注汽鍋爐水處理流程.ppt

1、注汽鍋爐水處理流程及控制 過程分析,一:水處理流程過程分析,注汽鍋爐水質的好壞直接影響到鍋爐的安全運行和使用壽命。注汽鍋爐水處理系統(tǒng)的作用:連續(xù)不斷地向鍋爐提供數量充足、質量合格的鍋爐用水。,不合格的水質對鍋爐的危害:,1)結垢:它使鍋爐爐管傳熱能力降低,并由此造成管壁過熱使其強度下降,甚至變形或發(fā)生爆管事故。 2)積鹽:它能使鍋爐熱效率下降,積鹽嚴重時可引起管壁爆裂。 3)腐蝕:在蒸汽鍋爐中,爐水不斷蒸發(fā)、濃縮,堿性逐漸增大,造成對鍋爐的腐蝕。,鍋爐用水評價指標,1)懸浮物:表示水中顆粒較大一類雜質的指標.單位為mg/L. 2)含鹽量:表示水中溶解鹽類的總和.單位為mg/L. 3)硬度:表示

2、水中鈣、鎂離子的總含量.單位為mg/L 4)堿度:表示水中能接受氫離子的物質的量.單位為mg/L 5)PH值:表示水的酸堿性的指標. 6)溶解氧:溶解在水中的氧.,注汽鍋爐對水質的要求,1)硬度0.002 mg/L. 2)含鐵量0.01 mg/L. 3)含氧量0.007 mg/L. 4)PH值 7.5-8.3 5)含鹽量600mg/L 6)給水穩(wěn)度75,總硬度、暫時硬度、永久硬度,總硬度:水中各種鈣鎂鹽類的總含量叫水的總硬度.總硬度可分為碳酸鹽和非碳酸鹽硬度兩種. 暫時硬度:即碳酸鹽硬度.即水中Ca(HCO3)2 、 Mg(HCO3)2的含量.天然水中碳酸根很少,所以碳酸鹽硬度看作是鈣、鎂的碳

3、酸氫鹽,此類鹽在加熱過程中產生沉淀,形成水垢.它們是注汽鍋爐結垢的最主要物質. 永久硬度:即非碳酸鹽硬度.指水中鈣、鎂的硫酸鹽,氯化物及硅酸鹽等的含量.由于這些鹽類加熱后不能析出沉淀,其性質比較穩(wěn)定,所以叫永久硬度,水垢的形成,給水中雜質進入鍋爐后,隨著水溫不斷升高或蒸發(fā)濃縮,在爐管水側表面生成的固體附著物,叫水垢.其形成主要有以下幾種方式: 1)受熱分解:水被加熱時, Ca(HCO3)2 CaCO3 +H2O+CO2 水中重碳酸鹽受熱分解, 生成難溶的沉淀物 Mg(HCO3)2 MgCO3 +H2O+CO2 附著在爐管表面形成水垢. 2)隨著鍋水的溫度升高, MgCO3 + H2O Mg(O

4、H)2 +CO2 鍋水中某些鹽類溶解度下降, 如CaSO4 、CaSiO3等 3)水不斷受熱蒸發(fā),水中鹽類隨之逐漸濃縮, 當達到飽和濃度后便沉淀析出附著爐管表面.,水垢的危害,1)浪費燃料、降低鍋爐熱效率 2)影響鍋爐安全運行. 3)水垢能導致垢下金屬腐蝕. 4)降低鍋爐出力. 5)降低鍋爐的使用壽命.,水處理系統(tǒng),系統(tǒng)組成: 水處理裝置主要由沙濾器、 軟水器、熱力除氧器、 鹽系統(tǒng)、化學除殘硬、 化學除氧裝置、自動控制系統(tǒng) 和檢測儀表等八部分組成.,熱力除氧器,軟水器,影響水處理裝置制水量的因素,水處理制水量與下列因素有關 1)生水硬度的高低 2)離子交換劑交換能力的大小 3)離子交換劑劑量的

