發(fā)電廠凝結(jié)水精處理系統(tǒng)

摘要凝結(jié)水精處理是火力是發(fā)電廠汽水處理系統(tǒng)的重要過程，其目的是將做功后的凝結(jié)水經(jīng)過處理后返回到鍋爐給水系統(tǒng)。如果凝結(jié)水的水質(zhì)是不合格的則會引起鍋爐換熱器、汽輪機(jī)葉片等結(jié)垢或損壞，對整個鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行造成嚴(yán)重后果，因此，可靠和高效的運(yùn)行體系對電廠環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重大的意義，凝結(jié)水精處理的運(yùn)行話題已經(jīng)成為了國內(nèi)外的重點(diǎn)專研對象。本文研究的是基于plc的汽機(jī)凝結(jié)水精處理運(yùn)行單元控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，分析了凝結(jié)水精處理的工作原理，據(jù)此建立了高速混床單元、前置陽床的運(yùn)行流程。本文研究了精處理運(yùn)行系統(tǒng)包括系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，最終確定了以plc為控制核心擬采用組態(tài)監(jiān)控的搭配方案。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)前置陽床和高速混床的運(yùn)行功能，根據(jù)前置陽床和高速混床的運(yùn)行原理，最終確定了以西門S7-200系列plc為控制核心，在這個基礎(chǔ)上完成梯形圖和電氣原理圖，最終完成整體運(yùn)行單元的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水精處理；PLC；火電廠AbstractThereactionofwatertreatmentisanimportantpartoftheflowsystem.Ifyoucondense.Thewaterthentransferstheheatfromtheboilerasaresultofbladeexpansionortheboilersystemasawhole.Environmentalandoperatingsystemimportanceofcondensateincoal-firedpowerplants.Becameamorepracticalsubject,moreworthyofattentiontotheresearchobject.Analgorithm-basedalgorithmdevelopedtocontrolandprocessthecondensers,studieshowthemachineoperates,andcreatesaprocessbetweentheconnectiontothefastbedandthereservation.ThisstudyexaminestheuseofhardwareandhardwaredesignsinsophisticatedoperatingsystemstoidentifycomponentsthatcanbemonitoredandconfiguredusingPLCSascontrolcenters.Thissystemcanrunbedsandstirringbedsefficiently.Basedontheoperatingprinciplesofthepreviousrecliningandquick-mixbeds,theSimons7200wascompletedandworkedforacompanyintheSimons7200series.Onthisbasis,thesensorandelectronicsystemaredrawn,whichallcarryoutthecontrolcomponentssimulatedinthewholeoperation.Keywords:condensate;recovery;PLC;fullclosure第1章緒論1.1課題的來源及研究的目的和意義火力發(fā)電廠通過水蒸氣進(jìn)行做功，電廠中鍋爐的給水由汽輪機(jī)的凝結(jié)水和化學(xué)給水組成，所以汽水系統(tǒng)是電廠中最為重要的系統(tǒng)，其中凝結(jié)水用量占據(jù)給水量的絕大部分。所以給水質(zhì)量不僅取決于給水水質(zhì)還取決于凝結(jié)水水質(zhì)，而火電廠都是高參數(shù)機(jī)組，對水質(zhì)的要求更高，由于機(jī)組的高參數(shù)，所以蒸汽溶解鹽的程度就更高，在這個過程中鹽分被帶入機(jī)組中沉淀，沉淀的鹽分影響汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此凝結(jié)水精處理系統(tǒng)對鍋爐有著重要的作用。由于汽水在形成、輸送的過程中經(jīng)過很多設(shè)備和管路，汽水會從這些設(shè)備和管路上帶走一些雜質(zhì)和鹽分，這些可溶性鹽的溶解度升高會在受熱面發(fā)生結(jié)垢、積鹽、腐蝕，導(dǎo)致?lián)Q熱器的熱傳導(dǎo)率降低，還會導(dǎo)致?lián)Q熱器內(nèi)外溫差過大而發(fā)生開裂和爆管的現(xiàn)象。