实现炉外水质处理pH值自动控制(徐北生)
用工业酸度计连续,自动测定锅炉给水PH值
用工业酸度计连续,自动测定锅炉给水PH值
徐俊生
【期刊名称】《华北电力技术》
【年(卷),期】1989(000)007
【摘要】现在电厂所使用的工业酸度计,大都是通过测量由电极系统与待测溶液构成的测量电池的电动势,来确定待测溶液的活度(或浓度)的。
我厂使用的 DH—103型工业酸度计是七十年代初的产品,是由测量电池和高阻毫伏计两个基本部分组成,如图所示。
【总页数】3页(P41-43)
【作者】徐俊生
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM621.8
【相关文献】
1.酸度计测定pH值读数稳定的探讨 [J], 李琳
2.锅炉水及工业循环冷却水的pH值、碱度和氯化物的连续测定 [J], 张居光;吴继权;黄容
3.酸度计测定牙膏pH值的原理及方法 [J], 郑伟
4.酸度计连续滴定法测定葡萄汁中总酸和氨基氮的质量浓度 [J], 尚建疆; 蔡立新
5.酸度计连续滴定法测定葡萄汁中总酸和氨基氮的质量浓度 [J], 尚建疆;蔡立新
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中国华电集团公司火力发电工程设计导则(B版)
中国华电集团公司火力发电工程设计导则(B版)中国华电集团公司2015年6月北京中国华电集团公司火力发电工程设计导则(B版)编制单位:华电技术经济研究院批准部门:中国华电集团公司中国华电集团公司前言《中国华电集团公司火力发电工程设计导则(A版)》(以下简称“导则(A 版)”)自2005年7月颁布后已执行十余年。
近年来随着国家火电项目产业政策的变化,新的《大中型火力发电厂设计规范》(GB50660-2011)、《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)、《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》等陆续印发,电力行业新技术、新设备不断发展,集团公司的火电工程建设目标也转变为建设“安全优质、高效环保、指标先进、竞争力强”的电厂,2015年又提出了更高的“三同领先”要求,为积极响应这些变化和要求,更好的指导火电项目开展初步设计及优化工作,在总结导则(A版)实施经验教训的基础上,集团公司于2013年3月启动对导则(A版)进行修编。
2013年10月完成导则修编的征求意见稿,2013年11月集团公司有关部门及二级机构进行了内部评审,2014年2月委托电力规划设计总院进行了全面的评审,至2015年5月全面完成了《中国华电集团公司火力发电工程设计导则(B版)》(以下简称“导则(B版)”)的修编工作。
本导则共分21章。
主要技术内容有:总则,厂址选择,总体规划,机组选型,主厂房区域布置,运煤系统,锅炉设备及系统,除灰渣系统,烟气脱硫系统,烟气脱硝系统,汽轮机设备及系统,水处理系统,信息系统,仪表与控制,电气设备及系统,水工设施及系统,辅助及附属设施,建筑与结构,采暖通风,环境保护,劳动安全职业卫生。
本导则由中国华电集团公司火电产业部归口管理,由华电技术经济研究院负责具体内容解释。
执行过程中如有意见或建议,请及时反馈华电技术经济研究院,以便今后修订时参考。
目录1 总则............................................................................................................................... - 1 -2 厂址选择................................................................................................................................. -3 -2.1 基本规定........................................................................................................................ - 3 -2.2 厂址自然条件................................................................................................................ - 4 -2.3 建厂资源条件................................................................................................................ - 7 -2.4 国家及地方环境保护政策.......................................................................................... - 10 -2.5 发电厂选址其他要求.................................................................................................. - 11 -3 总体规划............................................................................................................................... - 12 -3.1 基本规定...................................................................................................................... - 12 -3.2 厂区外部规划.............................................................................................................. - 13 -3.3 厂区规划及总平面布置.............................................................................................. - 13 -4 机组选型............................................................................................................................. - 16 -4.1 机组参数...................................................................................................................... - 16 -4.2 机组选型...................................................................................................................... - 18 -4.3 主机容量匹配.............................................................................................................. - 20 -5 主厂房区域布置................................................................................................................... - 21 -5.1 基本规定...................................................................................................................... - 21 -5.2 