KingSCADA在锅炉补给水处理系统中的应用

82·案例篇·Application Chapter ★ 北京亚控科技发展有限公司 魏 东，张金强★ 上海三颐恩环保节能科技有限公司 席为民★ 广东省环境保护工程研究设计院 张 伟KingSCADA和工业实时数据库软件在垃圾渗滤液工程上的应用KingSCADA and Industrial Real-time Database Software Application Works on Landfill Leachate魏东（1981-），男，山东蒙阴人，硕士研究生，现任北京亚控科技有限公司解决方案工程师，从事燃气行业、垃圾处理行业、灌区信息化等行业的监控系统的方案设计、技术服务等工作。

张金强（1976-）男，山东德州人，现任北京亚控科技发展有限公司市政事业部总经理。

摘要：本文介绍亚控KingSCADA软件和工业库KingHistorian搭建的系统实现了对垃圾渗滤液处理项目的工艺展示、数据实时监视、设备控制等功能，达到很好的应用效果。

关键词：垃圾填埋；渗液处理；SCADA软件；工业库Abstract: This paper introduces a system built by the KingSCADA software of sub-control and the KingHistorian industrial laboratory. The system conducts the demonstration of the industrial process of landfill leachate treatment, real-time data monitoring, device control and other functions, which achieve good results. Key words: Landfill; Exudate handling; SCADA software; Industrial library作者简介1　行业概述垃圾渗滤液是指来源于垃圾填埋场中垃圾本身含有的水分、进入填埋场的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆土层的饱和持水量，并经历垃圾层和覆土层而形成的一种高浓度的有机废水。

全膜法水处理技术在电厂锅炉补给水处理中的应用摘要：全膜法水处理是指整个锅炉补给水处理系统均采用膜处理工艺，即超滤+反渗透+电除盐工艺，以取代传统的多介质过滤和离子交换工艺。

以高分子分离膜为代表的膜分离技术是一种新型的流体分离单元操作技术，一般可分为微滤、超滤、纳滤、反渗透4类，按照以上顺序其分离精度越来越高。

电除盐因其应用了电渗析技术实现了离子交换树脂的连续再生，通常也会被列为膜分离技术。

近年来，全膜法技术由于其产水水质质量较高，以及价格的不断下降，逐渐替代了电厂传统锅炉补给水处理系统离子交换法。

关键词：全膜法；离子交换法；锅炉补给水；应用分析1全膜法水处理系统工艺1.1典型工艺流程全膜法水处理系统典型的工艺流程如下：经净水站处理后的清水?清水泵?多介质过滤器?超滤装置?超滤产水箱?超滤水泵?反渗透保安过滤器?反渗透高压泵?反渗透装置?预脱盐水箱?预脱盐水泵?电除盐保安过滤器?电除盐脱气膜装置?电除盐装置?除盐水箱?除盐水泵?锅炉用水。

1.2设计出水水质二氧化硅(ug/L) ≤10电导率25℃(uS/cm) ≤0.1全膜法水处理系统产水水质较高，均能满足目前各级压力等级的锅炉补充用水。

1.3系统简介超滤装置技术先进，性能可靠，自动化程度高，操作简便。

在系统中，超滤装置作为反渗透装置的预处理，具有常规过滤不可比拟的优越性，对保证反渗透装置的安全、稳定运行十分有利。

另外它还可以提高反渗透装置的回收率，使水的利用率得到进一步提高，对缓解我国水资源紧张的局面十分有利。

反渗透是最精细的一种膜分离产品，它可以截留几乎所有溶解性盐分和分子量为100以上的有机物，而只允许水分子通过。

电除盐又称填充床电渗析法，是离子交换混床和电渗析相结合的一种技术，它体现了离子交换混床和电渗析法的优点。

运行中阴、阳离子在强加直流电的作用下，在向相应电极迁移过程中被离子交换树脂吸附交换，脱除离子的水流出淡水室成为高纯水。

而同时水在电压作用下被电离为氢离子和氢氧根离子，在离子迁移过程中对离子交换树脂进行再生。

基于DCS的锅炉补给水处理自控系统应用摘要：锅炉补给水处理实现自动化的目的是实现整个水处理系统安全可靠运行，确保优质的出水水质或达到规定的标准，提高操作人员的劳动生产率、降低能源与物料消耗。

