除鹽水站自控系統(tǒng)的適應(yīng)性改造

范彩霞，李 晉，王成和，韓學(xué)敏

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪 271104）

0 引言

在能源動(dòng)力廠的熱力系統(tǒng)中，水、汽質(zhì)量的好壞直接影響著能源動(dòng)力廠熱力設(shè)備能否安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。為了保證熱力系統(tǒng)中有良好的水質(zhì)，必須對(duì)水、汽循環(huán)系統(tǒng)中的水、汽進(jìn)行凈化處理并對(duì)其質(zhì)量實(shí)行嚴(yán)格的監(jiān)督，去除掉天然水中含有的雜質(zhì)，才能解決由劣質(zhì)水引起的熱力設(shè)備結(jié)垢和腐蝕、過(guò)熱器和汽輪機(jī)積鹽等問(wèn)題。

1 除鹽水站工藝流程

萊鋼能源動(dòng)力廠老區(qū)化水車間除鹽水站擔(dān)負(fù)著9臺(tái)鍋爐、煉鐵廠老區(qū)4座750 m3高爐和2座1 080 m3高爐、燒結(jié)廠老區(qū)燒結(jié)機(jī)余熱鍋爐補(bǔ)給除鹽水及汽輪機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)給弱陽(yáng)處理水的任務(wù)。除鹽水站為反滲透加陰陽(yáng)床化學(xué)除鹽系統(tǒng)，主要設(shè)備包括7臺(tái)多介質(zhì)過(guò)濾器、6套超濾裝置、3套R(shí)O裝置、6臺(tái)弱酸陽(yáng)離子交換器、3臺(tái)強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換器、3臺(tái)強(qiáng)堿陰離子交換器，最大生產(chǎn)能力為350 t／h。

圖1為除鹽水站工藝流程圖。工業(yè)新水、循環(huán)冷卻水經(jīng)混凝或過(guò)濾處理后加壓進(jìn)入熱交換器加熱至15℃～25℃，多介質(zhì)過(guò)濾器除鐵過(guò)濾，弱陽(yáng)床除去水中的碳酸鹽硬度，再經(jīng)超濾器濾除大于0.35μm的顆粒后進(jìn)入超濾水箱。超濾水經(jīng)增壓泵加壓，進(jìn)入保安過(guò)濾器，由高壓泵加壓后進(jìn)入反滲透裝置，低含鹽量的淡水進(jìn)入RO淡水箱，高含鹽量的濃水回收至RO濃水箱用于多介質(zhì)過(guò)濾器反洗，淡水經(jīng)淡水泵加壓送至陽(yáng)床去除水中的陽(yáng)離子（除氫離子），經(jīng)除二氧化碳器脫去水中的二氧化碳后進(jìn)入中間水箱，經(jīng)中間水泵加壓后送至陰床去除水中的陰離子，進(jìn)入除鹽水箱，最后經(jīng)除鹽水泵加壓后送至各用戶。

圖1 除鹽水站工藝流程圖

2 除鹽水站目前存在的問(wèn)題

化水車間水處理除鹽水站2008年改擴(kuò)建后，新增了多介質(zhì)、超濾、反滲透等設(shè)備，使用PLC監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及自動(dòng)化程序控制設(shè)備的啟停。PLC控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)這幾年的運(yùn)行后，暴露出了如下一些問(wèn)題。

2.1 閥門(mén)操作的先后順序存在問(wèn)題

由于超濾、反滲透、多介質(zhì)過(guò)濾器等操作工藝比較復(fù)雜，每一組操作工藝中的閥門(mén)都比較多，在原有工藝中，運(yùn)行、反洗等閥門(mén)的開(kāi)啟先后順序不對(duì)，以及開(kāi)啟的時(shí)間長(zhǎng)短也不合適，易造成憋壓，導(dǎo)致超濾、反滲透、多介質(zhì)過(guò)濾器等裝置工作時(shí)振動(dòng)較大。設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間在這種狀態(tài)下工作，易造成設(shè)備本體損壞，威脅除鹽水的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 設(shè)計(jì)上存在缺陷

