濾器該部分主設(shè)備為三臺自清洗過濾器,可以在控制室遠程監(jiān)控其運行狀態(tài),也設(shè)有就地控制。自清洗過濾器設(shè)有差壓開關(guān),壓力高時自動反洗,或可定時反洗,保證過濾器正常過濾性能。過濾器出口設(shè)混熱器,混熱器設(shè)溫度控制回路,根據(jù)出水水溫變化調(diào)整加熱蒸汽流量,保證出水水溫恒定。2.2.2超濾系統(tǒng)運行工況本工程中設(shè)置三套100t/h超濾,系統(tǒng)設(shè)置為3個系列單元,每系列都能單獨運行,也可同時并列運行?？刂品绞綖槿N:程控、HMI軟手操、就地控制箱操作。正常工況下,超濾系統(tǒng)按程控步序自動運行(制水/正沖/反洗/備用/停運)。超濾裝置3列可分別選擇投入運行或停運,HMI軟手操只作為超濾系統(tǒng)單體設(shè)備調(diào)試、檢修或隔離功能用,可在HMI上單手操各工藝泵啟動/停止、或閥門開啟/關(guān)閉。就地控制箱上也可以操作各工藝閥門開、關(guān),也可以作為超濾系統(tǒng)單體設(shè)備調(diào)試、檢修或隔離功能用。超濾裝置持續(xù)產(chǎn)出滿足需要的過濾水,需要合格的進水水質(zhì)、合適的反洗時間間隔、及時有效的化學(xué)清洗。超濾裝置監(jiān)控參數(shù)主要包括進水壓力、濃水壓力、產(chǎn)水壓力、進出口母管電導(dǎo)、PH和流量、反洗泵出口壓力和流量等。2.2.3與超濾系統(tǒng)聯(lián)動運行系統(tǒng)配置3套75t/h反滲透設(shè)備,設(shè)置為3個系列單元,每系列都能單獨運行,也可同時運行?？刂品绞桨ǔ炭?正常運行)、HMI軟手操和就地控制箱硬手操三種。反滲透系統(tǒng)正常工況下與超濾系統(tǒng)聯(lián)動運行;若超濾水箱滿足液位要求,反滲透裝置也可單獨運行。其功能與超濾類似。反滲透裝置采用母管式并聯(lián)運行,在中央控制室IPC設(shè)有反滲透主控盤,每套RO裝置設(shè)有就地控制盤和集中控制壓力盤,在進水母管附近設(shè)有進水水質(zhì)控制盤,控制盤上有進水電導(dǎo)率表、進水溫度表、進水總流量表、進水PH表、進水余氯表以及產(chǎn)品水流量表、濃水流量表、產(chǎn)水電導(dǎo)率表等。2.2.4單回路自動投加及控制方式超濾和反滲透系統(tǒng)設(shè)化學(xué)加藥裝置5套。加藥量的控制通過設(shè)在各母管上在線流量計、ORP計及pH控制儀輸出的信號對各計量泵實現(xiàn)單回路自動投加,同時也能手動調(diào)節(jié)操作實現(xiàn)?？刂品绞桨ǔ炭?、單手操和就地操作。正常工況下為程控加藥,加藥裝置隨主系統(tǒng)程控自動投入運行,隨流量或水質(zhì)變化變頻控制加藥量,保證系統(tǒng)水質(zhì)要求。單手操可在HMI上軟手操,遠方啟停加藥裝置及設(shè)定加藥量。就地操作每套加藥裝置的就地控制箱,可以實現(xiàn)就地操控功能。2.2.5超濾及反滲透清洗系統(tǒng)投運時間本部分主設(shè)備為清洗加藥裝置及控制箱,控制方式采用就地操作。超濾及反滲透清洗系統(tǒng)幾個月或半年投運一次,為非經(jīng)常性操作。清洗裝置設(shè)就地控制箱,就地啟、停清洗泵及溶液箱加熱溫控,設(shè)有流量計可就地監(jiān)視清洗流量。3保護系統(tǒng)3.1高壓泵出口水壓過壓保護開關(guān)工作原理反滲透裝置的高壓泵進出口都裝有低壓保護開關(guān)和高壓保護開關(guān)。當供水量不足時高壓泵入口的水壓低于某一設(shè)定值,低壓保護開關(guān)會自動發(fā)出信號停止高壓泵,保護高壓泵不在空轉(zhuǎn)情況下工作。當因其它的原因誤操作,使高壓泵的出口壓力超過某一設(shè)定值時,高壓保護開關(guān)會自動切斷高壓泵供電,保護系統(tǒng)不在高壓下運行。3.2慢開電動閥門當反滲透投入運行時,為了防止高壓泵突然起動升壓產(chǎn)生對反滲透膜元件的高壓沖擊破壞反滲透膜,在反滲透裝置的高壓泵出口至反滲透膜組件之間設(shè)置一個慢開電動閥門,由可編程序控制器(PLC)控制緩慢打開閥門,使膜元件逐漸升壓至一定的壓力。為了防止誤操作,在反滲透產(chǎn)水端設(shè)置爆破裝置,在超高壓的情況下自然爆破泄壓3.3自動運行現(xiàn)象裝置在自動模式下運行,當下面的一些情況發(fā)生時,裝置會發(fā)生自動關(guān)閉或不能投入自動運行現(xiàn)象:(1)供水泵沒接到運行指令,或者供水泵的手動開關(guān)沒有置于自動狀態(tài);(2)超濾進水壓力過高(超出0.35MPa);(3)超濾膜組件的過膜壓差過高(超出0.24MPa)。4中水回用和運行管理關(guān)系中國水資源不足,屬世界上13個貧水國之一,通過中水回用,實現(xiàn)污水資源化,是水處理行業(yè)近年來十分關(guān)注的課題。但