汽机房及除氧间布置.................................................................................................. - 21 -5.3 煤仓间布置.................................................................................................................. - 22 -5.4 锅炉布置...................................................................................................................... - 23 -5.5 集中控制室和电子设备间布置.................................................................................. - 23 -5.6 烟气脱硫设施布置...................................................................................................... - 24 -5.7 烟气脱硝设施布置...................................................................................................... - 24 -5.8 维护检修...................................................................................................................... - 25 -6 运煤系统............................................................................................................................... - 26 -6.1 基本规定...................................................................................................................... - 26 -6.2 卸煤设施...................................................................................................................... - 26 -6.3 贮煤场及其设备.......................................................................................................... - 28 -6.4 带式输送机系统.......................................................................................................... - 30 -6.5 筛碎设备...................................................................................................................... - 31 -6.6 混煤设施...................................................................................................................... - 32 -6.7 循环流化床锅炉运煤系统.......................................................................................... - 32 -6.8 运煤系统辅助设施...................................................................................................... - 32 -6.9 入厂煤入炉煤计量及采制化设施.............................................................................. - 33 -7 锅炉设备及系统..................................................................................................................... - 38 -7.1 锅炉设备...................................................................................................................... - 38 -7.2 煤粉制备...................................................................................................................... - 39 -7.3 烟风系统...................................................................................................................... - 42 -7.4 点火、助燃油系统及锅炉辅助系统.......................................................................... - 43 -7.5 启动锅炉...................................................................................................................... - 44 -7.6 循环流化床锅炉系统.................................................................................................. - 44 -7.7 进口配套产品和阀门.................................................................................................. - 44 -8 除灰渣系统............................................................................................................................. - 46 -8.1 基本规定...................................................................................................................... - 46 -8.2 除渣系统...................................................................................................................... - 46 -8.3 除灰系统...................................................................................................................... - 