論鍋爐化學(xué)水處理及控制系統(tǒng)

黑龍江 薛磊 欒旭

1 方案比較

1.1 超濾系統(tǒng)

超濾是一種將溶液進(jìn)行凈化、分離和濃縮的膜分離技術(shù)。超濾能截留0.002-0.1μm之間的大分子物質(zhì)和雜質(zhì)。超濾過程可理解成與膜孔大小相關(guān)的篩分過程。以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過濾介質(zhì)。在一定的壓力下，當(dāng)水流過膜表面時(shí)，只允許水、無機(jī)鹽及小分子物質(zhì)透過膜，阻止水中的懸浮物、膠體、蛋白質(zhì)和微生物等大分子物質(zhì)通過，達(dá)到溶液的凈化、分離與濃縮的目的。

1.2 反滲透系統(tǒng)

反滲透（RO）主機(jī)是一級除鹽的心臟部分，由滲透膜、膜殼和輔助閥門和儀器組成。反滲透也是采用膜分離的水處理技術(shù)，其原理是：在壓力作用下，透過反滲透膜的水為純水，水中的雜質(zhì)被反滲透膜截留并被帶出。原水經(jīng)原水泵送到石英砂過濾器降低濁度，在活性炭過濾器中降低COD、膠體及有機(jī)大分子的含量。活性炭出水再送至保安過濾器進(jìn)行最后的預(yù)處理，使原水SDI＜5mg/l，滿足反滲透（RO）主機(jī)的進(jìn)水要求。經(jīng)保安過濾器后的合格水由高壓泵送至RO主機(jī)反滲透進(jìn)行除鹽處理。

1.3 離子交換系統(tǒng)

首先，原水進(jìn)入無閥濾池進(jìn)行預(yù)處理流入過濾水槽，再通過過濾水泵送水至陽床上部，在床中與強(qiáng)酸陽樹脂接觸，樹脂將Ca2+、Mg2+、Na+等陽離子從水中置換到樹脂上，除去陽離子后的水從塔下流出并送入脫CO2塔上部，在塔內(nèi)與塑料多面空心球接觸形成水膜很快分離，通過風(fēng)機(jī)將CO2從塔頂吹除。脫除CO2的水進(jìn)入中間水池，中間水泵將水送入陰床，在床中與強(qiáng)堿陰樹脂接觸，樹脂將水中SO42-、Cl-、NO3-等陰離子置換到樹脂上，水中的陰離子被除去。經(jīng)一級除鹽后的水再進(jìn)入混床除去少量殘存陽、陰離子和SiO3，經(jīng)混床處理制得合格的除鹽水，交換過程中，陽床、陰床和混床因交換劑飽合而失效，這時(shí)由再生系統(tǒng)對陽床、陰床和混床進(jìn)行再生。

圖1 EDI膜塊與膜塊的反沖洗平面圖

2 方案確定

2.1 產(chǎn)水規(guī)模及水質(zhì)要求

2.1.1 產(chǎn)水規(guī)模

超濾部分產(chǎn)水量：38m3/hr(25±2℃)；

一級反滲透部分產(chǎn)水量：28.5m3/hr(25±2℃)；

二級反滲透部分產(chǎn)水量：25.7m3/hr(25±2℃)；

EDI部分產(chǎn)水量：24m3/hr(25±2℃)

2.1.2 滿足要求

超濾產(chǎn)水水質(zhì)應(yīng)滿足反滲透系統(tǒng)進(jìn)水要求。

一級RO產(chǎn)水水質(zhì)應(yīng)滿足二級RO進(jìn)水要求。

二級反滲透產(chǎn)水水質(zhì)應(yīng)滿足EDI進(jìn)水要求。

EDI產(chǎn)水水質(zhì)能滿足所需補(bǔ)給水水質(zhì)要求。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

3.1 系統(tǒng)功能

供方提供能滿足買方要求的化學(xué)水處理系統(tǒng)，水處理系統(tǒng)出力按照出力24t/h設(shè)計(jì)。

3.2 系統(tǒng)流程

化學(xué)水處理系統(tǒng)采用反滲透＋電除鹽方案，即超濾＋兩級反滲透＋EDI電除鹽。主流程如下：自來水→清水箱→清水泵→汽水換熱器→加氧化劑（NaClO）→袋式過濾器→超濾裝置→超濾產(chǎn)水箱→RO送水泵→加還原劑→加阻垢劑→5μm過濾器→一級高壓泵→一級反滲透裝置→加氫氧化鈉→二級高壓泵→二級反滲透裝置→RO產(chǎn)水箱→EDI送水泵→1μm過濾器→EDI裝置→純水箱→加氨調(diào)節(jié)pH值→純水泵→至用水點(diǎn)。

3.3 控制系統(tǒng)要求

3.3.1 控制水平、控制要求及控制范圍

（1）本超純水處理控制系統(tǒng)采用輔助車間控制方式，在輔控室設(shè)1臺(tái)操作員站，通過以太網(wǎng)與PLC主機(jī)連接，再通過主機(jī)與所需的I/O連接，對整個(gè)超純水處理系統(tǒng)集中監(jiān)視、管理、自動(dòng)順序控制；

（2）操作員站作為主要的人機(jī)接口方式；

（3）本工程控制范圍包括：原水預(yù)處理及超純水處理系統(tǒng)的清水加熱系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、一級RO系統(tǒng)、二級RO系統(tǒng)、EDI系統(tǒng)、各類水箱、水泵及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，就地一次儀表、控制系統(tǒng)、動(dòng)力設(shè)備、配電設(shè)備等。

3.3.2 可編程序控制器

（1）控制系統(tǒng)采用SIEMENS生產(chǎn)的S7-300系列產(chǎn)品，具有OPC接口。

（2）在距離PLC機(jī)柜1.2米外發(fā)出的工作頻率400～500MHz，功率輸出5W的電磁干擾和射頻干擾，不影響系統(tǒng)正常工作。

（3）可編程控制器包括下列功能：繼電器與鎖存寄存器，計(jì)數(shù)、數(shù)學(xué)運(yùn)算，邏輯功能，比較功能，移位寄存器，PID運(yùn)算，順序控制和程序中斷、轉(zhuǎn)向等。

（4）I/O模塊

——控制室機(jī)柜安裝的I/O模塊都是低電壓，現(xiàn)場來的輸入接點(diǎn)為無源節(jié)點(diǎn)。

——模擬量輸入模塊能接受來自熱電阻或4～20mADC信號，4～20mADC輸入信號的供電電源取自模擬量輸入模塊自身。

——所有輸入輸出模塊及通道之間相互隔離，并能在I/O模塊對現(xiàn)場接線和模塊之間提供1500V以上的有效隔離值。

——開關(guān)量輸入模塊檢測一對觸點(diǎn)閉合需要的門檻電流為10mA，這樣可以避免使用外接負(fù)載電阻。

［1］火力發(fā)電廠超濾水處理裝置驗(yàn)收導(dǎo)則DL/Z952-2005.

［2］火力發(fā)電廠反滲透水處理裝置驗(yàn)收導(dǎo)則DL/Z951-2005.

［3］《火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL/T5054-1996.

［4］《水處理設(shè)備制造技術(shù)條件》JB/T2932-1999+.

［5］馬悅，等.電站鍋爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器漏風(fēng)率過高的分析與對策［J］.電站系統(tǒng)工程，2007（3）.

［6］鞏漢強(qiáng).VN技術(shù)在容克式空氣預(yù)熱器密封改造中的應(yīng)用［J］.熱能動(dòng)力工程，2003（4）.