1、A,1,電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用,A,2,一、電廠化學(xué)水處理工藝簡(jiǎn)介,發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中水、汽質(zhì)量的好與壞，是影響火力發(fā)電廠熱力設(shè)備（鍋爐、汽輪機(jī)等）安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要的因素之一，沒(méi)有經(jīng)過(guò)凈化處理的天然水含有許多雜質(zhì)，這種水是不允許進(jìn)入汽循環(huán)系統(tǒng)的。為了保證熱力系統(tǒng)中有良好的水質(zhì)，必須對(duì)天然水進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬艋幚砗蛧?yán)格的監(jiān)督水、汽循環(huán)系統(tǒng)中的水、汽質(zhì)量，否則，就會(huì)引起下列危害：熱力設(shè)備結(jié)垢、熱力設(shè)備腐蝕、過(guò)熱器和汽輪機(jī)積鹽等。,A,3,發(fā)電廠的水處理工作，就是為了保證熱力系統(tǒng)各部分有良好的水、汽品質(zhì)，以防止熱力設(shè)備的結(jié)垢、積鹽、和腐蝕。因此，在火力發(fā)電廠中，水處理工作對(duì)保證發(fā)電廠的安全

2、、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分重要的意義。 火電廠化學(xué)水處理工藝主要分為預(yù)處理、化學(xué)除鹽系統(tǒng)、酸堿系統(tǒng)和中和系統(tǒng)四個(gè)部分。,A,4,A,5,A,6,1 預(yù)處理,水的預(yù)處理工藝流程一般包括：混凝、沉淀（軟化）、澄清和過(guò)濾。由于水源直接取自較混濁的天然水，因此應(yīng)首先進(jìn)行混凝處理。水的混凝處理就是通過(guò)加入混凝劑，使水中細(xì)小的懸浮物和膠體顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)榇箢w粒狀沉淀物而下沉，如在民間生活中常用明礬來(lái)澄清混濁的水，實(shí)際上就是一種混凝處理。沉淀軟化主要是指將高硬度的水用適當(dāng)?shù)某恋韯光}、鎂離子轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶化物而沉淀析出。從而降低水中的硬度。這種將雜質(zhì)經(jīng)沉淀后澄清的方法統(tǒng)稱為沉淀處理。,A,7,經(jīng)過(guò)混凝預(yù)處理的水，雖然看起來(lái)

3、濁度不大，但常會(huì)殘留一些有機(jī)物，這對(duì)下一步離子交換水處理時(shí)的交換樹脂很不利，應(yīng)盡量除去。活性炭過(guò)濾器是以活性炭為濾料，由于活性炭是一種吸附力較強(qiáng)的吸附劑，其過(guò)濾作用主要以物理吸附為主，因此該過(guò)濾器可以吸附水中的有機(jī)物，用活性炭吸附過(guò)濾可以降低水中有機(jī)物的含量。,A,8,機(jī)械過(guò)濾器,1放空氣管；2進(jìn)水漏斗；3縫式濾頭；4配水支管；5配水干管；6混凝土 它的本體是一個(gè)圓柱形容器，內(nèi)部裝有：進(jìn)入裝置、濾層和排水裝置。外部設(shè)有必要的管道、閥門等。在進(jìn)、出口的兩根水管上裝有壓力表，兩表的壓力差就是過(guò)濾時(shí)的水頭損失(運(yùn)行時(shí)的阻力)。,A,9,設(shè)備運(yùn)行。過(guò)濾器在工作時(shí)，渾水經(jīng)進(jìn)水口流到進(jìn)水漏斗，然后流經(jīng)過(guò)濾