5、多少 4)離子交換劑再生效果的好壞,鈉離子(樹脂)交換的原理,硬水通過鈉離子交換劑時,水中的鈣、鎂離子被鈉離子交換劑中的鈉離子置換,這樣硬水流過鈉離子交換劑層后,就除去了可形成水垢的鈣、鎂離子,而成為合格的軟化水.,Ca(HCO3)2,+,CaR2,+,Na(HCO3)2,Mg(HCO3)2,2NaR,MgR2,+,Na(HCO3)2,2NaR,+,離子交換劑(樹脂)的再生,樹脂在水處理過程中,由于水中鈣、鎂等陽離子與其鈉離子交換,使離子交換劑喪失了交換能力,這種現(xiàn)象叫做失效.失效后的離子交換劑由于失去了交換能力,不能再起到軟化水的作用.為了使離子交換劑重復使用,就必須對離子交換劑進行再生處理

6、,使其重新獲得再生能力. 鈉離子交換劑失效后,常用食鹽做交換劑,CaR2,+,NaCl,NaR,+,CaCl2,MgR2,NaCl,+,NaR,CaCl2,+,注汽鍋爐水處理裝置的特點,1)結構簡單,維修方便. 2)兩組水處理不同時運行,不能同時再生生. 3)程序控制較簡單,容易掌握. 4)操作方便.,注汽鍋爐水處理裝置運行流程,作用:生水通過兩級交換器后, 生成合格的軟化水,供鍋爐使用.,一 級,二 級,水泵,另一組,另一組來的軟水,去鍋爐,1、正常運行時的流程,注汽鍋爐水處理裝置再生反洗流程,作用:清除樹脂床積存的雜質,使樹脂顆粒膨脹,并重新均勻分布. 反洗流量是以反洗時樹脂能夠均勻浮起,

7、而又不流失為依據來確定的.過大會沖出樹脂,過小起不到反洗作用. 反洗時間由排出污水的混濁情況而定,既排出污水清潔無雜質為止.,一 級,二 級,另一組,另一組來的軟水,去鍋爐,水泵,2、反洗,注汽鍋爐水處理裝置再生進鹽流程,作用:用納離子置換出吸附在樹脂表面的鈣、鎂離子.,一 級,二 級,去鍋爐,另一組來的軟水,水泵,6,8,10,鹽池來水,3、鹽水再生,注汽鍋爐水處理裝置再生置換流程,作用:進鹽結束后,用軟化水替換掉留在軟水器及進鹽管線內的鹽水,可使鹽水充分利用.增強樹脂的還原效果. 置換時間是根據排污水中含鹽量小于1.5時而確定的.,一 級,10,二 級,6,8,另一組來的軟水,去鍋爐,水泵

8、,4、軟水反洗鹽水,注汽鍋爐水處理裝置再生正洗流程,作用:清除殘余的再生劑及再生時的生成物（CaCl2、MgCl2等),一 級,二 級,另一組來的軟水,水泵,去鍋爐,一級正洗,9,5、一級正洗,二級正洗,一 級,二 級,另一組來的軟水,去鍋爐,2,7,6、二級正洗,水處理控制程序分析,什么是可編程控制器,可編程控制器(簡稱PLC)是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算電子裝置.它采用可以編制程序的存儲器,在其內部執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計算和算術運算等操作的指令并通過數字式或模擬式的輸入和輸出來控制各種類型的機械和生產過程.它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制.是現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支

9、柱之一.,PLC的應用,目前,PLC在國內外廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、機械等各個行業(yè).其使用情況可歸納以下幾點: 1)開關量的邏輯控制:這是其最基本最廣泛的應用領域.目的是取代傳統(tǒng)的繼電器. 2)模擬量控制:對生產過程中許多連續(xù)變化量, PLC可通過A/D及D/A轉換進行控制. 3)運動控制: PLC可對圓周或直線運動進行控制. 4)過程控制: PLC通過PID調節(jié)模塊,完成對生產過程中許多參數的閉環(huán)控制. 5)數據處理,PLC的特點,1)高可靠性:由于采用大規(guī)模集成電路和先進的制造工藝,內部也采用了先進的抗干擾措施, PLC具有很高的可靠性. 2)豐富I/O接口:針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信

