论锅炉化学水处理及控制系统
2013-12-03黑龙江薛磊栾旭
黑龙江 薛磊 栾旭
1 方案比较
1.1 超滤系统
超滤是一种将溶液进行净化、分离和浓缩的膜分离技术。超滤能截留0.002-0.1μm之间的大分子物质和杂质。超滤过程可理解成与膜孔大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质。在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水、无机盐及小分子物质透过膜,阻止水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质通过,达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。
1.2 反渗透系统
反渗透(RO)主机是一级除盐的心脏部分,由渗透膜、膜壳和辅助阀门和仪器组成。反渗透也是采用膜分离的水处理技术,其原理是:在压力作用下,透过反渗透膜的水为纯水,水中的杂质被反渗透膜截留并被带出。原水经原水泵送到石英砂过滤器降低浊度,在活性炭过滤器中降低COD、胶体及有机大分子的含量。活性炭出水再送至保安过滤器进行最后的预处理,使原水SDI<5mg/l,满足反渗透(RO)主机的进水要求。经保安过滤器后的合格水由高压泵送至RO主机反渗透进行除盐处理。
1.3 离子交换系统
首先,原水进入无阀滤池进行预处理流入过滤水槽,再通过过滤水泵送水至阳床上部,在床中与强酸阳树脂接触,树脂将Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子从水中置换到树脂上,除去阳离子后的水从塔下流出并送入脱CO2塔上部,在塔内与塑料多面空心球接触形成水膜很快分离,通过风机将CO2从塔顶吹除。脱除CO2的水进入中间水池,中间水泵将水送入阴床,在床中与强碱阴树脂接触,树脂将水中SO42-、Cl-、NO3-等阴离子置换到树脂上,水中的阴离子被除去。经一级除盐后的水再进入混床除去少量残存阳、阴离子和SiO3,经混床处理制得合格的除盐水,交换过程中,阳床、阴床和混床因交换剂饱合而失效,这时由再生系统对阳床、阴床和混床进行再生。
图1 EDI膜块与膜块的反冲洗平面图
2 方案确定
2.1 产水规模及水质要求
2.1.1 产水规模
超滤部分产水量:38m3/hr(25±2℃);
一级反渗透部分产水量:28.5m3/hr(25±2℃);
二级反渗透部分产水量:25.7m3/hr(25±2℃);
EDI部分产水量:24m3/hr(25±2℃)
2.1.2 满足要求
超滤产水水质应满足反渗透系统进水要求。
一级RO产水水质应满足二级RO进水要求。
二级反渗透产水水质应满足EDI进水要求。
EDI产水水质能满足所需补给水水质要求。
3 系统设计原则
3.1 系统功能
供方提供能满足买方要求的化学水处理系统,水处理系统出力按照出力24t/h设计。
3.2 系统流程
化学水处理系统采用反渗透+电除盐方案,即超滤+两级反渗透+EDI电除盐。主流程如下:自来水→清水箱→清水泵→汽水换热器→加氧化剂(NaClO)→袋式过滤器→超滤装置→超滤产水箱→RO送水泵→加还原剂→加阻垢剂→5μm过滤器→一级高压泵→一级反渗透装置→加氢氧化钠→二级高压泵→二级反渗透装置→RO产水箱→EDI送水泵→1μm过滤器→EDI装置→纯水箱→加氨调节pH值→纯水泵→至用水点。
3.3 控制系统要求
3.3.1 控制水平、控制要求及控制范围
(1)本超纯水处理控制系统采用辅助车间控制方式,在辅控室设1台操作员站,通过以太网与PLC主机连接,再通过主机与所需的I/O连接,对整个超纯水处理系统集中监视、管理、自动顺序控制;
(2)操作员站作为主要的人机接口方式;
(3)本工程控制范围包括:原水预处理及超纯水处理系统的清水加热系统、超滤系统、一级RO系统、二级RO系统、EDI系统、各类水箱、水泵及相关的网络设备,就地一次仪表、控制系统、动力设备、配电设备等。
3.3.2 可编程序控制器
(1)控制系统采用SIEMENS生产的S7-300系列产品,具有OPC接口。
(2)在距离PLC机柜1.2米外发出的工作频率400~500MHz,功率输出5W的电磁干扰和射频干扰,不影响系统正常工作。
(3)可编程控制器包括下列功能:继电器与锁存寄存器,计数、数学运算,逻辑功能,比较功能,移位寄存器,PID运算,顺序控制和程序中断、转向等。
(4)I/O模块
——控制室机柜安装的I/O模块都是低电压,现场来的输入接点为无源节点。
——模拟量输入模块能接受来自热电阻或4~20mADC信号,4~20mADC输入信号的供电电源取自模拟量输入模块自身。
——所有输入输出模块及通道之间相互隔离,并能在I/O模块对现场接线和模块之间提供1500V以上的有效隔离值。
——开关量输入模块检测一对触点闭合需要的门槛电流为10mA,这样可以避免使用外接负载电阻。
[1]火力发电厂超滤水处理装置验收导则DL/Z952-2005.
[2]火力发电厂反渗透水处理装置验收导则DL/Z951-2005.
[3]《火力发电厂化学设计技术规程》DL/T5054-1996.
[4]《水处理设备制造技术条件》JB/T2932-1999+.
[5]马悦,等.电站锅炉回转式空气预热器漏风率过高的分析与对策[J].电站系统工程,2007(3).
[6]巩汉强.VN技术在容克式空气预热器密封改造中的应用[J].热能动力工程,2003(4).