4、層除掉渾水中的細(xì)小懸浮物而成為清水。此清水上排水系統(tǒng)送出。濾速為810米/時(shí)，或更大些。 過(guò)濾器的運(yùn)行過(guò)程中，由于濾料不斷吸附渾水中的懸浮雜質(zhì)，使運(yùn)行阻力逐漸增大。當(dāng)阻力增大到一定時(shí)，應(yīng)停止運(yùn)行，對(duì)濾料進(jìn)行反洗。,A,10,反洗濾料時(shí)，先將過(guò)濾器內(nèi)的水排放到濾層以上約10厘米處，用壓縮空氣吹洗3分鐘左右，然后將反洗清水和壓縮空氣從過(guò)濾器底部排水系統(tǒng)進(jìn)入，經(jīng)過(guò)濾層上升并沖動(dòng)濾料使濾料浮動(dòng)起來(lái)。此時(shí)濾料顆粒在水中游動(dòng)并相互摩擦，這樣將濾粒表面所吸附的雜質(zhì)洗掉。在用清水和壓縮空氣混合反洗35分鐘后，停止壓縮空氣，僅用清水繼續(xù)反洗約2分鐘后停止反洗。洗掉的吸附雜質(zhì)隨水上升，經(jīng)上部進(jìn)水漏斗上底部排水門排

5、入地溝。最后，用水正洗至合格投入運(yùn)行或備用,A,11,2、水的除鹽處理,水中能電離的雜質(zhì)可用離子交換法除掉，這種方法是用離子交換劑進(jìn)行的。離子交換劑包括天然沸石、人造鋁硅酸鈉、磺化酶和離子交換樹脂等四類，其中離子交換樹脂在水處理中應(yīng)用得比較廣泛。 離子交換樹脂的分類，一般按交換基團(tuán)能解離的離子種類分為陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。,A,12,離子交換器結(jié)構(gòu),1放空氣管；2進(jìn)水漏斗；3再生裝置； 4縫式濾頭；5混凝土,A,13,運(yùn)行步驟。交換器的運(yùn)行分為四個(gè)階段：交換除鹽、反洗、再生和正洗。 交換除鹽。在除鹽運(yùn)行階段，被處理的水洗經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換器，再進(jìn)入陰離子交換器，除鹽后的水送入除鹽水箱。陽(yáng)

6、離子交換器內(nèi)裝入一定量的RH樹脂，在陽(yáng)離子交換器內(nèi)水中的金屬離子與RH樹脂中的H+交換，金屬被交換在樹脂上；陰離子交換器內(nèi)裝入一定量的ROH樹脂，在陰離子交換器內(nèi)，水中的酸根離子與ROH樹脂中的OH交換，酸根離子被交換在樹脂上。經(jīng)過(guò)兩種交換處理后的水，送入除鹽水箱。交換器運(yùn)行若干小時(shí)后，出水含鹽量增加，水的導(dǎo)電度增大。當(dāng)運(yùn)行到出水導(dǎo)電度明顯增大并達(dá)到一定值時(shí)，說(shuō)明交換劑已經(jīng)失效，不能生產(chǎn)出合格的水。,A,14,反洗。樹脂再生前需要反洗。這是因?yàn)樽儞Q是在較大壓力下進(jìn)行的，樹脂顆粒間壓得很緊，這樣在樹脂層內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一些破碎的樹脂；此外，在陽(yáng)離子交換樹脂層表面幾厘米的厚度內(nèi)還會(huì)積累一些水中懸浮物，這些

7、破碎的樹脂是懸浮物都不利于交換劑的再生。所以，反洗的目的就是用清水松動(dòng)交換劑層，清除樹脂層內(nèi)的懸浮物、破碎樹脂和氣泡等。反洗水經(jīng)底部反洗進(jìn)水門進(jìn)客店交換器內(nèi)，自下而上的流過(guò)樹脂層，再進(jìn)入上部漏斗由排水門排入地溝。反洗時(shí)，要求樹脂層膨脹3040%，使樹脂得到充分清洗。反洗一直進(jìn)行到出水澄清為止。為了防止樹脂被沖走，應(yīng)先慢慢開大反洗進(jìn)水門，然后慢慢開大排水門。使用的反洗水不應(yīng)污染樹脂。,A,15,再生。再生是一項(xiàng)重要的操作過(guò)程。再生開始前，打開空氣門和排水門，放掉交換器內(nèi)一部分水，使水位降到樹脂層上1020厘米處，關(guān)閉排水門。然后將一定濃度的再生液送進(jìn)交換器內(nèi)，由再生裝置將再生液均勻分布大整個(gè)樹脂