這些雜質(zhì)和鹽進(jìn)入汽輪機(jī)后也會對汽輪機(jī)的高、中、低壓缸部分汽輪機(jī)的葉片發(fā)生沖擊，導(dǎo)致葉片損壞。因此凝結(jié)水水質(zhì)的好壞直接影響到電廠鍋爐、汽機(jī)的安全，凝結(jié)水精處理經(jīng)濟(jì)可靠而穩(wěn)定運(yùn)行對火電廠有著重要意義。1.2國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析對于凝結(jié)水精處理技術(shù)，現(xiàn)世界各國對凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的選擇也各不相同，美國從上世紀(jì)50年代開始使用，最先運(yùn)用的是前置過濾器加混床系統(tǒng)，俄羅斯早期使用低壓系統(tǒng),同時(shí)采用“前置陽床+混床”的形式。但處理效果并不出色，會造成浪費(fèi)和污染。愛爾蘭早期更多的是采用了帶有前置管式過濾器的混床系統(tǒng)，這種方式可以在很大程度上提高混床效率，并采用混合再生方式；德國的火力發(fā)電廠，從60年代開始使用凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，主要采用分床和粉末樹脂床體的形式，中型以上電廠基本都配備凝結(jié)水。國內(nèi)早期使用的是帶有前置過濾器（圖1-1）的混床并采用低壓混床系統(tǒng)，陰陽樹脂的分離不徹底和較低的再生率引起污染和浪費(fèi)。圖1-1前置過濾器隨著工業(yè)化的高速發(fā)展和精處理系統(tǒng)控制設(shè)備較多，工藝復(fù)雜，系統(tǒng)涉及的連鎖和控制較多單靠人工進(jìn)行檢測會引起系統(tǒng)可靠性下降，發(fā)揮不出系統(tǒng)的作用，使水處理指標(biāo)達(dá)不到最初設(shè)計(jì)的要求，人們開始研究精處理系統(tǒng)的自動控制方案。在上世紀(jì)60年代末為了取代原有復(fù)雜的繼電器控制，美國的數(shù)字公司研制出了第一代可編程控制器。隨之在70年代初微處理器的問世帶動了可編程控制器的迅速發(fā)展。使之增加了邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理及通訊等功能，在計(jì)算機(jī)逐步發(fā)展起來后，人們將其正式定名為PLC,即可編程邏輯控制器。從此PLC也逐步實(shí)用化，開始被應(yīng)用到工業(yè)控制當(dāng)中。在上世紀(jì)90年代國外凝結(jié)水精處理系統(tǒng)開始普遍采用PLC控制，提高凝結(jié)水精處理的自動化水平，我國本世紀(jì)初，國內(nèi)以PLC為核心的凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)被越來越多的火力發(fā)電廠采用，用鍵盤和鼠標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的程序控制統(tǒng)越來越受到人們的歡迎，在操作員站的電腦上可以隨時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場各設(shè)備的運(yùn)行狀況。到了20世紀(jì)90年代，我國早已精通了用plc控制系統(tǒng)的運(yùn)行技術(shù)，在此基礎(chǔ)上我國采用國產(chǎn)中壓混床，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-2，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高容量和高參數(shù)的凝結(jié)水精處理系統(tǒng)也不斷被采用，國內(nèi)的技術(shù)越來越成熟，可以毫不夸張地說國內(nèi)的凝結(jié)水精處理技術(shù)已經(jīng)越來越接近國際先進(jìn)水平。圖1-2混床結(jié)構(gòu)示意圖目前國內(nèi)大多數(shù)的300MW以上的機(jī)組，目前，我國凝結(jié)水處理工藝包含了世界上絕大多數(shù)的先進(jìn)技術(shù)。目前來說凝結(jié)水精處理裝置大多數(shù)是過濾、混床處理方式，通過前置過濾器和混床相結(jié)合的運(yùn)行方式，過濾器有、微孔過濾器如圖1-3、覆蓋過濾器如圖1-4和磁力過濾器等。近年來機(jī)組的精處理系統(tǒng)基本配置的是前置陽床過濾器和管式過濾器這種形式的搭配去除固體雜質(zhì)和鹽類的效率高，提高了凝結(jié)水過濾系統(tǒng)的出水水質(zhì)，與凝結(jié)水直接進(jìn)行混床處理相比，這種形式的機(jī)組也增加了投資、設(shè)備和占地面積。綜合來看管式過濾器和陽床過濾器都滿足安全、穩(wěn)定、運(yùn)行的要求。圖1-3微孔過濾器結(jié)構(gòu)示意圖圖1-4覆蓋過濾器1.3傳統(tǒng)的自動控制與PLC發(fā)展傳統(tǒng)發(fā)電廠凝結(jié)水精處理系統(tǒng)是由多個繼電器和按鈕進(jìn)行控制，而繼電器是一種用弱電信號控制強(qiáng)電信號的電磁開關(guān)，其控制系統(tǒng)多是體積大復(fù)雜、器件多、接線復(fù)雜、接點(diǎn)多、可靠性低、不易更改、查找和排除故障困難，這些特性對生產(chǎn)工藝要求變化的場合適應(yīng)性差，運(yùn)行中任何一個故障點(diǎn)都會影響整個系統(tǒng)，繼電器自動化程度低，若采用繼電器控制的發(fā)電廠會給系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來不便。