48 -8.4 干灰分选系统.............................................................................................................. - 49 -8.5 石子煤处理系统.......................................................................................................... - 50 -8.6 循环流化床锅炉除灰渣系统...................................................................................... - 50 -8.7 厂外干灰渣输送系统.................................................................................................. - 50 -8.8 除灰渣系统辅助检修设施和防护设施...................................................................... - 51 -8.9 除尘设备...................................................................................................................... - 51 -9 烟气脱硫系统....................................................................................................................... - 54 -9.1 基本规定...................................................................................................................... - 54 -9.2 吸收剂制备系统.......................................................................................................... - 55 -9.3 二氧化硫吸收系统...................................................................................................... - 57 -9.4烟气系统....................................................................................................................... - 58 -9.5 脱硫副产品处置系统.................................................................................................. - 59 -9.6 脱硫系统设备进口范围.............................................................................................. - 60 -10 烟气脱硝系统....................................................................................................................... - 61 -10.1 基本规定.................................................................................................................... - 61 -10.2 选择性催化还原烟气脱硝(SCR)工艺 ................................................................ - 62 -10.3 选择性非催化还原烟气脱硝(SNCR)工艺.......................................................... - 66 -11 汽轮机设备及系统............................................................................................................... - 67 -11.1 汽轮机设备................................................................................................................ - 67 -11.2 主蒸汽、再热及旁路系统........................................................................................ - 67 -11.3 给水及除氧系统........................................................................................................ - 68 -11.4 凝结水系统................................................................................................................ - 71 -11.5 辅机冷却水系统........................................................................................................ - 71 -11.6 供热式机组的辅助系统和设备 ................................................................................ - 72 -11.7 进口配套产品和阀门................................................................................................ - 72 -12 水处理系统........................................................................................................................... - 74 -12.1 基本规定.................................................................................................................... - 74 -12.2 锅炉补给水处理........................................................................................................ - 75 -12.3 汽轮机组凝结水精处理............................................................................................ - 81 -12.4 热力系统的化学加药................................................................................................ - 82 -12.5 热力系统的水汽取样及监测.................................................................................... - 83 -12.6 冷却水处理................................................................................................................ - 83 -12.7 热网补给水及生产回水处理.................................................................................... - 84 -12.8 制氢和供氢................................................................................................................ - 85 -12.9 废水处理及回用........................................................................................................ - 86 -13 信息系统............................................................................................................................... - 88 -13.1 基本规定.................................................................................................................... - 88 -13.2 信息系统总体规划.................................................................................................... - 88 -13.3 厂级监控信息系统.................................................................................................... - 89 -13.4 管理信息系统............................................................................................................ - 89 -13.5 视频监视系统............................................................................................................ - 91 -13.6 视频会议系统.......................................................................................................... - 91 -13.7 门禁管理系统............................................................................................................ - 92 -13.8 培训仿真机................................................................................................................ - 92 -13.9 信息安全.................................................................................................................... - 92 -14 仪表与控制........................................................................................................................... - 94 -14.1 基本规定.................................................................................................................... - 94 -14.2 自动化水平................................................................................................................ - 94 -14.3 控制方式.................................................................................................................... - 95 -14.4 集中控制室和电子设备间...................................................................................... - 95 -14.5 检测与仪表.............................................................................................................. - 96 -14.6 报警............................................................................................................................ - 97 -14.7 机组保护.................................................................................................................... - 97 -14.8 开关量控制................................................................................................................ - 98 -14.9 模拟量控制................................................................................................................ - 99 -14.10 机组控制系统.......................................................................................................... - 99 -14.11 辅助车间控制系统................................................................................................ - 102 -14.12 仪表与控制系统选型............................................................................................ - 103 -14.13 控制电源和气源.................................................................................................... - 103 -14.14 仪表与控制系统进口范围.................................................................................... - 104 -15 电气设备及系统................................................................................................................. - 105 -15.1 发电机与主变压器.................................................................................................. - 105 -15.2 电气主接线.............................................................................................................. - 106 -15.3 主要电气设备选择.................................................................................................. - 108 -15.4 厂用电系统.............................................................................................................. - 110 -15.5 电气设备布置.......................................................................................................... - 113 -15.6 直流系统及交流不间断电源.................................................................................. - 115 -15.7 励磁系统................................................................................................................ - 116 -15.8 电气监控及继电保护系统...................................................................................... - 116 -15.9 照明系统................................................................................................................ - 117 -16 水工设施及系统................................................................................................................. - 119 -16.1 水务管理.................................................................................................................. - 119 -16.2 供水系统.................................................................................................................. - 121 -16.3 取排水建筑物.......................................................................................................... - 122 -16.4 空冷系统.................................................................................................................. - 124 -16.5 湿式冷却塔.............................................................................................................. - 126 -16.6 给水和废水排放...................................................................................................... - 126 -16.7 贮灰场...................................................................................................................... - 127 -16.8水工专业试验........................................................................................................... - 128 -17 辅助及附属设施................................................................................................................. - 130 -17.1 基本规定.................................................................................................................. - 130 -17.2 辅助生产系统.......................................................................................................... - 130 -17.3 辅助建筑.................................................................................................................. - 131 -17.4 附属建筑.................................................................................................................. - 132 -17.5 辅助及附属建筑物建筑装修标准.......................................................................... - 134 -18 建筑与结构....................................................................................................................... - 136 -18.1 基本规定.................................................................................................................. - 136 -18.2 建筑设计.................................................................................................................. - 