8、層上，并將交換器內(nèi)的空氣經(jīng)空氣管排出。當(dāng)交換器內(nèi)的空氣排完再生液充滿筒體后，并閉空氣門，打開排水門，此時(shí)再生液流過(guò)樹脂層，并與失效的陽(yáng)離子(或陰離子)樹脂發(fā)生離子交換反應(yīng)，使失效樹脂得到再生。再生過(guò)程中的廢液從排水門排走。,A,16,正洗。待樹脂中再生后的廢液基本排完，樹脂中仍有殘留的再生劑和再生產(chǎn)物，必須把它們洗掉，交換器方能重新投入運(yùn)行。正洗時(shí)，清水沿運(yùn)行路線進(jìn)入交換器，由排水門排入地溝。正洗開始時(shí)，排出的廢液中仍有再生劑和再生產(chǎn)物，隨著正洗的進(jìn)行，出水中的再生劑和再生產(chǎn)物逐漸減少，同時(shí)除鹽的交換反應(yīng)也開始發(fā)生，當(dāng)排出的水基本符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，即可關(guān)閉排水門，結(jié)束正洗，投入運(yùn)行或備用。 交換

9、器從除鹽反洗再生正洗的全過(guò)程叫做一個(gè)運(yùn)行周期。,A,17,混床。經(jīng)過(guò)復(fù)床除鹽的水，僅適用一般高壓鍋爐的補(bǔ)給水，仍不能滿足高參數(shù)鍋爐的給水水質(zhì)要求。為此，可以將復(fù)床除鹽水再通過(guò)混床處理，以提高水質(zhì)的純度。 混床就是把陽(yáng)、陰離子交換樹脂放在同一個(gè)交換器內(nèi)，并在運(yùn)行前兩種樹脂充分混合均勻。,A,18,混合床離子交換器結(jié)構(gòu),1放空氣管；2觀察孔；3進(jìn)水裝置； 4多孔板；5檔水板；6濾布層； 7中間排水裝置 這種離子交換器是一個(gè)圓柱形密閉容器，交換器上部設(shè)有進(jìn)水裝置，下部有配水裝置，中間裝有陽(yáng)、陰樹脂再生用的排液裝置，中間排液裝置的上方設(shè)有進(jìn)堿裝置。,A,19,一、概述 混合離子交換器是用于初級(jí)純水的進(jìn)

10、一步精制。一般設(shè)置于陰、陽(yáng)離子交換器之后，也可設(shè)置在電滲析或反滲透后串聯(lián)使用。出水水質(zhì)可達(dá)到SiO20.02 mg/L，導(dǎo)電度0.02S/cm，處理后的高純水可供高壓鋼爐、電子、醫(yī)藥、造紙、化工和石油等工業(yè)部門。,A,20,二、工作原理 混合離子交換法，就是把陰、陽(yáng)離子交換樹脂放在同一個(gè)交換器中，將它們混合，所以可看成是由無(wú)數(shù)陰、陽(yáng)交換樹脂交錯(cuò)排列的多級(jí)式復(fù)床。水中所含鹽類的陰、陽(yáng)離子通過(guò)該交換器，則被樹脂交換，而得到高純度的水。 在混床中，由于陰、陽(yáng)樹脂是相互均勻的，所以其陰、陽(yáng)離子交換反應(yīng)幾乎同時(shí)進(jìn)行。或者說(shuō)，水的陽(yáng)離子交換和陰離子交換是多次交錯(cuò)進(jìn)行的。經(jīng)H型交換所產(chǎn)生的H+和OH-都不能