伴隨計(jì)算機(jī)和高科技電子技術(shù)的快速發(fā)展，可編程邏輯控制器--PLC(ProgrammableLogicContolle)逐漸變成主流，靠其強(qiáng)大的功能、高度的可常性在電廠控制系統(tǒng)中獲得應(yīng)用。PIC控制功能強(qiáng)，可靠性高，其功能強(qiáng)大，編程和故障檢測更加靈活方便，更是具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能。在完成繼電器復(fù)雜的邏輯控制的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)模擬量控制、智能控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。1.4本課題的主要研究內(nèi)容本課題主要分析了凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的工作原理，并據(jù)此設(shè)計(jì)了運(yùn)行單元控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，最終制定了以plc為控制核心的方案，下一步完成plc的選型并進(jìn)行軟件和硬件設(shè)計(jì)，plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)梯形圖編寫語句表繪制控制系統(tǒng)的流程圖，實(shí)現(xiàn)對精處理系統(tǒng)生產(chǎn)工藝參數(shù)的設(shè)置。表1.4最大流速下出水水質(zhì)能標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)硬度μmol/l≈0電導(dǎo)率（經(jīng)氫離子交換后，25℃）μs/cm≤0.10二氧化硅（SiO2）μg/l≤10鈉（Na）μg/l≤3鐵（Fe）μg/l≤5銅（Cu）μg/l≤2本系統(tǒng)還需完成的有：（1）根據(jù)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的運(yùn)行合理實(shí)現(xiàn)硬件的選型（2）實(shí)現(xiàn)前置陽床和高速混床的運(yùn)行邏輯編寫程序（3）繪制電氣原理圖接線圖和梯形圖，形成完整的運(yùn)行（4）進(jìn)行運(yùn)行中可能出現(xiàn)故障的分析，提出解決方式1.5本章小結(jié)此章主要內(nèi)容是淪文所選課題的背景、日的與意義，接下來對發(fā)電傳統(tǒng)凝結(jié)水精處理控制系統(tǒng)采用的控制方式，接下來說明了繼電器控制的缺點(diǎn)和PLC發(fā)展的說明，并說明了凝結(jié)水精處理系統(tǒng)程控運(yùn)行采用PLC控制后的優(yōu)點(diǎn)，最后介紹了本論文主要的研究內(nèi)容和任務(wù)。第二章發(fā)電廠凝結(jié)水精處理系統(tǒng)上篇詳細(xì)解說了凝結(jié)水的課題的來源以及研究目的和意義，分析了凝結(jié)水精處理系統(tǒng)現(xiàn)國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，并簡單介紹了凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的發(fā)展過程和需要完成的內(nèi)容，接下來是對凝結(jié)水精處理簡單介紹，其中包括工藝流程和凝結(jié)水的污染原因。2.1凝結(jié)水精處理介紹凝結(jié)水精處理系統(tǒng)簡介：凝結(jié)水精處理主系統(tǒng)如下凝結(jié)水精處理系統(tǒng)每臺機(jī)組都由3臺前置陽床三臺高速混床系統(tǒng)和旁路系統(tǒng)組成，其中兩臺高速混床并聯(lián)運(yùn)行，兩臺機(jī)公用體外再生系統(tǒng)用來把陽床樹脂和混床樹脂分別再生。發(fā)電廠凝結(jié)水精處理是機(jī)組給水的一種處理方式，正常運(yùn)行情況下，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)主要是可以去除整個水、汽系統(tǒng)在啟動、運(yùn)行和停運(yùn)過程中產(chǎn)生的腐蝕雜質(zhì)以及從補(bǔ)給水和凝結(jié)水和凝汽器管泄漏帶入的溶解鹽類。進(jìn)而保證給水的高純度，讓機(jī)組在凝汽器發(fā)生少量泄漏時(shí)也能繼續(xù)運(yùn)行。通常凝結(jié)水受到定程度的污染，原因大概有以下幾種:(1)凝汽器發(fā)生滲漏或泄漏火電廠中的熱力設(shè)備和管道由于機(jī)組運(yùn)行工況的變化，而運(yùn)行中循環(huán)冷卻水管路也可能會發(fā)生輕微泄漏現(xiàn)象。凝結(jié)水因滲漏帶入的鹽量也不可忽視，凝結(jié)水污染的主要原因之一是冷凝水從汽輪機(jī)冷凝器部分發(fā)生泄漏，由于在循環(huán)冷卻水中含有較多膠體、鹽類和懸浮物等物質(zhì)會進(jìn)入凝結(jié)水，直接影響凝結(jié)水水質(zhì)。