137 -18.3 主厂房结构.............................................................................................................. - 139 -18.4 地基与基础.............................................................................................................. - 140 -18.5 直接空冷构筑物...................................................................................................... - 141 -18.6 烟囱及烟道结构...................................................................................................... - 142 -18.7 运煤建(构)筑物.................................................................................................. - 142 -18.8 主厂房及集中控制室建筑装修标准...................................................................... - 143 -19 采暖、通风和空气调节................................................................................................... - 146 -19.1 基本规定.................................................................................................................. - 146 -19.2 主厂房采暖、通风.................................................................................................. - 146 -19.3 主厂房空气调节系统.............................................................................................. - 147 -19.4 制冷站...................................................................................................................... - 148 -19.5 采暖加热站.............................................................................................................. - 149 -19.6 厂区管道.................................................................................................................. - 149 -19.7 运煤系统采暖通风除尘.......................................................................................... - 149 -19.8 厂外取水和灰场建(构)筑物采暖通风空调 ...................................................... - 150 -19.9 脱硫、脱硝建筑通风空调除尘.............................................................................. - 150 -20 环境保护和水土保持......................................................................................................... - 152 -20.1 基本规定.................................................................................................................. - 152 -20.2 大气污染防治.......................................................................................................... - 152 -20.3废水利用及排放....................................................................................................... - 153 -20.4 厂区噪声污染防治.................................................................................................. - 154 -20.5 灰渣污染防治和综合利用...................................................................................... - 154 -20.6 清洁生产和总量控制.............................................................................................. - 154 -20.7 水土保持.................................................................................................................. - 155 -20.8 环境保护管理和监测.............................................................................................. - 156 -21 消防、劳动安全与职业卫生............................................................................................. - 157 -21.1 消防...................................................................................................................... - 157 -21.2 劳动安全.................................................................................................................. - 157 -21.3 职业卫生.................................................................................................................. - 158 -1 总则1.0.1 本导则适用于中国华电集团公司系统(以下简称:集团公司)及其全资、控股公司投资新建或扩建的国内燃煤火力发电工程,由集团公司投资建设、采用中国设计标准的境外燃煤火电工程可参照执行。
高效生物脱氮-气浮-BAF-反硝化深床滤池工艺处理低碳氮比废水工程实例