11、積累起來(lái)，基本上消除了反離子的影響，交換進(jìn)行得比較徹底。,A,21,混合床采用體內(nèi)再生法。再生時(shí)利用兩種樹脂的比重不同，用反洗使陰、陽(yáng)離子交換樹脂完全分離，陽(yáng)樹脂沉積在下，陰樹脂浮在上面，然后陽(yáng)樹脂用鹽酸（或硫酸）再生，陰樹脂用燒堿再生。 再生。混床是把陽(yáng)、陰樹脂混合裝在同一個(gè)交換器內(nèi)運(yùn)行的，所以運(yùn)行操作與一般固定床不同，特別是混床的再生操作差別很大。當(dāng)混床樹脂失效再生時(shí)，首先應(yīng)把混合的陽(yáng)、陰樹脂分層，然后才能分別通過(guò)酸、堿再生液進(jìn)行再生，這是混床操作的特點(diǎn)。,A,22,3、酸堿系統(tǒng),酸堿系統(tǒng) 酸堿系統(tǒng)是指化學(xué)除鹽系統(tǒng)中各離子交換器再生時(shí)所使用的酸堿的貯存和計(jì)量設(shè)備。 酸溶液由自卸式酸槽車或卸

12、酸泵打入高位酸液貯存槽，根據(jù)需要通過(guò)酸計(jì)量箱、噴射器送入陽(yáng)床和混床，對(duì)失效的陽(yáng)離子交換樹脂進(jìn)行再生。 堿溶液由自卸式堿槽車或卸堿泵打入高位堿液貯存槽，根據(jù)需要通過(guò)堿計(jì)量箱、噴射器送入陰床和混床，對(duì)失效的陽(yáng)離子交換樹脂進(jìn)行再生。,A,23,3、中和系統(tǒng),中和系統(tǒng) 由于在本系統(tǒng)采用的是化學(xué)除鹽工藝，再生已經(jīng)失效的陽(yáng)、陰離子交換樹脂時(shí)，所用的酸、堿液耗量不可能低于或等于理論量。所以除鹽工藝的水處理系統(tǒng)再生過(guò)程中就必定產(chǎn)生大量的酸、堿廢水。不經(jīng)處置的廢液就直接排放，會(huì)污染水域、影響農(nóng)作物魚類正常生長(zhǎng)和危及人民群眾的健康。這就必須要進(jìn)行廢酸、堿的處理，以使排放水PH值達(dá)到允許排放的標(biāo)準(zhǔn)。 酸堿中和系統(tǒng)，

13、也稱為加藥系統(tǒng)，其工作原理就是設(shè)置一個(gè)中和池，讓陰陽(yáng)離子交換器再生所產(chǎn)生的廢酸堿排放到中和池中，首先讓廢酸堿液自行中和，并根據(jù)需要，加入適量的酸堿進(jìn)行中和，然后排放掉廢液。為了加快中和速度，這里設(shè)置壓縮空氣管進(jìn)行攪拌，使得加入作調(diào)節(jié)的酸（或堿）與廢液能夠混合均勻、互相中和。,A,24,二、化學(xué)水控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀,自動(dòng)化設(shè)備的更新?lián)Q代，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及使用，給工業(yè)控制領(lǐng)域的監(jiān)視控制手段帶來(lái)了革命性的變化。由分散控制系統(tǒng)或通用工業(yè)PC機(jī)和可編程序控制器組成的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)以其成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和功能多樣化地控制性能被工業(yè)各行業(yè)所采用?？删幊炭刂破饔捎诳垢蓴_能力強(qiáng)，可靠性高，編程簡(jiǎn)單，性能價(jià)格比高

14、，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)化學(xué)水系統(tǒng)都在不同程度的采用。由于PLC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控具有很高的可靠性，且編程簡(jiǎn)單，靈活，因此越來(lái)越受到人們的重視。,A,25,PLC概述,可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。,A,26,PLC有以下幾個(gè)特點(diǎn)：,1、編程方法簡(jiǎn)單易學(xué) 2、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高 3