(2)金屬腐蝕產(chǎn)物的帶入機(jī)組運(yùn)行中，水汽循環(huán)系統(tǒng)的管路和設(shè)備會因?yàn)楦鞣N原因被腐蝕，因此汽輪機(jī)中凝結(jié)水就會有金屬腐蝕產(chǎn)物，主要是鐵和銅的氧化物。在運(yùn)行和停運(yùn)過程中會受到各種形式的污染，而汽輪機(jī)排汽溫度的變化會使凝汽器內(nèi)發(fā)生變化，導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行過程中凝結(jié)水中鐵和銅的含量明顯升高，機(jī)組的運(yùn)行狀況影響著腐蝕產(chǎn)物的多少。(3)機(jī)組補(bǔ)水中的雜質(zhì)和空氣漏入在汽輪機(jī)的密封系統(tǒng)和給水系泵的密封處都有可能發(fā)生漏入空氣的情況，空氣中的二氧化碳會和水中的雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，加重水中碳酸化合物含量。如果補(bǔ)給水系統(tǒng)故障，有可能把原水中各種雜質(zhì)帶入凝結(jié)水中。由于以上幾種原因，凝結(jié)水或多或少都會有一定的被污染，相對機(jī)組來說能否安全運(yùn)行至關(guān)重要，所以需要對凝結(jié)水進(jìn)行深程度的凈化，即凝結(jié)水精處理。凝結(jié)水目前的過濾設(shè)備有下面幾種：表2.1凝結(jié)水過濾設(shè)備清單（1）電磁過濾器。（2）微孔濾遠(yuǎn)過濾器。（3）氫型陽床過濾器。（4）粉末樹脂覆蓋過濾器。2.2凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的運(yùn)行系統(tǒng)2.2.1安裝運(yùn)行條件凝結(jié)水精處理混床單元設(shè)備布置在主廠房零米層，而體外再生系統(tǒng)設(shè)備單獨(dú)布置，布置兩爐之間，集控樓后面獨(dú)立區(qū)域，設(shè)備采用半露天布置。為了符合鍋爐補(bǔ)水量的要求，本文選擇了中壓型快速出水精處理系統(tǒng)。共

有三臺高速混床、一臺樹脂分離塔、一臺陽塔、一臺陰塔及一個中和池?；齑怖镅b有陰陽混合樹脂，以離子交換原理去除水中雜質(zhì)，飽和后樹脂送去再生，再生廢液進(jìn)入到中和池處理。就地設(shè)有熱控儀表實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)，為運(yùn)轉(zhuǎn)人員和控制系統(tǒng)提供及時(shí)、可靠數(shù)據(jù)。凝結(jié)水精處理部分:包括高速混床精處理系統(tǒng)、旁路及再循環(huán)系統(tǒng)。主要工藝流程如圖2-2所示圖2-1工藝流程圖2.2.2運(yùn)行單元凝結(jié)水中運(yùn)行單元包括高速混床和前置陽床運(yùn)行，本文的主要研究內(nèi)容是凝結(jié)水中運(yùn)行單元運(yùn)行的系統(tǒng)控制。高速混合床裝置的功能是去除凝結(jié)水中的鹽、硅、鐵、鈣等雜質(zhì)，為機(jī)組的熱循環(huán)提供所需的水質(zhì)。當(dāng)混合床啟動和機(jī)組異常運(yùn)行時(shí)，可以去除凝結(jié)水中的金屬氧化物顆粒，特別是氧化鐵和硅。該裝置在正常運(yùn)行時(shí)，可以去除凝結(jié)水中的微量硅、銅和可溶性電解質(zhì)，保護(hù)供水和冷凝系統(tǒng)免受冷凝器銅管泄漏造成的污染，保證水質(zhì)滿足運(yùn)行要求。高速混床如圖2-2所示，實(shí)物圖如2-4所示。圖2-2高速混床結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計(jì)中的高速混床單元處理流程如圖2-5所示?；齑矄卧?臺中壓高速混床、3臺樹脂捕捉器、1臺再循環(huán)泵、和凝結(jié)水旁路系統(tǒng)。混床為2臺運(yùn)轉(zhuǎn)，1臺備用，當(dāng)其中一臺混床達(dá)到所設(shè)置的失效指標(biāo)，備用混床自行運(yùn)轉(zhuǎn)，但當(dāng)混床投運(yùn)初期出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)時(shí)，需要將出水再次運(yùn)回混床進(jìn)行再次處理，當(dāng)出水指標(biāo)達(dá)到要求值后系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。接下來，失效的混床退出運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動樹脂輸送程序，將陰、陽樹脂分別輸送至陰再生塔和陽再生塔進(jìn)行體外再生，樹脂再生后被送到混床留作備用。當(dāng)混床中壓力超標(biāo)時(shí)，會損傷床體，一旦這種發(fā)生這種情況，立即啟動保護(hù)程序，將所有混床退出運(yùn)行，旁路閥全開，直至系統(tǒng)入水溫度和壓力都達(dá)到正常值后才允許投入運(yùn)轉(zhuǎn)。在混床單元的運(yùn)行中的控制環(huán)節(jié)有：旁路保護(hù)控制環(huán)節(jié)、混床投運(yùn)控制環(huán)節(jié)和混床解列控制環(huán)節(jié)。高速混床運(yùn)行步序:備用→升壓→循環(huán)正洗→運(yùn)行→失效→再生圖2-4高速混床實(shí)物圖圖2-5混床流程圖前置陽床運(yùn)行前置陽床單元包括三個陽床3臺樹脂捕捉器、1臺再循環(huán)泵、和凝結(jié)水前置陽床旁路系統(tǒng)。