10、號, PLC都有相應的I/O接口. 3)采用模塊化結構 4)編程簡單易學 5)安裝簡單維修方便,PLC的硬件,PLC在運行過程中,一般把CPU、存儲器和I/O系統(tǒng)三部分。稱為PLC的基本組成部分。編程器及其它外部設備如外存儲器、模擬I/O盤、通信接口、擴展口以及測試設備等.它們是PLC的輔助部分.主要用于系統(tǒng)開發(fā),安裝調試和維護.常見單元式PLC結構框圖:,CPU,輸入/輸出系統(tǒng),編程及外用設備,系統(tǒng)總線,系統(tǒng)程序,用戶程序,存儲器,一:中央處理器,中央處理器(CPU):它是PLC的核心,其作用類似于人的大腦。它能夠識別用戶按照特定的格式輸入的各種指令,并按照指令的規(guī)定,根據當前的現(xiàn)場I/O信

11、號的狀態(tài),發(fā)出相應的控制指令,完成預定的控制任務。另外,它還能識別用戶所輸入的控制指令序列的格式和語法錯誤。還具有系統(tǒng)電源、I/O系統(tǒng)、存儲器及其接口的測試與診斷功能。它在系統(tǒng)程序的控制下,完成邏輯運算、數字運算、協(xié)調系統(tǒng)內部各部分工作的任務。,二：存儲器 的存儲器由系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器兩部分組成。分別存儲系統(tǒng)程序和用戶程序。其中系統(tǒng)程序由生產廠家預先編制的監(jiān)控程序、模塊化應用功能程序、命令解釋和功能子程序的調用管理程序及各種系統(tǒng)參數等。用戶程序是由用戶編制的梯形圖、輸入輸出狀態(tài)，計數計數值以及系統(tǒng)運行必須的初始值，其它參數等。,三：輸入輸出系統(tǒng) 的輸入輸出系統(tǒng)是過程狀態(tài)與參數輸入到

12、以及實現(xiàn)控制時控制信號輸出的通道。對輸入輸出接口有兩個主要要求。一是接口有良好的抗干擾能力。二是接口能滿足工業(yè)現(xiàn)場各類信號的匹配要求。,PLC的軟件,PLC的軟件包括系統(tǒng)軟件和應用軟件. 1)系統(tǒng)軟件:由廠家編制,固化在存儲器中并永久保存 2)應用軟件:又叫用戶程序.它是用戶為了達到某種控制目的,采用PLC廠家提供的編程語言自主編制的程序.它包括開關量邏輯控制程序、模擬量運算程序、閉環(huán)邏輯控制程序、和操作站系統(tǒng)控制程序等. 3)常用應用軟件編程語言:用戶程序的編制需使用PLC廠家提供的編程語言編制.常見的有:梯形圖、語句表、功能圖、功能模塊圖和結構化文本編程語言.,梯形圖,梯形圖是一種以圖形符

13、號及圖形符號在圖中的相互關系表示檢測關系的一種語言,是從繼電器電路演變過來的.,FU,SB1,SB2,KM,KM,FR,N,X0,X1,Y0,Y0,語句表,語句表也叫指令表,它和單片機程序中的匯編語言有點類似,由語句指令依一定的順序排列而成.一般分為兩部分,一為助記符,二是操作數.指令表和梯形圖有嚴格的對應關系.不同的PLC有不同的指令系統(tǒng).,以前一梯形圖為例:(歐姆龍公司PLC) LD XO OR Y0 AND NOT X1 OUT Y0,N,X0,X1,Y0,Y0,注汽鍋爐水處理PLC控制系統(tǒng)是根據注汽鍋爐水處理使用現(xiàn)狀，開發(fā)成功的新一代的注汽鍋爐水處理PLC控制系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)通過觸摸屏

14、將集中顯示系統(tǒng)流程、運行參數及狀態(tài)，并通過它對系統(tǒng)參數進行修改，因此操作者可以直觀、全面地了解水處理運行的工況，方便地設置參數，根據故障提示能快速地對發(fā)生的事故進行分析和采取措施。,水處理流程畫面顯示內容見圖，水處理分為A、B兩組，交替工作，每一組由一級罐和二級罐組成，由PLC通過對流程中的氣動閥的控制實現(xiàn)制水、反洗、進鹽、正洗等步驟。,水處理再生,水處理再生有三種方式： 1）手動再生：手動再生時，再生的每一步都有人工控制，這時的PLC不起作用。因控制柜內有20個三向開關，第一個開關是運行方式選擇開關：當此開關在最下位置時，為手動再生。此時如運行A組。則讓開關A1、A2、A3處于最下位置。如再