工业用水与废水
Vol.52 No.3 Jun., 2021
Hale Waihona Puke 池-氧化池-二级反应沉淀池-pH回调池-砂滤池的 工艺处理后,大部分重金属离子及其他污染物已去 除,均能满足GB 13456-2012《钢铁工业水污染物 排放标准》表2标准,但总氮(硝酸根)无法有效去 除,因此需要新增深度处理系统,使其达标排放。 2设计规模及进出水水质
(1) 调节水池。1座,钢筋混凝土结构,尺寸 为 23.90 m x 8.50 m x 5.50 m, 有效容积为 1 016 m3, HRT为30 ho设潜水搅拌机2台,单台功率 为2.5 kW;潜水排污泵2台,1用1备,单台流量 为25m3/h,扬程为30 m,功率为4 kW。
(2) 高效生物脱氮反应器。设置2级,每级2 个。采用钢制防腐,玻璃棉保温,外包镀锌彩钢
(3) 气浮装置° 1套,钢制防腐结构,设计尺 寸为 6.50 m x 2.50 m x 2.50 m,处理水量为 50 m3/ h,溶气压力为0.5 MPa,回流比为70%,混合絮 凝时间为30 min,接触室停留时间为2.0 min,分 离室表面负荷为5.4 m3/(m2・h)o设桁车式刮渣机4 台,单台宽度为2.48 m,功率为1.1 kW;溶气水 泵2台,1用1备,单台流量为25m3/h,扬程为 50 m,功率为7.5 kW;溶气罐1套,钢制防腐, 溶气能力为30m3/h,压力为0.5 MPa; PAC、PAM 加药装置各1套,加药量分别为250 mg/L和5 mg/L,单套含2.0 m3不锈钢溶解池,3.0 m3不锈钢 溶液池,机械搅拌机2台,单台功率为0.75 kW, 计量泵2台,1用1备,单台流量为120 L/h,扬 程为 50 m, 功率为 0.25 kWo
磷酸铵镁沉淀法去除垃圾渗滤液中的氨氮
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的影响 在固定沉淀剂中一种盐的投入量"图 K 为镁盐和 磷盐在不同投入比例下垃圾渗滤液的 (XY值& 由图 K 可知$采用 ,JQ沉淀法之后"垃圾渗滤液 出水中 (XY随沉淀剂单因素投入摩尔 比的增加无 明 显变化规律"但出水 (XY数值总体有 所下降"降低 值 约 "#URK#U&
环!境!工!程
率及 (XY的影响 首先固定沉淀剂磷盐 投 入 量"控 制 4cm"#V#"反 应时间 为 O# =’-" 研 究 沉 淀 剂 镁 盐 的 投 入 摩 尔 比 7! ,.# 对垃圾渗滤液氨氮 去除率及 (XY的影 响& 在 相同实验条件下"固定沉淀剂镁盐投入量"研究磷盐 投 入 摩 尔 比 例 7 ! Q# 对 垃 圾 渗 滤 液 氨 氮 去 除 率 及
一种锅炉给水pH自动控制装置
专利名称:一种锅炉给水pH自动控制装置
专利类型:实用新型专利
发明人:谢宙桦,黄万启,张洪博,黄善锋,刘涛,张瑞,齐超,刘铁勇
申请号:CN202122089597.X
申请日:20210831
公开号:CN215723152U
公开日:
20220201
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种锅炉给水pH自动控制装置,装置包括:氨水罐、凝结水加氨计量泵、PLC控制器和省煤器入口电导率在线仪表;所述氨水罐通过管道连通凝结水泵出口的第一管道加氨点,管道上设置有凝结水加氨计量泵;与锅炉给水系统的省煤器入口连通的第二管路上设置省煤器入口电导率在线仪表;PLC控制器电连接凝结水加氨计量泵、省煤器入口电导率在线仪表。
该装置控制省煤器入口电导率的达到稳定,即满足锅炉给水pH的控制要求。
申请人:西安热工研究院有限公司
地址:710048 陕西省西安市碑林区兴庆路136号
国籍:CN
代理机构:西安通大专利代理有限责任公司
代理人:马贵香
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锌氧粉水洗作业pH值自动控制系统
成了p H值检测设备选用的难题 ;p H值一般通过人 工p H试 纸 检测 ,无法 实 现 在线 实 时监 控 ;人 工 调 节加药量造成加药不及时 ,或者加药过量 ,不但影 响工艺指标 ,更浪费药剂 ;采用传统 的控制工艺 , 人工调浆作业中缺乏对生产过程监控 ,使工人劳动
强度 大 ,而且 工作效 率也 不高 。 本 系 统基 于 P C系统 ,通 过对 p L H值 的 检测 , 根据 控制对 象 时变性 ,大 滞后 的特 点 ,采用 分段 补 偿PD串级 控 制方 法 ,提 高 了调 节 质量 ,使 p I H值
・
5 2・
有色 金属( 选矿部 分)
2 1 年第 1 02 期
d i1 .9 9 . s .6 1 9 9 .0 20 .1 o :03 6 /i n1 7 - 4 22 1 .1 4 js 0
锌氧粉水洗作业 p H值 自动控制系统
王 波 ,黄 宋魏 ,徐 维超
( 昆明理 工大 学 国土资 源工程 学 院 ,昆明 6 0 9 ) 5 0 3
强非 线性 特 性 ,主 要是 由 p 值 的负对 数定 义 引起 H 的 ,该 特性使 得传 统 的一些 控制 策 略不再 适用 ;3 ) 时变 特性 ,主要缘 于生 产过 程 中各组 分浓 度 的时 变 性 及 不确定 扰 动 … 。所 以系统 滞后 时 间长 ,控制 系 统调 节 的难 度 大 。采 用 常规 的控 制 策 略无 法 ,实现 p H值 的 自
动控 制 ;同时把 水洗 作业 相关 设备 接人 系 统 ,通过
值变化过程做 出快速 准确 的反应 ,造 成系统 的振
荡 ,难 以满 足_ T艺指标 。
上位机对现场生产进行监控和管理 ,实现作业流程 自动 控制 。
油田污废水pH值免疫优化控制研究
ABSTRA CT : In order to overcom e the instability,heavy disturbance and time—delay in pH value control of oilfield waste water treatment,optimized immune control strategy is applied. As RBF neural network is used to optim ize the
于 亚 笛 等 :油 田 污废 水 pH 值 免 疫 优 化 控 制 研 究
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图 1 污 水 中 和 工 艺 流 程 示 意 图
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第 25卷 第 4期 20l6年 8月
文 章 编 号 :1005-7854(2016)04—0056—05
矿 冶
M INING & M ETALLURGY
Vo1.25. NO.4 August 2016
油 田污废水 pH值免疫优化控制研究
于 亚 笛 台广锋 万 用 波 吴 萌 卢 亚平
OPTIMIZED-IMM UNE STUDY ON pH VALUE CONTROL FOR OILFIELD W ASTEW ATER TREATM ENT
y 一di TAI Guang ng WAN Yong—bo W U M eng LU Ya-ping
(Bering General Research Institute of Mining and Metallurgy,Beijing 1 00 1 60,China)
焙烧工艺对酸再生氧化铁粉比表面积的影响
焙烧工艺对酸再生氧化铁粉比表面积的影响魏恒;奚国良;赵忠民【摘要】钢板酸洗后产生的大量酸洗废液需要进行再生,利用酸再生工艺可生产高品质的氧化铁粉,而比表面积是氧化铁粉的一项重要指标.目前,大部分钢厂都采用Ruthner法喷雾焙烧技术来处理废酸,喷雾焙烧法所生产氧化铁粉其比表面积的指标主要依赖于喷雾焙烧法的工艺参数,包括废酸纯度(依赖于脱硅工艺)、焙烧炉温度、浓缩酸密度、喷洒量和压力、喷嘴喷雾效果、空煤比、氧含量以及炉内负压,其中焙烧炉工作状况和喷嘴喷雾效果是影响Ruthner法氧化铁粉质量的核心参数.试验得到最佳工艺参数,以提升比表面积,制取高品质氧化铁粉.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P76-80)【关键词】酸再生;氧化铁粉;比表面积【作者】魏恒;奚国良;赵忠民【作者单位】上海宝钢磁业有限公司,上海201900;上海宝钢磁业有限公司,上海201900;上海宝钢磁业有限公司,上海201900【正文语种】中文【中图分类】TF111.31+1近年来,对软磁铁氧体材料的要求不断提高,而氧化铁粉是生产软磁材料的主要原料,其性能的稳定性直接影响产品的质量,所以对软磁铁氧体用氧化铁粉原材料的质量也提出了越来越高的要求。
