核電廢物處理一體化管理系統(tǒng)WMS的研究

周宏斌++馬凱

摘 要：WMS的構建可以用于舊核電站的改造，也可以用于新核電站的建設。而基于非放射性的廢液和含油廢水處理的WMS系統(tǒng)建設，可以為以后放射性廢液和含油廢水處理系統(tǒng)、固體廢物、氣體廢物處理系統(tǒng)（例如SRE、TES系統(tǒng)等）、廠房通風空調等輔助系統(tǒng)網(wǎng)絡化的后續(xù)建設提供參考和經(jīng)驗。

關鍵詞：核電 廢物處理 管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP311.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（c）-0001-02

隨著國內核電站的逐步增加，核電站的安全和運行效率成為越來越受關注的重點，其中廢物的監(jiān)控和管理將直接對安全和效率產(chǎn)生影響。

1 核電站廢水處理系統(tǒng)

1.1 概述

核電站內廢物從類型上可以分為：固體廢物、液體廢物、氣體廢物。如果從性質上分，也可以分為非放射性廢物、放射性廢物。下面以核電廢液處理進行說明。

電廠的廢液處理系統(tǒng)，是電廠重要的組成部分，是將工業(yè)廢液安裝既定程序進行處理，達到既定的環(huán)保指標再排放的系統(tǒng)，現(xiàn)在國內的火電廠大多有全廠一體化的廢液處理系統(tǒng)，每年國家環(huán)保部門都會對火電廠的廢液處理系統(tǒng)處理后的廢液進行檢定，確保電廠排放的廢液達到環(huán)保標準，避免對環(huán)境造成危害。而核電站的污染雖然遠較火電的污染小，但也有成型的廢液處理系統(tǒng)，以嶺澳核電二期為例，現(xiàn)核電廢水處理分如下三部分。

（1）放射性廢水回收系統(tǒng)（8SRE系統(tǒng)）。

（2）常規(guī)島廢液系統(tǒng)（回收、處理、排放），SEK、SEL和TER系統(tǒng)。

（3）電廠廢油和非放射性含油廢水系統(tǒng)（回收、處理、排放），SHE、SEO系統(tǒng)。

核電站的廢液一般沒有硫、氮、磷等有害物質，一般廢液的處理以去除廢液中的油和放射性物質為主。

1.2 現(xiàn)核電站含油廢液系統(tǒng)分析

以嶺澳核電二期的常規(guī)島和含油廢液系統(tǒng)為例，其工藝流程框圖如圖1所示。

其中3SEK和4SEK分別為常規(guī)島3號和4號機組的廢液回收系統(tǒng)，其收集的廢液流向8SEK-常規(guī)稻廢液處理系統(tǒng)，進行油水分離的處理后，再流向8SEL和8TER系統(tǒng)，進行排放。SHE系統(tǒng)的總體流程與之類似。其中8SEK和8SEH的控制和人機界面，是合二為一的。

根據(jù)系統(tǒng)的邏輯圖、流程圖和IO清單，系統(tǒng)的控制程序由各自獨立的PLC系統(tǒng)完成，某些數(shù)據(jù)和報警信息，通過硬接線或者通信方式向主控的DCS發(fā)送，方式如圖2所示。

各個子系統(tǒng)有自己本身的PLC系統(tǒng)和人機界面，安裝在各自的廠房區(qū)域，分布如圖3所示。

各個分散的子系統(tǒng)間有工藝上、系統(tǒng)上的聯(lián)系，歸集成一個統(tǒng)一的工藝管理系統(tǒng)，將更為高效的管理，具體優(yōu)點如下。

（1）歸集成一個工藝管理系統(tǒng)，會減低現(xiàn)場巡檢人員的次數(shù)和勞動強度，從而達到節(jié)省人力費用的目的。

（2）歸集成一個工藝管理系統(tǒng)，能更好地進行系統(tǒng)內的數(shù)據(jù)收集分析，降低DCS系統(tǒng)的通信負荷和成本。

（3）有效地減低備件的種類和培訓費用。

（4）可以對系統(tǒng)內各個工藝設備的OEE、工藝設備的耗能情況做精細的分析。

2 核電廢物處理一體化管理系統(tǒng)

2.1 概述

WMS的構建，無需拆除和推翻原本的各個子系統(tǒng)，而是在基于現(xiàn)有各個子系統(tǒng)的基礎上進歸集、優(yōu)化，從而形成一個功能上更加完善的、高效的、可靠的管理系統(tǒng)。幾個原則如下。

（1）WMS系統(tǒng)的功能涵蓋了原本各個子系統(tǒng)的所有功能。

（2）WMS采用“分散控制，集中管理”的原則進行構建。

（3）系統(tǒng)與DCS方面的數(shù)據(jù)交換不會減少，但應該能減低DCS系統(tǒng)通信方面（包括硬件和軟件）的負擔。

（4）系統(tǒng)采用統(tǒng)一硬件和軟件平臺。

（5）系統(tǒng)能進行長時間不停機的工業(yè)級別的歷史數(shù)據(jù)記錄和報表分析。

（6）系統(tǒng)的關鍵部分采用冗余配置原則。

（7）與舊的方式相比，WMS應該能減低備件數(shù)量和人員的費用。

WMS的系統(tǒng)框圖如圖4所示。

WMS系統(tǒng)與舊方式相比，具有如下優(yōu)勢和特點：

改變DCS（或者KSN）與各個子系統(tǒng)的通信方式，以后DCS和各個子系統(tǒng)的通信無需眾多的通信卡件和信號電纜，只需連接到WMS網(wǎng)內，通過OPC SERVER，就可以在任何時間讀取任何子系統(tǒng)的內部數(shù)據(jù)；不但大大減低了DCS的通信和IO點數(shù)的負荷，也減低這方面的設備成本，也減少各個系統(tǒng)和DCS的通信接口設計。

2.2 WMS系統(tǒng)的功能

WMS系統(tǒng)中具體的功能如下。

（1）歷史數(shù)據(jù)庫服務器，能按照以秒為單位地記錄保存長期的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

（2）系統(tǒng)有報表制作工具，而且這種工具是易于使用的，能從歷史數(shù)據(jù)庫中調出需要的歷史數(shù)據(jù)，并進行一定的分析，例如：特定設備的累計運行時間、最長運行時間、設備的OEE如何等等；能計算某個設備的耗電量，以此判斷設備的性價比。

（3）歷史數(shù)據(jù)能調出進行曲線的描繪，反映某時段內各個子系統(tǒng)處理的污水的流量、液位等情況。

（4）在某些設備累計運行時間到達一定程度后，應該能主動提醒維修人員對其進行維護保養(yǎng)等工作。

各個子系統(tǒng)的控制邏輯仍在各個子系統(tǒng)的控制器中，而WMS充當管理和統(tǒng)籌的角色。

3 系統(tǒng)拓展

基于非放射性的廢液和含油廢水處理的WMS系統(tǒng)建設，可以為后續(xù)放射性廢液處理系統(tǒng)、固體廢物、氣體廢物處理系統(tǒng)、通風空調等輔助系統(tǒng)網(wǎng)絡化的建設提供參考，并可以將上述系統(tǒng)統(tǒng)一管理。

參考文獻

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