15、生A組。則讓開關A1、A2 、A3處于中間位置。當反洗時，則讓開關A4、A5處于最下位置。進鹽時，則讓開關A6、A8、A10處于最下位置。置換和正洗依此類推。當再生完成后，則A1A10處于中間位置。A組待運。,2）由PLC控制下的再生：此種情況下的再生也分為自動再生與手動再生。但不管是自動再生與手動再生，此時再生選擇開關都應處于最上位置。而A1A10也處于最上位置。這樣PLC發(fā)出的信號才能通過 A1A10到達電磁閥，從而控制氣動閥的開閉。,再生程序分析,反洗(梯形圖） 當25400和HR0001觸點帶電閉合 后,C002帶電計數, 反洗開始. 當計數器C002計數結束時, HR0002帶電閉合

16、 ,反洗結束.同時HR0001 觸點斷開,進鹽開始.,C002 0015,25400,01600,HR0001,HR0002,N,置換和一級正洗 當25400和HR0004帶電閉合 后,C003帶電計數,置換開始. 當計數器C003計數結束時, HR0004觸點斷開,置換結 束.同時HR0005觸點帶電閉 合, 一級正洗開始.,N,C003 0030,N,C002 0015,25400,25400,01600,01600,HR0004,HR0005,HR0006,HR0005,置換,一級正洗,二級正洗,N,C005 0020,25400,01600,HR0005,HR0007,二級正洗,續(xù)梯形

17、圖 C002帶電計數結束時,C002的常開觸點閉合, 移位寄存器線圈帶電.移位寄存器把設定值復位, 以便下次再生時設定的數據重新使用.由于進鹽 由鹽水流量計00011觸點控制.當進鹽結束后,鹽 水流量計發(fā)出信號,使00011觸點失電.,T010,T020,HR0000,06000,C002,C003,C004,C005,T010,T020,HR0001,HR0002,HR0004,HR0005,HR0006,00015,00015,A組,B組,反洗,進鹽,00011,置換,一級正洗,二級正洗,跳步,A組,B組,續(xù)梯形圖 當HR0001閉合時, 00103帶電,A組4、5氣 動閥開,反洗開始.,

18、HR0001,HR0002,HR0004,HR0005,HR0006,00103,00104,00106,00105,1SV-4/5,1SV-6/8/10,1SV-1/2/9,1SV-1/7,反洗,進鹽與置換,一級正洗,二級正洗,續(xù)梯形圖,HR0001,T010,HR0002,T020,HR0004,HR0005,HR0006,00110,00107,00111,00213,00214,反洗指示,進鹽指示,置換指示,一級正洗指示,二級正洗指示,A組,B組,水處理常見控制故障及排除方法,由PLC控制的各種設備，如果程序正確。那么因軟件而出現(xiàn)的故障可能性極小。大多是控制部件或外部設備故障造成設備無法正常運行。常見故障有： 1）氣動閥不開或開關不到位 a:未啟空壓機 啟動空壓機 b:供氣系統(tǒng)有故障 檢查供氣系統(tǒng) c:氣動閥膜片損壞 更換膜片 d:氣動閥閥桿阻力大 閥桿打黃油 e:電磁閥不帶電或損壞 檢查電路及更換電 磁閥,2）再生時進不去鹽： a:鹽水池內沒鹽水。 鹽水池加鹽水。 b:鹽泵出口閥未開 打開鹽泵出口閥。 c:進鹽時，控制6、8、10 檢修電磁閥或氣動閥。 號閥的電磁閥有故障，或 6、8、10號氣動閥本身有故障。 d: 進鹽過濾器堵塞。 清洗過屢器。 e:布鹽器堵塞。 疏通布鹽器。 f: 集水器堵塞。 沖洗集水器。 g:鹽泵壞。 修復或更