高品质的氧化铁粉不仅需要高的化学品位,也需要很高的物理性能指标,即作为软磁铁氧体原料的氧化铁粉应具有很高的纯度,同时对氧化铁粉产品的比表面积、初始结晶粒径和松装密度也有较高的要求。
氧化铁粉的比表面积越大,颗粒之间反应面积越大,氧化铁粉活性越好,反应越容易发生,越有利于降低磁性材料的烧结温度,缩短烧结时间,提高磁性材料的产量,降低能耗[1-3]。
喷雾焙烧法所生产氧化铁粉的比表面积主要依赖于喷雾焙烧法的工艺参数,包括废酸纯度[4](依赖于脱硅工艺)、焙烧炉温度[5-6]、浓缩酸密度、喷洒量和压力、喷嘴喷雾效果、空煤比、含氧量以及炉内负压,其中焙烧炉工作状况和喷嘴喷雾效果[7-8]是影响Ruthner法氧化铁粉质量的核心参数。
锅炉补给水系统的自动控制设计
锅炉补给水系统的自动控制设计
肖冰
【期刊名称】《自动化与仪器仪表》
【年(卷),期】2013()6
【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,提高管理人员的劳动生产率、降低能源与物料消耗。
针对采用超滤+反渗透+离子交换法工艺的水处理,提出自动控制设计方案,主要包括现场仪表的设计选型及配置、控制系统的设计等,并给出了自动控制功能的要求。
将锅炉补给水的自动化设计应用于天津北塘发电厂,取得了良好的应用效果,提高了现场工作人员的工作效率。
【总页数】3页(P40-42)
【关键词】锅炉补给水;自动控制;仪表选型;PLC;DCS
【作者】肖冰
【作者单位】北京朗新明环保科技有限公司设计研发中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.PLC在锅炉化学补给水处理自动控制系统中的应用 [J], 于连国;李珍芳;洪波;徐新民
2.锅炉补给水系统的自动控制方案分析与研究 [J], 杨宁
3.PLC在火电厂锅炉补给水处理自动控制系统中的工程应用方案 [J], 李潼;冯德群;王晗
4.电厂锅炉补给水处理系统全膜工艺调试以及全自动控制方式 [J], 张欣
5.PLC在火电厂锅炉补给水处理自动控制系统中的应用方案 [J], 李汉芹
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实现炉外水质处理pH值自动控制
徐北生
云南红云红河集团红河烟厂动力部
摘要:由于pH具有非线性、大滞后、时变等特性,在实际的生产过程中要实现精确的控制很难。
云南水质大都属重碳酸钙型,硬度大多超过4000微克/升,我厂原水的预处理是采用石灰软化法,通过控制石灰乳的量来控制水的pH进而软化原水。
石灰乳浓稠,也无法测量其浓度,通过调节其用量控制水的pH更不易。
本文通过科学分析,巧妙设计,最终化难点为亮点,实现了炉外水质处理pH值精准的自动控制。
关键词:pH值;水处理;石灰水
0引言
首先来分析下石灰预处理过程:
石灰处理的药剂是生石灰,通过加水消化后制成消石灰,投加配制成一定浓度的石灰乳液。
消石灰石与水中二氧化碳和碳酸盐发生反应,生成难溶化合物沉淀析出,反应式如下:
Ca(OH)2 +CO2==CaCO3↓+ H2O
Ca(OH)2 +Ca(HCO3)2==CaCO3↓+ 2 H2O
Ca(OH)2 +Mg(HCO3)2==CaCO3↓+ Mg CO3+ 2 H2O
Ca(OH)2 +Mg CO3 ==CaCO3↓+ Mg(OH)2+ H2O 对于硬度大于碱度的水,当投加消石灰量与水中的二氧化碳和碱度等当量时,水中的PH值只能提高至9左右,在该条件下CO2和Ca(HCO3)2都可以生成碳酸钙的沉淀从水中析出。
因MgCo3的溶解度较大,仍以Mg2+和Co3-存在溶液中,欲去掉镁的碳酸盐硬度,还需再多加与Mg(Hco3)2等当量的石灰,使水的PH提高到10.8以上,才能使Mg2-生成难溶解的氢氧化镁沉淀析出。
所以去除1毫克当量/升的Mg(Hco3)2需消耗2毫克当量/升的Ca(OH)2,除以上反应外,熟石灰还与水中Fe2+及硅化物反应。
4Fe(HCO3)2+8Ca(OH)2+O2=4Fe(OH)3↓+8CaCO3↓+6H2O
Sio2+Ca(OH)2=CaSio3↓+H2o
石灰软化预处理时,在理论上不可能获得硬度小于40mg/L的出水。
因为当pH=10.8时,Mg(OH)2的溶解度是10mg/L,CaCO3的溶解度大约为30mg/L,此外CaCO3和Mg(OH)2均有形成过饱和溶液的倾向。
石灰软化法使用的是石灰乳,石灰乳浓度无法测量,而浓度时常在变;同时石灰乳管道易发生阻塞,这些工艺特点加大了pH自动控制的难度。
1 pH值自动控制的基本思想及控制策略的搭建
我们要弄清pH值过程控制存在的难点:
a:非线性
pH是具有极度非线性的过程对象,酸性区和碱性区各有一个非敏感段,特性十分迟钝;而中性区是敏感段,特性十分灵敏。
b:大滞后
机械搅拌澄清池容量大,产生的延时效应明显。
c:时变
生水成分、流量大小变化导致过程的增益、滞后时间和时间常数等参数随时间发生了变化。
1.1 自动控制模式的摸索阶段
既然pH值一直由手动控制,人的操作能在一定程度上达到生产工艺的基本要求,只要我们通过某种手段来模仿操作人员的调节过程,提高控制精度,自动控制就有实现的可能。
以人工操作为模型来摸索pH值的自动控制策略是我们的最基础的阶段。
1.2控制目标
根据生产工艺要求,机械搅拌澄清池水的pH值一般控制在给定值±0.3左右。
1.3pH值自动控制原理
根据生产工艺流程及操作人员的经验,可以知道:pH值的调节既可以控制生水的进水量,也可以改变石灰乳流量。
但是根据多次的测试表明:通常情况下只控制石灰乳的流量来调节pH值效果更好,当然石灰乳的流量是没有流量计来测量得到,而只是通过改变石灰乳漩涡变频值进而改变石灰乳的流量。
在实践中,我们也发现,当变频值低于一定值时,石灰乳就出现断流,断流对控制会产生很大的延迟,因此应该设定变频器的下限值,在实践过程中还发现,石灰变频值绝大部分时间是集中在某一值附加,当超过此一值很多时会出现大的超调,因此我们设定了变频器的上限值。
设定好变频器的上下限值,能够较好地优化pH值控制过程,当然,特定的工况环境决定了变频器的上下限值不会一成不变,如何找到合适的上下限值是程序设计很关键一步。
操作人员是以当前的pH值及其变化趋势来调整进水量或石灰乳供给量,为了模仿人的这一操作过程,必须由pH值演化出pH值的变化趋势,这样有理与控制程序作出正确的判定。
根据pH值的当前值及其趋势变化,我们可以寻找到合适的变频器上下限值:根据以往经验给出一个大致的上下限值,当pH值波动大时,如图所示:
此时,控制程序就要对图pH值变化情况作出判定,依图中景况修改旋涡泵变频的上下限值,最终使pH值变得平稳并趋向给定值。
控制系统中主要分为趋势控制及常规的PID控制,通常控制都处在趋势控制状态,只要当pH值调得比较平稳时才切换到常规的PID控制模式。
2软件设计
我厂锅炉使用的是艾默生公司的Deltav控制系统,提供了画面组态和控制组态的功能。
2.1 系统组态
由于生产工艺限制,pH自动控制不可能完全由机器自始至终进行控制,必要时还是需要操作人员根据工况进行初始设置,对此,我们把操作画面设置成如下样式:
画面组态主要考虑的是操作人员操作的便利性,而要达到pH自动
控制,必须进行控制组态,制定好的控制策略,这种控制策略还必须参考人的调节过程,具有一定的人工智能判断体系,根据这种要求,我们把控制组态设置成如下方式:
图中,CALC2主要是扩展CALC1的功能,因为CALC内容的长度受到限制,当模块内容长度超出最大值时需增加CALC模块进行扩展。
SGCR1设置pH值离开给定值时的控制增量,模仿弹簧被拉伸时的状态,而SGCR2是设置pH值返回给定值时的控制增量,模仿弹簧被挤压时的情形。
2.2控制取得的效果
独创的控制设计和对生产工艺及工况特性精准的把握,我们的控
制取得了良好的效果,图为pH值自动控制后的历史曲线图
3结束语
我们的控制系统没有采用确切的数学计算公式,但是却建立起一个好的人工操作模型,正是靠着这一行之有效的模型,最终实现了机械搅拌澄清池水的pH值自动调节功能。
参考文献:
【1】黄河水利出版社;锅炉水处理技术(第2版)。