前置陽床為2臺運(yùn)轉(zhuǎn)，1臺備用，當(dāng)其中一臺陽床達(dá)到所設(shè)置的失效指標(biāo)，備用陽床自行運(yùn)轉(zhuǎn)，前置陽床同混床運(yùn)行大體相同，不同之處在于失效停運(yùn)時(shí)混床失效后沒有反洗的步驟。前置陽床應(yīng)設(shè)上、下二個窺視鏡，窺視鏡應(yīng)為透明、防腐的有機(jī)玻璃材料，每臺凝結(jié)水精處理前置陽床安裝出口樹脂捕捉器如圖2-6所示，防止樹脂顆粒進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng)。前置陽床運(yùn)行步序:備用→升壓→正洗→運(yùn)行→失效→反洗圖2-6樹脂捕捉器2.2.3再生單元再生單元的運(yùn)行所包括的控制環(huán)節(jié)有：樹脂輸送控制環(huán)節(jié)、樹脂反洗控制環(huán)節(jié)和樹脂再生控制環(huán)節(jié)。在再生單元現(xiàn)場設(shè)有溫度、壓力、流量等熱控儀表以及水質(zhì)分析儀。此運(yùn)行過程涉及到混床單元的部分設(shè)備和再生單元幾乎全部設(shè)備，過程復(fù)雜，一環(huán)緊扣一環(huán)，根據(jù)其控制特點(diǎn)，本文采用了順序控制方案，以達(dá)到工藝要求，具體時(shí)間、壓力等參數(shù)節(jié)點(diǎn)設(shè)置以凝結(jié)水精處理運(yùn)行規(guī)程為準(zhǔn)。當(dāng)混床中的樹脂失效后，啟動樹脂輸送程序和再生程序。再生裝置采用分離塔高塔再生，陰陽樹脂分離效果較好。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際設(shè)計(jì)的“高塔分離”技術(shù)，采用物理分離原理，根據(jù)樹脂的質(zhì)量和顆粒大小，使陰、陽樹脂分層，分別再生，陰樹脂中陽樹脂的含量和陽樹脂中陰樹脂的含量不盡相同。、2.2.4廢水處理單元混床再生的過程產(chǎn)生大量的酸堿廢液，再生單元反應(yīng)后的廢水利用中和池排水泵送至酸堿廢水中和池，并填加上適量的酸、堿后在用羅茨風(fēng)機(jī)的攪拌下，使廢水

pH

值達(dá)到合格范圍內(nèi)送至廠污水站處理后再循環(huán)使用，以達(dá)到廢液零排放的設(shè)計(jì)目標(biāo)。水處理單元的運(yùn)行所包括的控制環(huán)節(jié)有：酸堿計(jì)量箱補(bǔ)充酸堿控制環(huán)節(jié)、pH

中和控制環(huán)節(jié)和中和池排水控制環(huán)節(jié)。廢水處理單元現(xiàn)場設(shè)有溫度、壓力、流量、液位等熱控儀表以及

pH

分析儀。由于樹脂再生過程中大量的廢液不斷流入中和池，陽樹脂再生液顯酸性而陰樹脂再生液顯堿性，因此，中和池中經(jīng)常包含酸堿兩種溶液，一旦這兩種溶液混合即會發(fā)生中和反應(yīng)，我們可以簡單的看作是H和OH的中和反應(yīng)，理想狀態(tài)下H和OH相等，兩種溶液完全中和，pH7。但現(xiàn)場中和池中的酸堿溶液不會是理想狀態(tài)，這就需要根據(jù)中和后的pH值人為添加適量的酸或堿進(jìn)一步中和，以使池中溶液達(dá)到平衡狀態(tài)。2.3凝結(jié)水精系統(tǒng)運(yùn)行控制1)運(yùn)行控制概述:凝結(jié)水精處理運(yùn)行系統(tǒng)控制采用程序控制(自動控制)，凝結(jié)水精處理系統(tǒng)控制程序包括前置陽床和高速混床。運(yùn)行包括前置陽床的投運(yùn)、反洗及停運(yùn)哥混床投運(yùn)、停運(yùn)，在旁路閥的前后和陽床混床前后設(shè)有樹脂捕捉器和差壓變送器。前置陽床旁路閥前后的壓力變送器用來監(jiān)測前置陽床的壓差，混床旁路閥前后的壓力變送器用來監(jiān)測混床系統(tǒng)的壓差，當(dāng)壓差超過某一設(shè)定值時(shí)，樹脂捕捉器所在列的混床停運(yùn)，備用床投運(yùn)成功后，再將失效混床退出運(yùn)行，下一步將樹脂捕捉器進(jìn)行反沖洗。系統(tǒng)入口設(shè)有電導(dǎo)率表、壓力開關(guān)。電導(dǎo)率表監(jiān)測入口的凝結(jié)水水質(zhì)，壓力開關(guān)作用是監(jiān)測混床入口水管的凝結(jié)水的壓力，每個過濾器和混合床入口均配有流量計(jì)。增壓旁通閥和壓力變送器三個混床的出口安裝電導(dǎo)率表、硅表、鈉表，監(jiān)測混床出水水質(zhì)，當(dāng)某項(xiàng)出水指標(biāo)不合格時(shí)，備用混床投運(yùn)后，失效混床退出運(yùn)行，進(jìn)行再生。前置陽床和混床母管上設(shè)有液位開關(guān)，自動監(jiān)測前置陽床、混床充水是否充滿。(2)旁路系統(tǒng)旁路系統(tǒng)是混床和前置陽床保護(hù)系統(tǒng)，機(jī)組剛啟動時(shí)，旁路閥處于全開位置，只有當(dāng)兩臺快速混床在投運(yùn)狀態(tài)下才能允許不走旁路，當(dāng)快速混床的進(jìn)水壓力達(dá)到接近進(jìn)水母管壓力時(shí)，升壓步序結(jié)束后快速混床的進(jìn)水閥開啟，當(dāng)凝結(jié)水壓力差不符合要求時(shí)，旁路門會自動打開并關(guān)閉混合床的入口和出口門。