根据锅炉补给水系统的特点，采用和利时K系列DCS系统对锅炉补给水处理的自动控制进行系统配置组态，过程组态，流程显示及操作画面组态实现自动控制。

从而避免手动操作造成操作人员劳动强度大，水质合格率低现象。

避免了影响余热锅炉的运行以及重整装置平稳运行。

关键词：锅炉补给水；自动控制；DCS；重整装置在炼油工艺重整装置生产过程中，锅炉补给水的质量高低不仅会影响锅炉本身的安全运行，还会影响蒸汽系统以及重整加热炉的操作，从而整套装置的平稳运行，因此对补给水的处理要求较高。

然而目前，水处理通常是以现场控制柜操作为主，自动化程度不高，导致水处理过程各个环节操作调整不及时，水质波动较大，劳动强度也很高。

本文将介绍DCS应用于反渗透水处理工艺过程，实现自动控制，从而减少人工操作，提高自动化水平和水处理的质量。

1.补给水处理系统工艺流程某公司重整装置余热锅炉补给水处理自动控制系统包括：水箱液位的控制、产除盐水的控制、活性过滤器反洗过程的控制、软化器再生过程的控制、反渗透清洗过程的控制。

1.1水箱液位的控制原水箱液位的控制采用入口两段式气动阀控制，通过安装在原水箱底部的压力式液位变送器把水箱的液位以4～20mA标准信号送入DCS，DCS通过比较输出控制信号。

当水箱液位低于30%时打开气动阀，当液位高于85%时，关闭气动阀。

1.2产除盐水控制当原水箱、软水箱、除盐水箱液位均正常，原水泵无故障，过滤器没有反洗情况下，自动打开过滤器进水阀和已选择的软化器的进水阀，产水阀，60S后启动已选择的原水泵。

高压泵无故障，泵入口压力正常，出口压力正常，反渗透没有清洗情况下，开始反渗透运行，打开RO进水阀，60S后开高压泵，开始产除盐水。

如果原水箱或除盐水箱液位不正常，或者原水泵没有运行，或者高压泵故障，或者泵出入口压力任何一个不正常，都会停止高压泵运行，关闭RO进水阀。

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反渗透膜在锅炉补给水和冷却水处理中的应用实例1. 核电站海水淡化系统在美国第一次将海水反渗透应用于锅炉给水的例子是太平洋气体和电力( PG&E ) 公司的Diablo Canyong 核电站。

该厂的装机容量为2200MW，位于沿太平洋加利福尼亚中部海岸，靠近San Louis Obispo城。

该反渗透系统由海德能公司( Hydranautics ) 于1985年安装和投入运转，自那时起已连续运行至今。

当海水用于反应器冷却时，需向系统补水以供锅炉及其它用途，如生活用水和消防用水。

Diablo 河是主要补水水源，但却不能长年供应。

同时，PG&E 选择了海水反渗透脱盐装置作为最佳方案，利用该装置，向该工厂供应补充水。

海德能公司做为反渗透装置的供应商，负责提供一套日产水量为2200m3的海水淡化反渗透装置并承担安装、维护及运行服务。

Diablo Canyong核电站反渗透装置设计为两级水处理系统( 产水再处理) ，其流程如图1、2所示。

主要设计参数见表1。

图1 Diablo Canyong核电站反渗透预处理流程图2 Diablo Canyong核电站反渗透系统表1 Diablo Canyong核电站反渗透装置设计参数预处理系统包括第一级及第二级压力过滤器、紫外杀菌仪和精密过滤器，海水从进水口泵入水箱。

