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資訊技術 / 儀表只知識

自動控制技術在電廠廢水處理的應用分析

發布時間:2019-10-16  發布作者:

摘 要:針對電廠廢水處理過程中用到的自動控制技術進行分析和研究,為進一步提升電廠自動控制水平打下堅實基礎。首先詳細分析電廠廢水處理系統的總體設計,然后對該系統中用到的設備、硬件進行簡單描述。重點研究了該自動控制系統軟件實現時的調節池控制過程和pH控制過程,對其軟件實現流程圖進行詳細分析。上述分析的電廠廢水處理系統已經實際應用到電廠的自動控制系統中,經過為期6個月的試運行,系統運行安全、穩定,已達到預期設計目標。
0引言
火力發電會產生大量的工業廢水,飲用水被不經處理的工業廢水污染后,會發生大規模的霍亂,危害人們的身體健康。因此,各發電廠建立了較完善的廢水處理系統。廢水處理主要有生物處理法和物理化學處理法兩種,視水質情況選擇處理方法[1-2]。國外對電廠廢水處理系統的研究和應用要早于并優于國內,主要經歷了三個階段,即儀表檢測水質,用閉環控制系統實現廢水處理;利用智能多回路處理系統實現廢水處理;基于PLC控制系統、通信系統以及計算機系統為基礎的智能廢水處理。國內電廠廢水處理技術主要分為手動控制、半自動控制以及全自動控制三種,對待處理的廢水的pH、渾濁度、BOD等指標進行記錄和調節,達到廢水處理標準[3-4]。電廠廢水處理工藝流程主要包括工業廢水集水井、機械格柵、工業廢水調節池、氣浮澄清器、中間水箱、全自動清洗過濾器、清水池等。經電廠廢水處理系統后的水質要達到《城市污水再生利用工業用水水質》的要求[5-6]。
1系統總體設計
電廠廢水處理控制系統的總體設計框圖如圖1所示,主要由數據通信、數據管理、實時控制、設備檢測以及信息顯示五大模塊組成。數據通信模塊主要完成與本地控制器的數據交互,完成與廢水處理系統中的智能儀表的數據通信,完成與外部輸入數據的通信;數據管理模塊主要完成對廢水中的pH、SS、濁度、總硬度、總堿度、總磷、硫酸鹽、氨氮等控制指標的統計分析,完成廢水指標的數據庫記錄管理以及數據打印功能;實時控制模塊主要完成廢水處理系統中的執行機構的控制、生成過程控制以及安全保護控制,該模塊是廢水處理控制系統的核心;設備檢測模塊主要完成設備運行狀態的監視、設備故障報警,該模塊由系統的上位機完成;信息顯示模塊主要完成設備狀態顯示和檢測數據顯示,配合系統的上位機共同完成該功能。
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2設備選型
為完成廢水處理功能,電廠廢水處理控制系統需要機械格柵、調節池、加藥裝置、全自動清洗過濾器、污泥濃縮池等,主要現場工作設備還包括電磁流量計、濁度儀、pH儀、清水離心泵等。機械格柵是廢水處理的第一道工序,主要用于濾除較大雜物。調節池用于對待處理的廢水進行均和調節,由潛污泵和曝氣系統組成。加藥裝置由PAC和PAM兩種加藥系統組成,可手動、可自動完成。全自動清洗過濾器主要用于自動清理待處理廢水中的雜質。污泥濃縮池可降低待處理廢水中的污泥含量,對污泥進行稠化。在電廠廢水處理系統中還需要對PLC控制器以及擴展模塊進行選型,PLC控制器是該控制系統的核心,由編寫的軟件實現廢水處理控制過程。電廠廢水處理控制系統主要設備選型如表1所示。
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3軟件設計
根據電廠廢水處理工藝流程,所設計的軟件程序結構框圖如圖2所示,由廢水截流控制模塊、廢水格柵過濾控制模塊、廢水調節池控制模塊、廢水氣浮澄清控制模塊、廢水加藥控制模塊、廢水pH調節控制模塊、污泥濃縮池控制模塊、過濾器控制模塊以及系統出水控制模塊組成,共同完成電廠廢水處理過程。重點對廢水處理過程中的調節池控制和pH控制做詳細說明。
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3.1調節池控制
調節池在電廠廢水處理工程中是較為關鍵的一個控制流程,由潛水泵和曝氣系統組成,用于對待處理的廢水進行均和調節。在本設計流程中,將以待處理的廢水水位為基礎,將調節池處理過程分為低液位處理、中低液位處理、中液位處理、中高液位處理、高液位處理以及超高液位處理六個過程。調節池控制流程啟動后,首先檢測是自動調節還是手動調節,自動調節則進行本控制流程,手動調節則退出本控制流程。在調節池設備無故障的情況下,檢測待處理廢水,當水位處于低液位時,停止所有設備運行;當水位處于中低液位時,啟動A#氣浮系統回流泵,并運行氣浮系統;當水位處于中液位時,啟動加藥裝置A、C的電磁閥和計量泵,同時啟動1#提升泵;當水位處于中高液位時,啟動B#氣浮回流泵,運行氣浮系統;當水位處于高液位時,啟動加藥裝置B、D的電磁閥和計量泵,啟動3#提升泵;當水位處于超高水位時,集水井提升泵全部停止運行。當待處理的廢水水位高于超高水位后,發出報警。
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3.2。穑瓤刂
pH控制過程主要是通過在待處理的廢水中加入酸或者加入堿來實現對廢水的pH調節,加入的量由變頻泵的頻率決定。在運行pH控制流程前,需要對目標廢水參數進行設定。首先采集入口處廢水的參數信息,對該信息進行A/D轉換和濾波后,對采集到的廢水的pH進行修正,如果誤差E>Ep,則進行PID調節過程修正,同時計算需要加入酸/堿的量;對pH控制裝置的變頻控制系統輸出控制信號,進行變頻加藥過程。變頻加藥過程結束后,對出口處的廢水pH進行采樣,進行下一次修正過程。如果誤差E<Ep,則本次pH控制過程結束。
4結語
電廠廢水處理系統的建立和完善,對保護生態系統、凈化地下水資源起著至關重要的作用。自動控制系統應用與電廠廢水處理過程,在解放勞動生產力的同時,既提高了廢水處理的生產效率,又增強了電廠廢水處理的能力,有較好的社會效益和經濟效益。
 
 
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