電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件

電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用1一、電廠化學(xué)水處理工藝簡介發(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)運行的重要的因素之一，沒有經(jīng)過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，就會引起下列危害：熱力設(shè)備結(jié)垢、熱力設(shè)備腐蝕、過熱器和汽輪機(jī)積鹽等。一、電廠化學(xué)水處理工藝簡介發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中水、汽質(zhì)量的好與2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，水處理工作對保證發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運行具有十分重要的意義?；痣姀S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)四個部分。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3電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件4高效過濾器清水箱清水泵陽床活性炭過濾器除碳器中間水泵陰床混床除鹽水箱除鹽水泵酸/堿貯存系統(tǒng)再生裝置中和系統(tǒng)原水主廠房預(yù)處理除鹽系統(tǒng)酸堿系統(tǒng)高效過濾器清水箱清水泵陽床活性炭過濾器除碳器中間水泵陰床混床51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澄清混濁的水，實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。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）、6經(jīng)過混凝預(yù)處理的水，雖然看起來濁度不大，但常會殘留一些有機(jī)物，這對下一步離子交換水處理時的交換樹脂很不利，應(yīng)盡量除去。活性炭過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，其過濾作用主要以物理吸附為主，因此該過濾器可以吸附水中的有機(jī)物，用活性炭吸附過濾可以降低水中有機(jī)物的含量。經(jīng)過混凝預(yù)處理的水，雖然看起來濁度不大，但常會殘留一些有機(jī)物7機(jī)械過濾器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濾時的水頭損失(運行時的阻力)。機(jī)械過濾器1—放空氣管；2—進(jìn)水漏斗；3—縫式濾頭；4—配8設(shè)備運行。過濾器在工作時，渾水經(jīng)進(jìn)水口流到進(jìn)水漏斗，然后流經(jīng)過濾層除掉渾水中的細(xì)小懸浮物而成為清水。此清水上排水系統(tǒng)送出。濾速為8~10米/時，或更大些。過濾器的運行過程中，由于濾料不斷吸附渾水中的懸浮雜質(zhì)，使運行阻力逐漸增大。當(dāng)阻力增大到一定時，應(yīng)停止運行，對濾料進(jìn)行反洗。設(shè)備運行。過濾器在工作時，渾水經(jīng)進(jìn)水口流到進(jìn)水漏斗，然后流9反洗濾料時，先將過濾器內(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濾器底部排水系統(tǒng)進(jìn)入，經(jīng)過濾層上升并沖動濾料使濾料浮動起來。此時濾料顆粒在水中游動并相互摩擦，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3~5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入地溝。最后，用水正洗至合格投入運行或備用反洗濾料時，先將過濾器內(nèi)的水排放到濾層以上約10厘米處，用102、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離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。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11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；12運行步驟。交換器的運行分為四個階段：交換除鹽、反洗、再生和正洗。交換除鹽。在除鹽運行階段，被處理的水洗經(jīng)過陽離子交換器，再進(jìn)入陰離子交換器，除鹽后的水送入除鹽水箱。陽離子交換器內(nèi)裝入一定量的RH樹脂，在陽離子交換器內(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)過兩種交換處理后的水，送入除鹽水箱。交換器運行若干小時后，出水含鹽量增加，水的導(dǎo)電度增大。當(dāng)運行到出水導(dǎo)電度明顯增大并達(dá)到一定值時，說明交換劑已經(jīng)失效，不能生產(chǎn)出合格的水。運行步驟。交換器的運行分為四個階段：交換除鹽、反洗、再生和正13反洗。樹脂再生前需要反洗。這是因為變換是在較大壓力下進(jìn)行的，樹脂顆粒間壓得很緊，這樣在樹脂層內(nèi)會產(chǎn)生一些破碎的樹脂；此外，在陽離子交換樹脂層表面幾厘米的厚度內(nèi)還會積累一些水中懸浮物，這些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)，自下而上的流過樹脂層，再進(jìn)入上部漏斗由排水門排入地溝。反洗時，要求樹脂層膨脹30~40%，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。反洗。樹脂再生前需要反洗。這是因為變換是在較大壓力下進(jìn)行的，14再生。再生是一項重要的操作過程。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10~20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樹脂層上，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，此時再生液流過樹脂層，并與失效的陽離子(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。再生過程中的廢液從排水門排走。再生。再生是一項重要的操作過程。再生開始前，打開空氣門和排水15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行。正洗時，清水沿運行路線進(jìn)入交換器，由排水門排入地溝。正洗開始時，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，即可關(guān)閉排水門，結(jié)束正洗，投入運行或備用。交換器從除鹽→反洗→再生→正洗的全過程叫做一個運行周期。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16混床。經(jīng)過復(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)床除鹽水再通過混床處理，以提高水質(zhì)的純度?；齑簿褪前殃枴㈥庪x子交換樹脂放在同一個交換器內(nèi)，并在運行前兩種樹脂充分混合均勻?；齑?。經(jīng)過復(fù)床除鹽的水，僅適用一般高壓鍋爐的補(bǔ)給水，仍不能17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、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。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18一、概述混合離子交換器是用于初級純水的進(jìn)一步精制。一般設(shè)置于陰、陽離子交換器之后，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SiO2≤0.02mg/L，導(dǎo)電度≤0.02μS/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。一、概述19二、工作原理混合離子交換法，就是把陰、陽離子交換樹脂放在同一個交換器中，將它們混合，所以可看成是由無數(shù)陰、陽交換樹脂交錯排列的多級式復(fù)床。水中所含鹽類的陰、陽離子通過該交換器，則被樹脂交換，而得到高純度的水。在混床中，由于陰、陽樹脂是相互均勻的，所以其陰、陽離子交換反應(yīng)幾乎同時進(jìn)行?；蛘哒f，水的陽離子交換和陰離子交換是多次交錯進(jìn)行的。經(jīng)H型交換所產(chǎn)生的H+和OH-都不能積累起來，基本上消除了反離子的影響，交換進(jìn)行得比較徹底。二、工作原理20混合床采用體內(nèi)再生法。再生時利用兩種樹脂的比重不同，用反洗使陰、陽離子交換樹脂完全分離，陽樹脂沉積在下，陰樹脂浮在上面，然后陽樹脂用鹽酸（或硫酸）再生，陰樹脂用燒堿再生。再生?；齑彩前殃?、陰樹脂混合裝在同一個交換器內(nèi)運行的，所以運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，首先應(yīng)把混合的陽、陰樹脂分層，然后才能分別通過酸、堿再生液進(jìn)行再生，這是混床操作的特點?；旌洗膊捎皿w內(nèi)再生法。再生時利用兩種樹脂的比重不同，用反洗使213、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所使用的酸堿的貯存和計量設(shè)備。酸溶液由自卸式酸槽車或卸酸泵打入高位酸液貯存槽，根據(jù)需要通過酸計量箱、噴射器送入陽床和混床，對失效的陽離子交換樹脂進(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)需要通過堿計量箱、噴射器送入陰床和混床，對失效的陽離子交換樹脂進(jìn)行再生。3、酸堿系統(tǒng)