(3)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運(yùn)行三臺混床中二臺運(yùn)行，一臺備用，如果一個混合床發(fā)生故障（即混合床出口和硅酸鹽的電導(dǎo)率超過標(biāo)準(zhǔn)），則放置另一個混合床并啟動再循環(huán)泵，清洗后將其集成到冷凝水系統(tǒng)中，并將樹脂送至再生系統(tǒng)。裝運(yùn)后，從再生系統(tǒng)接收再生樹脂和沖洗樹脂，并注滿水以供使用。如果混合床的入口和出口水管之間的壓力差超過標(biāo)準(zhǔn)，啟動另一個混合床，啟動再循環(huán)泵，沖洗并將其放入系統(tǒng)中。凝結(jié)水精處理的水質(zhì):項(xiàng)目典型啟動正常運(yùn)行預(yù)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)要求出水水質(zhì)預(yù)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)要求出水水質(zhì)懸浮固體μg/L1000<10025<10溶解固形物μg/L650<50100<20SiO2(μg/L)500<5020<15Na+(μg/L)20<52~5<1Fe(μg/L)1000<10015<8Cu(μg/L)__<15__<3Cl-(μg/L)100<1020≤1氫導(dǎo)(μs/cm)__<0.2__<0.15PH(25℃)8~96.5~7.58~96.5~7.52.4本章小結(jié)本章講述了凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的主要內(nèi)容其中包括工藝流程，和凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的工作原理，其次講述了凝結(jié)水中各個運(yùn)行系統(tǒng)的詳細(xì)步驟，并且將凝結(jié)水前置陽床和混床的步驟詳細(xì)解說，為后續(xù)的運(yùn)行單元控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)做好基礎(chǔ)。第三章凝結(jié)水精處理方案硬件設(shè)計(jì)在詳細(xì)分析了凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的運(yùn)行控制和工藝流程之后初步了解了凝結(jié)水精處系統(tǒng)的運(yùn)行原理，將安裝運(yùn)行過程了解之后將凝結(jié)水精處理各個系統(tǒng)做了簡單的描述，接下來寫明方案中的硬件設(shè)計(jì)，由于本方案涉及的是凝結(jié)水運(yùn)行單元，本章則詳細(xì)說明用到設(shè)備選型。3.1壓力傳感器的選型壓力傳感器是目前傳感器中最成熟的傳感器技術(shù)，也是目前市場上銷售的傳感器中的第一個傳感器，不同技術(shù)性能的壓力傳感器在各個領(lǐng)域都有使用，壓力傳感器中的壓力傳輸器是水處理領(lǐng)域中使用最普遍的傳感器。如圖3-1所示。圖3-1壓力變送器市場上有各種類型的壓力傳感器有著不同的規(guī)格和技術(shù)性能，本系統(tǒng)用到的壓力傳感器要滿足高溫高壓精度：±0.075%，兩線制4~20mADC輸出，帶指示表滿足以上要求故選用FST-3051GP智能壓力變送器。3.2沖洗水泵單元沖洗水泵為臥式離心泵（接觸過流介質(zhì)部分材質(zhì)為SS304）。沖洗水泵共4臺，陽床和混床各2臺，其出力及揚(yáng)程應(yīng)滿足樹脂再生及輸送要求。沖洗水泵布置在靠近1號機(jī)凝補(bǔ)水箱汽機(jī)房零米。沖洗水泵出口將設(shè)置壓力表、逆止閥。沖洗水泵出口將設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥，保持沖洗水泵出口壓力穩(wěn)定。沖洗水泵出口母管將設(shè)置流量測量裝置，遠(yuǎn)傳壓力測量裝置，沖洗水各分支母管上應(yīng)設(shè)置流量裝置。表3.2水泵的選型序號電動機(jī)名稱規(guī)格型號轉(zhuǎn)速單位數(shù)量泵所需的額定軸功率電動機(jī)功率/功率因數(shù)防護(hù)等級1陽床再循環(huán)泵電動機(jī)YE3-280S-2/75KW2975臺25075/0.89IP552混床再循環(huán)泵電動機(jī)YE3-280S-2/75KW2975臺25075/0.89IP553陽床沖洗水泵電動機(jī)YE3-160M2-2/15KW2945臺21115/0.89IP554混床沖洗水泵電動機(jī)YE3-200L1-2/30KW2960臺217.530/0.89IP55陽床沖洗水泵數(shù)量：2臺配用電動機(jī)功率：22kW出力：100m3/h；揚(yáng)程：0.40MPa泵殼最大工作壓力：1.0MPa混床沖洗水泵數(shù)量：2臺配用電動機(jī)功率：22kW出力：100m3/h；揚(yáng)程：0.4MPa泵殼最大工作壓力：1.0MPa3.3運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)表3.1陽床設(shè)備參數(shù)數(shù)量6設(shè)備出力790m3/h.