1 應用背景
電廠化學水處理系統作為電廠輔機程控系統的重要組成部分,其運行關系到整個鍋爐的安全性與生產的連續性,并影響著整個電廠的工作安全性和機組的使用壽命。
隨著化學水處理工藝的不斷更新變化,復雜程度越來越高,對系統自動控制的要求也越來越嚴格。一般電廠化學水處理自動控制系統都采用以PLC(可編程邏輯控制器)為主,結合現場總線網絡的控制系統來實現,功能包括對化學水處理過程的自動化控制、狀態監視、數據采集、實時報警、統計打印等。
基于和利時公司LK的化學水處理系統應用解決方案充分發揮了LK在可靠性、易用性、靈活性等方面技術的優勢。與常規控制方案相比,具有控制功能更強大、控制水平更高、開放性更優秀等方面特點。
2 電廠化學水處理子系統
電廠的水處理系統一般包含三個子系統:鍋爐補給水系統、凝結水處理系統、綜合水(廢水)系統。
•補給水系統由預處理系統、反滲透預脫鹽系統、化學除鹽系統、酸堿系統四部分組成,控制范圍還包括水工凈水站。
凝結水系統主要工藝流程包括:凝結水精處理及樹脂再生系統、水汽取樣分析系統、化學加藥系統等幾個部分。凝結水精處理及樹脂再生系統包括混床、樹脂捕捉器、再循環泵、旁路及單元內所有的管道、管件、閥門、就地儀表等;水汽取樣分析系統包括熱力系統的水汽取樣分析系統和凝汽器檢漏取樣分析系統。熱力系統水汽取樣分析系統由高溫高壓架、儀表盤組成。凝汽器檢漏取樣分析系統由檢漏取樣架和分析儀表盤組成;化學加藥系統由三部分組成:給水及凝結水加氨系統;給水加聯氨系統;爐水加磷酸鹽系統。
•廢水系統用來處理電廠的全部廢水,包括灰渣廢水、化學廢水、生活廢水和脫硫廢水等。
1、鍋爐補給水處理
其主要目的是將天然水在進入汽水系統之前除去水中的雜質,一般流程為:天然水→ 混凝沉淀→ 過濾→ 離子交換→ 補給水。主要的控制過程如下:
混凝沉淀:除去水中的小顆粒懸浮物和膠質體物質,有化學混凝和電混凝兩種方式。
過濾處理:除去混凝處理后的水中殘留的少量懸浮物,常采用石英砂或無煙煤或直接過濾。
化學除鹽:脫除清水含鹽(金屬離子和酸根),使之成為可供鍋爐使用的無鹽水。包括陽離子交換,去CO2,陰離子交換,混合離子交換等。
主要控制:濾池、澄清池、加藥設備、過濾器、陽床、陰床、混床、水箱、泵、風機、酸堿儲存和計量設備等。
2、凝結水處理
凝結水處理系統包括凝結水精處理系統和體外再生系統。一般由高速混床、陽樹脂再生罐、陰樹脂再生罐、再循環泵、樹脂存儲罐、混脂罐、酸堿設備、沖洗水泵、風機等組成。凝結水處理系統中的設備大都是周期性工作的,要求定時進行還原和再生。
圖1 離子交換法水處理工藝流程圖
RO(Reverse Osmosis)反滲透技術
RO(Reverse Osmosis)反滲透技術,是先進和節能的脫鹽技術,其原理是利用高分子材料經過特殊工藝制成的半透膜,它只容許水分子通過,而不容許溶質通過。在高壓泵的壓力作用下,原水中的水壓超過滲透壓,水分子則透過半透膜進入另一側,從而獲得除鹽水、純凈水。而原水中的溶解和非溶解的無機鹽、重金屬離子、有機物、菌體、膠體等物質均無法通過半透膜,被截留在濃水中。