酸堿系統(tǒng)223、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、陰離子交換樹脂時，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，會污染水域、影響農(nóng)作物魚類正常生長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)，也稱為加藥系統(tǒng)，其工作原理就是設(shè)置一個中和池，讓陰陽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。3、中和系統(tǒng)中和系統(tǒng)23二、化學(xué)水控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀自動化設(shè)備的更新?lián)Q代，計算機(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。可編程控制器由于抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，編程簡單，性能價格比高，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到越來越廣泛應(yīng)用，目前國內(nèi)化學(xué)水系統(tǒng)都在不同程度的采用。由于PLC對現(xiàn)場進(jìn)行實時監(jiān)控具有很高的可靠性，且編程簡單，靈活，因此越來越受到人們的重視。二、化學(xué)水控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀自動化設(shè)備的更新?lián)Q代，計算機(jī)網(wǎng)24PLC概述可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(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)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。PLC概述可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為25PLC有以下幾個特點：

1、編程方法簡單易學(xué)2、功能強(qiáng)、性能價格比高3、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、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PLC有以下幾個特點：

1、編程方法簡單易學(xué)26PLC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，如果一個機(jī)架容納不下選用的模塊，可以增設(shè)一個或數(shù)個擴(kuò)展機(jī)架，各機(jī)架之間用接口模塊和電纜相連。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、27電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件28電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件29電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件30電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件31PLC的外圍接線圖

PLC的外圍接線圖32電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件33電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件34PLC的軟件編程方法與個人計算機(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PLC的軟件編程方法與個人計算機(jī)相比，PLC的硬件、軟件35電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件36電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件37電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件38電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件39電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件40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)的自動化是對離子交換樹脂工藝過程及設(shè)備進(jìn)行自動化控制，完成化學(xué)補(bǔ)給水的二次除鹽功能，使之安全、可靠、高效地運行，達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計的要求。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、停止和再生程序、自動加酸/加堿程序、自動/半自動啟動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。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)的自動化是對離子41PLC梯形圖程序設(shè)計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應(yīng)的，完成了PLC對現(xiàn)場設(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)操作員點擊某一個步序的時候，就相當(dāng)于給PLC輸入了一個信號，PLC就完成相應(yīng)的動作，即反映出系統(tǒng)所處的狀態(tài)。程序的I/O表如圖：PLC梯形圖程序設(shè)計圖中顯示的是混床的步序框圖，圖中的梯形421#混床程序設(shè)計圖

1#混床程序設(shè)計圖43電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件44電廠化水處理及PLC在混床中的應(yīng)用教材課件45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)運行環(huán)境兩大部分組成。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境是自動化工程設(shè)計師為實施其控制方案，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，通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的