为了改善过滤效果，将凝聚剂和聚合电解质加在第一级过滤器的进口。

将有机阻垢剂加在过滤后的水中以防止钙盐沉积在膜元件表面上。

过滤后的水送入紫外杀菌仪和精密过滤器。

系统设有间断加氯装置，但必须在把给水送入反渗透系统前用亚硫酸氢钠把余氯还原掉。

采用两级反渗透是为了提高产水的质量和考虑到生产的灵活性。

预处理后的海水加压到70 bar，并送到第一级海水反渗透系统。

该系统的回收率一般为50%，每天生产含盐量小于600 ppm TDS的脱盐水2420 m3。

Diablo Canyong核电站的第二级反渗透系统是高回收率的脱盐系统。

嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期工程2X300MW机组锅炉补给水处理系统仪表和控制技术规范书目录1．总则2．技术规范2.1控制对象2.2控制方式2.3控制要求2.3.1 总则2.3.2 锅炉补给水处理系统监控要求2.4技术要求3．设备规范3.1总的要求3.2可编程控制器(程控系统)3.2.1技术要求3.2.2中央处理单元CPU3.2.3输入/输出（I/O）模件3.2.4操作员站3.2.5通讯3.2.6编程3.3控制盘、台、柜及按钮3.4现场仪表3.5设备数据4．供货范围5．工程技术服务6．用户工作7．设计配合与资料交接8．备品备件及专用工具9．质量保证和试验10．附件1.总则：1.1 本规范书的使用范围仅限于嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期2×300MW 机组锅炉补给水处理控制系统。

1.2本规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规定的条文，承包商应提供技术和性能满足本规范书和有关工业标准要求的优质产品。

1.3如承包商没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，那么业主可以认为承包商提供的产品完全满足本规范书和有关工业标准的要求。

1.4本规范书作为订货合同的附件，与合同正文具有同等的法律效力。

2.技术规范2.1 控制对象2.1.1补给水处理系统：2.1.1.1本期工程为2×300MW凝汽式轮发电机组，配2X1025t/h自然循环汽包锅炉。

其锅炉补给水处理系统为：工业水→生水池→生水泵→生水加热→机械加速澄清器→加药→机械过滤器→清水池→清水泵→高效过滤器→阳床→中间水箱→中间水泵→阴床→混床→除盐水箱、最后经除盐水泵送至主厂房。

2.1.1.2补给水处理系统主要设备配置(详见10.2：锅炉补给水处理系统图及公用水泵房系统图)A．生水池1座（2格）B．生水泵2台C. 机械加速澄清器2座D. 高效过滤器2台E．清水池1座（2格）F．清水泵2台D. 双室阳离子交换器2台E. 强碱阴离子交换器2台F. 混合离子交换器2台G. 除二氧化碳器、除二氧化碳风机2组H. 阳树脂储存罐1台I. 阴树脂储存罐1台J. 除盐水箱2座K. 除盐水泵2台L. 中间水箱2座M. 中间水泵2台N. 阳床再生专用泵1台O. 阴床再生专用泵1台P. 罗茨风机3台Q. 压缩空气储气罐2座R. 浓酸储存罐2台S. 浓碱储存罐2台T. 酸计量箱2台U. 碱计量箱2台V. 中和水泵2台W. 中和水池1座(2格)X. 助凝剂加药装置1套Y. 凝聚剂加药装置1套Z. 电动门28台（其中两台为调节式）AA. 系统所属的气动78台（其中两台为调节式）2.2 控制方式2.2.1 本工程锅炉水系统控制设一个控制室，主要包括补给水处理程控、凝结水处理程控、制氢站控制等，调试终端、系统的操作员工作站、补给水处理控制站布置于锅炉补给水处理控制室，凝结水处理控制站布置于凝结水处理控制设备间，制氢系统控制站布置于制氢控制室。

KingSCADA在锅炉补给水处理系统中的应用摘要:针对锅炉补给水处理系统的自动化发展趋势,本文基于KingSCADA组态软件开发出一套界面友好的锅炉补给水处理监控系统软件。