部分生產(chǎn)工藝參數(shù)未安裝遠(yuǎn)傳裝置，不能從PLC上對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；部分管道式超聲波流量計(jì)存在安裝位置不合適，不能滿足超聲波流量計(jì)的測(cè)量要求，致使流量測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，給車間的生產(chǎn)控制造成困難。

2.3 儀表腐蝕情況嚴(yán)重已不能正常使用

老廠房大部分流量計(jì)等儀表使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，加之廠房?jī)?nèi)部?jī)x表使用環(huán)境較差，儀表腐蝕情況嚴(yán)重到已不能正常使用，不能通過(guò)PLC對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)的控制造成困難。除鹽水外供系統(tǒng)的重要參數(shù)（外供除鹽水壓力、流量、除鹽水箱液位）只能在老廠房值班室內(nèi)的儀表盤(pán)上顯示，未能引入PLC監(jiān)控中，目前儀表盤(pán)長(zhǎng)時(shí)間使用后，部分儀表參數(shù)存在不顯示或顯示不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，不能很好地對(duì)除鹽水的外供情況實(shí)施監(jiān)控。

2.4 缺少交換器深度失效時(shí)的防范措施

因設(shè)備原因或操作人員的失誤導(dǎo)致交換器深度失效時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，易造成水質(zhì)污染，嚴(yán)重時(shí)甚至影響鍋爐和汽機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.5 新、老廠房之間不能一起監(jiān)控

由于老廠房沒(méi)有監(jiān)控設(shè)備，操作工必須奔波于新、老廠房之間，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，必要時(shí)必須增加工人數(shù)量。

3 自控系統(tǒng)改造方案

自控系統(tǒng)改造方案如下：

（1）修改步序表，建立完善的閥門(mén)操作步驟。為適應(yīng)生產(chǎn)的需要，依據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)各操作工藝的閥門(mén)開(kāi)啟順序進(jìn)行更改，并增加閥門(mén)響應(yīng)步驟。以超濾反洗上排為例，原程序?yàn)殚_(kāi)啟超濾反洗進(jìn)水閥門(mén)和頂部排水閥門(mén)，再啟動(dòng)超濾反洗水泵。由于開(kāi)啟順序不當(dāng)，導(dǎo)致超濾裝置在反洗時(shí)管道及裝置振動(dòng)較大。現(xiàn)修改為先開(kāi)啟頂部排水閥門(mén)，再啟動(dòng)超濾反洗水泵，最后開(kāi)啟超濾反洗進(jìn)水閥門(mén)，徹底解決了憋壓?jiǎn)栴}。其他系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際情況修改步序表，修改后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，取得了良好的效果。

（2）為滿足工藝控制需求，增加了12臺(tái)儀表，使得操作人員對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)有了全面的掌握，降低了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）針對(duì)部分儀表不能正常使用的情況，進(jìn)行了修復(fù)或更換，使各儀表數(shù)據(jù)正常工作。

（4）增設(shè)適當(dāng)?shù)闹扑K點(diǎn)判斷條件。為避免交換器深度失效時(shí)對(duì)水質(zhì)造成污染，并且浪費(fèi)酸、堿溶液，根據(jù)各操作工藝的具體情況，增加合適的制水終點(diǎn)判斷條件，比如酸度、電導(dǎo)率等，以保證安全生產(chǎn)。為便于今后可以根據(jù)生產(chǎn)情況隨時(shí)修改設(shè)定值，故對(duì)每一臺(tái)交換器單獨(dú)設(shè)定，而且操作工可以根據(jù)工況在監(jiān)控畫(huà)面上進(jìn)行設(shè)定。

（5）完成新、老廠房統(tǒng)一監(jiān)控。原有自控系統(tǒng)中，新廠房為PLC系統(tǒng)控制，老廠房為儀表控制，在此次改造中，把老廠房部分重要數(shù)據(jù)引入PLC中，并在老廠房增加一臺(tái)工控機(jī)，在老廠房主控室中可以對(duì)新、老廠房數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

除鹽水站自控系統(tǒng)經(jīng)改造后，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，有效地解決了由于閥門(mén)開(kāi)啟順序不當(dāng)造成的設(shè)備振動(dòng)，并增設(shè)了制水終點(diǎn)判斷條件，提高了自動(dòng)化程度，保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。