15、、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 4、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 5、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 6、維修工作量少，維修方便 7、體積小，能耗低,A,27,PLC的硬件組成,根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可以將PLC分為整體式、模塊式和混合式。 1、整體式PLC 整體式又叫做單元式或箱體式，它的體積小、價(jià)格低，小型PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC將CPU模塊、I/O模塊和電源裝在一個(gè)箱形機(jī)殼內(nèi)，整體式PLC還配備有許多專用的特殊功能模塊，例如模擬量輸入/輸出模塊、熱電偶、熱電阻模塊和通信模塊，使PLC的功能等到擴(kuò)展。 2、模塊式PLC 大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)，它由機(jī)架和模塊組成。模

16、塊插在模塊插座上，后者焊在機(jī)架中的總線連接板上，有不同槽數(shù)的機(jī)架供用戶選用，如果一個(gè)機(jī)架容納不下選用的模塊，可以增設(shè)一個(gè)或數(shù)個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，各機(jī)架之間用接口模塊和電纜相連。,A,28,A,29,A,30,A,31,A,32,PLC的外圍接線圖,A,33,A,34,A,35,PLC的軟件編程方法,與個(gè)人計(jì)算機(jī)相比，PLC的硬件、軟件的體系結(jié)構(gòu)都是封閉的而不是開放的。PLC的編程語(yǔ)言的表達(dá)方式有： （1）順序功能圖 （2）梯形圖 （3）功能塊圖 （4）指令表 （5）結(jié)構(gòu)文本,A,36,A,37,A,38,A,39,A,40,A,41,電廠化學(xué)水混床作用及工藝構(gòu)成,化學(xué)水混床系統(tǒng)的自動(dòng)化是對(duì)離子交換樹脂

17、工藝過(guò)程及設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，完成化學(xué)補(bǔ)給水的二次除鹽功能，使之安全、可靠、高效地運(yùn)行，達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。 電廠的化學(xué)水混床系統(tǒng)工藝包括混床除鹽裝置的投運(yùn)、停止和再生程序、自動(dòng)加酸/加堿程序、自動(dòng)/半自動(dòng)啟動(dòng)另一串處理裝置程序等。其中再生程序包括排水底位樹脂擦洗反洗靜置進(jìn)酸/進(jìn)堿酸/堿置換正洗排水低位混脂混床充水最后清洗備用等。,A,42,PLC梯形圖程序設(shè)計(jì),圖中顯示的是混床的步序框圖，圖中的梯形圖是與混床的步序框圖一一對(duì)應(yīng)的，完成了PLC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的步序控制?；齑驳牟叫蚩驁D顯示在上位機(jī)的監(jiān)控畫面上，當(dāng)操作員點(diǎn)擊某一個(gè)步序的時(shí)候，就相當(dāng)于給PLC輸入了一個(gè)信號(hào)，PLC就完成相應(yīng)的動(dòng)作，即反

18、映出系統(tǒng)所處的狀態(tài)。程序的I/O表如圖：,A,43,1#混床程序設(shè)計(jì)圖,A,44,A,45,A,46,監(jiān)控軟件構(gòu)成及功能,從總體結(jié)構(gòu)上看一般都是由系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境(或稱組態(tài)環(huán)境)與系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境兩大部分組成。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境是自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)師為實(shí)施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進(jìn)行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境，通過(guò)建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)，供系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行時(shí)使用。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境是將目標(biāo)應(yīng)用程序裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)存并投入實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)使用的,是直接針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作使用的。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境之間的聯(lián)系紐帶是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，它們?nèi)咧g的關(guān)系如圖,A,47,監(jiān)控軟件的構(gòu)成,A,48,在軟件領(lǐng)域內(nèi), 監(jiān)控軟件是指操作人員根據(jù)應(yīng)用對(duì)象及控制任務(wù)的要求,配置(包括對(duì)象的定義、制作和編輯，對(duì)象狀態(tài)特征屬性參數(shù)的設(shè)定等)用戶應(yīng)用軟件的過(guò)程,也就是把監(jiān)控軟件視為“應(yīng)用程序生成器”。從應(yīng)用角度講