臺額定/最大流速100/120m/h設(shè)備直徑(直徑×壁厚)φ3256×28mm樹脂層高1000mm設(shè)備直邊/總高度無直邊/4560mm設(shè)計(jì)/試驗(yàn)壓力4.5/5.625MPa工作溫度≯60C額定/最大出力壓差0.175/0.35MPa空載/充水/運(yùn)行荷重10690/27900/33000kg本體材質(zhì)SA516Gr.70(ASME)襯里材質(zhì)２層襯里層數(shù)天然無硅半硬橡膠，厚度至少4.8mm表3.4高速混床設(shè)備參數(shù)數(shù)量２層設(shè)備出力790m3/h.臺額定/最大流速100/120m/h設(shè)備直徑(直徑×壁厚)φ3256×28mm樹脂層高1000mm設(shè)備直邊/總高度無直邊/4560mm設(shè)計(jì)/試驗(yàn)壓力4.5/5.625MPa工作溫度≯60C額定/最大出力壓差0.175/0.35MPa空載/充水/運(yùn)行荷重10690/27900/33000kg本體材質(zhì)SA516Gr.70(ASMA)襯里材質(zhì)天然無硅半硬橡膠，厚度至少4.8mm襯里層數(shù)6臺表3.5混床單元和前置陽床的規(guī)格參數(shù)所用的型號序號設(shè)備名稱型號及規(guī)范單位數(shù)量(一)前置陽床單元1前置球形高速陽床DN3200P=4.5MPa樹脂層高1000mm臺62樹脂捕捉器DN600P=4.5MPa臺63再循環(huán)泵Q=450m3/hH=0.32MPa臺2電動機(jī)臺24管道、支吊架及附件套25旁路系統(tǒng)套2(二)高速混床單元1高速混床DN3200P=4.5MPa樹脂層高1000mm臺62樹脂捕捉器DN600P=4.5MPa臺63再循環(huán)泵Q=450m3/hH=0.32MPa臺2電動機(jī)臺24旁路系統(tǒng)套23.4本章小結(jié)本章主要內(nèi)容講述了凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運(yùn)行單元的硬件選型，其中包括的硬件設(shè)計(jì)所有選型，并將前置陽床和高速混床的規(guī)格參數(shù)進(jìn)行敘述，將凝結(jié)水精處理運(yùn)行中需要的設(shè)備規(guī)格參數(shù)以及數(shù)量進(jìn)行說明，將硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面完善。第4章凝結(jié)水精處理運(yùn)行單元系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件和軟件是實(shí)現(xiàn)控制方案的前提，上文主要將運(yùn)行系統(tǒng)的設(shè)備參數(shù)經(jīng)過對比分析，理論研究，選定硬件設(shè)備，然后接下來要進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)過程的詳細(xì)制定，制定各控制環(huán)節(jié)的控制流程圖，以此為基礎(chǔ)完成了程序編寫，最終實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運(yùn)行的過程控制。4.1凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的工作原理電廠化學(xué)離子交換法水處理主要設(shè)備分為陽床、陰床和混床，陽床里填有陽樹脂，主要功能是去除水中的陽離子。陰床里填有陰樹脂，主要功能是去除水中的陰離子。而混床則將陰、陽樹脂一同填入，主要功能是對水中陰陽離子進(jìn)行再過濾，以提高出水品質(zhì)。一般經(jīng)過陽床和陰床處置過的水叫做一級除鹽水，而再次經(jīng)過混床處理后稱為二級除鹽水。根據(jù)混床出口與熱力系統(tǒng)的連接方式，分為低壓混床系統(tǒng)和中壓混床系統(tǒng)。低壓系統(tǒng)中設(shè)有凝升泵，功能是對凝結(jié)水再次升壓，所以混床的工作壓力較低，因此加設(shè)凝升泵，提高水壓，將凝結(jié)水輸送到除氧器。圖4-1低壓混床系統(tǒng)中壓系統(tǒng)中沒有凝升泵，直接采用高壓凝結(jié)水泵，整個系統(tǒng)得到了簡化，但對系統(tǒng)中的罐體、閥門等設(shè)備性能提出了較高的要求，由于凝結(jié)水泵出口壓力高，這種連接方式中要求凝結(jié)水處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，陰陽樹脂的耐壓強(qiáng)度也要符合要求。圖4-2中壓混床系統(tǒng)4.2系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)本運(yùn)行系統(tǒng)采用PLC控制，確定了凝結(jié)水精處理運(yùn)行單元的控制，采用了前置陽床和高速混床運(yùn)行的過濾方法，保證了機(jī)組運(yùn)行所需的用水質(zhì)量。這種運(yùn)行目的是，通過前置陽床運(yùn)行后的水中陰陽離子達(dá)到中性，除去水中銨離子，提高混床運(yùn)行效率。為防止機(jī)組水汽系統(tǒng)及熱力設(shè)備結(jié)垢、積鹽、腐蝕，對機(jī)組異常情況進(jìn)行及時(shí)采樣分析，及時(shí)調(diào)整，保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。