该软件不仅能以逼真的动画模拟现场设备运行状态,而且对于所监控系统的关键工艺数据提供实时显示及上下限声光报警功能,最大限度地保证系统的安全和可靠运行。

操作员可通过鼠标、键盘等设备的操作完成设备控制,画面切换、数据存储、统计查询和报表打印等各种操作。

关键词:锅炉补给水组态软件KingSCADA在发电厂的生产过程中,水是传递能量和冷却的主要介质,由于设备和管道系统水的排放、蒸发和泄露,会造成水的损失。

为了保持平衡,必须向锅炉中补给所需的水量。

未经处理的天然水易造成设备结垢,腐蚀和积盐等危害,因此锅炉补给水质量的优劣直接影响电厂机组的安全及经济运行[1]。

整个水处理系统工艺复杂,设备数量多、操作步骤繁琐且多是阀门操作。

随着电厂自动化水平的不断提高,人们越来越关注用计算机技术对锅炉补给水处理实施数据采集和控制,对监控软件也提出了更高的要求[2]。

King SCADA组态软件[3]作为一种新兴的工业监控软件开发平台,本系统结合某厂实际,设计了一套基于KingSCADA和PLC的锅炉补给水处理系统。

1 工艺概况锅炉补给水处理系统实现的功能为:对原水进行净化过滤,除去其中钙盐、镁盐、钠盐等杂质离子,防止锅炉结垢、腐蚀,保证锅炉工况和品质的良好。

锅炉补给水处理工艺流程如图1所示。

经过初步处理的水,先是进入高效纤维过滤器进行处理,滤除了水中大部分的悬浮物。

随后进入双室双流活性碳过滤器进一步预处理,除掉了水中不利的有机物。

而后进入一级除盐设备,首先水进入阳离子交换器,将水质软化,由于从阳离子交换器处理的水呈酸性,此时CO2几乎全部以气体存在,需要进入除CO2器除去CO2,从除CO2器出来的水流入阴离子交换器,除掉水中CL-、SO42-、HCO3-等杂质阴离子,最终水进入混合离子交换器,在混床中深度除盐,形成满足各个厂房需要的用水[4]。

图3　点火温度控制原理2.4　混合料总量控制严格根据配比进行配料是保证烧结矿优劣的关键所在。

在上位机输入混合量总量及各种物料的含量后,P LC对配料室各种物料每一时刻的下料量进行实时跟踪并存入缓冲区,根据配比动态调整每一种物料的下料量,采用常规控制、串级控制、补偿控制相结合实现了自动换仓时无扰动切换,避免了在出现堵料、断料情况下料量波动的现象,精确地控制各物料下料总量的平衡。

2.5　生产中固体燃料消耗的自动控制在上位机输入配料室与外加煤的下料比例,系统根据这个比例,严格控制生产过程中焦炭的用量。

当配料室焦炭的下料量有波动时,系统能够自动记录时间与波动量的大小,经过过程延时后,在外加煤时给予补偿,并可根据返矿料槽的料位,自动调整外加煤的下料量,从而达到了控制烧结生产中固体燃料消耗量的目的。

2.6　自动布料控制通过超声波料位计检测料层厚度,作为反馈信号,调节小闸门开度与圆辊布料机的转速,从而在线控制烧结混合料料流,使给料和烧结机压入率保持稳定。

3　结束语济钢一烧厂生产过程控制系统自2003年3月正式投运以来,运行良好,一烧厂生产实现了全过程自动化,通过对生产过程的精确控制,稳定了生产过程,提高了生产能力,已超过8000t/天的生产能力。

同时稳定了烧结矿质量,降低了消耗,降低了操作故障率与工人的劳动强度,提高了劳动生产率。

[编辑:沈黎颖]SCADA技术在水处理系统中的应用寇　传　乾(济南钢铁集团总公司自动化部,山东济南250101)[摘　要]主要介绍利用SC ADA技术对水处理系统的控制,分析了系统的软硬件结构、数据的采集和监控原理,并对该系统主要功能的实现进行了详细的描述。

系统运行结果表明,基于SC ADA的控制系统能充分满足水处理厂的要求,尤其在实现分散控制、网络化管理、优化生产等方面起到了关键作用。

[关键词]SC ADA;以太网;实时数据库;水处理[中图分类号]TP27　[文献标识码]B　[文章编号]100027059(2004)0120068204[收稿日期]2003204214;[修改稿收到日期]2003204225[作者简介]寇传乾(19742),男,山东济南人,工程师,从事自动化技术应用与开发工作。