4.3.1plc的概述可編程控制器由內(nèi)部CPU、指令和數(shù)據(jù)存儲器、輸入輸出單元、電源模塊、數(shù)字仿真等單元組成。PLC可輸入和輸出多種類型電子信號，控制或監(jiān)督絕大部分種類的機(jī)械與電氣系統(tǒng)。目前，可編程控制器(PLC)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，已成為工業(yè)控制系統(tǒng)中不可缺少的一部分。PLC按照周期性操作的邏輯工作。。圖4-3plc結(jié)構(gòu)示意圖4.3.2plc選型國內(nèi)外plc種類繁多，每一種plc具有各種不同的功能，價(jià)格也有所不同，但是在選擇型號上要秉著滿足運(yùn)行控制要求，選擇合適的點(diǎn)數(shù)和容量，例如：選擇的點(diǎn)數(shù)過多會造成不必要的浪費(fèi)。點(diǎn)數(shù)的選擇由本設(shè)計(jì)中的實(shí)際點(diǎn)數(shù)控制，應(yīng)為系統(tǒng)預(yù)留15％到20％的運(yùn)行空間，對于容量的選擇上選用比整體的容量大一些。凝結(jié)水精處理運(yùn)行單元控制系統(tǒng)對控制的質(zhì)量、響應(yīng)速度和安全級別要求較高。為滿足上面的要求，本文選用了西門子系列s7-200的plc用STEP7-Micro/WINSMART進(jìn)行編程。4.3.3Micro/WINV4.0介紹西門子S7-200系列采用Micro/WINV4.0軟件的統(tǒng)一架構(gòu)，基于應(yīng)用Windows7操作系統(tǒng)，給予用戶便捷的操作方法，提供了梯形圖、功能塊、語句表三種編程方式，即便是剛剛接觸本軟件的人，也能快速入門。該軟件可實(shí)現(xiàn)信號處理、邏輯控制、順序控制等功能，使其在完成復(fù)雜的邏輯運(yùn)算和PID自定義等智能化控制時(shí)，具有明顯的優(yōu)勢。其簡易的操作界面也起到了拉近編程工程師、檢修維護(hù)人員和運(yùn)行操作人員三者之間的距離。4.4運(yùn)行控制要求每臺機(jī)組設(shè)置350容量的前置陽床和350容量的高速混床，以及2個100的旁路系統(tǒng)。旁路系統(tǒng)采用進(jìn)口中壓不銹鋼電動調(diào)節(jié)蝶閥（并帶有100%容量的手動旁路閥），具有0-50%-100%的自動調(diào)節(jié)功能；電動調(diào)節(jié)蝶閥執(zhí)行器采用智能一體化產(chǎn)品，供電電壓400VAC。在遇到下列情況之一時(shí)，旁路系統(tǒng)應(yīng)能自動打開，并切除凝結(jié)水精處理系統(tǒng)。當(dāng)1臺或2臺前置陽床（或高速混床）退出運(yùn)行后，旁路系統(tǒng)應(yīng)相應(yīng)自動打開，并能通過相應(yīng)的流量。當(dāng)1臺或2臺前置陽床（或高速混床）退出運(yùn)行后，旁路系統(tǒng)應(yīng)相應(yīng)自動打開，并能通過相應(yīng)的流量。當(dāng)1臺凝結(jié)水精處理前置陽床退出運(yùn)行時(shí)，備用凝結(jié)水精處理陽床自動投入運(yùn)行。當(dāng)1臺凝結(jié)水精處理混床退出運(yùn)行時(shí)，備用凝結(jié)水精處理混床自動投入運(yùn)行。在運(yùn)行時(shí)機(jī)組剛啟動，旁路閥全開，只有兩臺快速混床在投運(yùn)狀態(tài)下不走旁路。在混床升壓步驟下，快速混床的進(jìn)水壓力與進(jìn)水母管壓力接近升壓結(jié)束，高速混床的進(jìn)水閥開啟，當(dāng)壓力表檢測處壓力沒有達(dá)到預(yù)定值，關(guān)閉閥門，高速混床停運(yùn)。凝結(jié)水精處理運(yùn)行系統(tǒng)是一種自動程序控制。當(dāng)混床或陽床進(jìn)出口壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，此時(shí)凝結(jié)水精處理預(yù)混床(陽床)自動投入運(yùn)行，此時(shí)故障混床(陽床)自動退出運(yùn)行，將故障樹脂通過水力輸送到系統(tǒng)外再生系統(tǒng)，進(jìn)行化學(xué)再生。再生后，將再生的樹脂自動送入混床或陽床，在下一步驟中，在通過正壓清洗出水導(dǎo)電率合格后投入備用，但在混床或陽床的出水導(dǎo)電率合格前，再利用循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)清洗，整體的流動結(jié)束。電氣原理圖如圖圖4-8圖電氣原理圖4.5本章小結(jié)本章詳細(xì)闡述了運(yùn)行系統(tǒng)的基本內(nèi)容和運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)行控制要求，根據(jù)運(yùn)行控制要求畫出電氣原理圖plc接線圖和plc梯形圖，完成前置陽床和高速混床的運(yùn)行過程，詳細(xì)說明了混床單元從運(yùn)行到失效再到備用的過程。第五章系統(tǒng)故障及處理在上一章主要研究了凝結(jié)水運(yùn)行單元的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要是高速混床和前置陽床的運(yùn)行，根據(jù)運(yùn)行過程畫出電氣原理圖和plc的接線圖，