注汽锅炉水处理流程及控制过程分析.ppt

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1、注汽锅炉水处理流程及控制 过程分析,一:水处理流程过程分析,注汽锅炉水质的好坏直接影响到锅炉的安全运行和使用寿命。注汽锅炉水处理系统的作用:连续不断地向锅炉提供数量充足、质量合格的锅炉用水。,不合格的水质对锅炉的危害:,1)结垢:它使锅炉炉管传热能力降低,并由此造成管壁过热使其强度下降,甚至变形或发生爆管事故。2)积盐:它能使锅炉热效率下降,积盐严重时可引起管壁爆裂。3)腐蚀:在蒸汽锅炉中,炉水不断蒸发、浓缩,碱性逐渐增大,造成对锅炉的腐蚀。,1)悬浮物:表示水中颗粒较大一类杂质的指标.单位为mg/L.2)含盐量:表示水中溶解盐类的总和.单位为mg/L.3)硬度:表示水中钙、镁离子的总含量.单

2、位为mg/L4)碱度:表示水中能接受氢离子的物质的量.单位为mg/L5)PH值:表示水的酸碱性的指标.6)溶解氧:溶解在水中的氧.,注汽锅炉对水质的要求,1)硬度0.002 mg/L.2)含铁量0.01 mg/L.3)含氧量0.007 mg/L.4)PH值 7.5-8.35)含盐量600mg/L6)给水稳度75,总硬度、暂时硬度、永久硬度,总硬度:水中各种钙镁盐类的总含量叫水的总硬度.总硬度可分为碳酸盐和非碳酸盐硬度两种.暂时硬度:即碳酸盐硬度.即水中Ca(HCO3)2 、 Mg(HCO3)2的含量.天然水中碳酸根很少,所以碳酸盐硬度看作是钙、镁的碳酸氢盐,此类盐在加热过程中产生沉淀,形成水垢

3、.它们是注汽锅炉结垢的最主要物质.永久硬度:即非碳酸盐硬度.指水中钙、镁的硫酸盐,氯化物及硅酸盐等的含量.由于这些盐类加热后不能析出沉淀,其性质比较稳定,所以叫永久硬度,水垢的形成,给水中杂质进入锅炉后,随着水温不断升高或蒸发浓缩,在炉管水侧表面生成的固体附着物,叫水垢.其形成主要有以下几种方式:1)受热分解:水被加热时, Ca(HCO3)2 CaCO3 +H2O+CO2水中重碳酸盐受热分解, 生成难溶的沉淀物 Mg(HCO3)2 MgCO3 +H2O+CO2附着在炉管表面形成水垢. 2)随着锅水的温度升高, MgCO3 + H2O Mg(OH)2 +CO2锅水中某些盐类溶解度下降, 如CaS

4、O4 、CaSiO3等3)水不断受热蒸发,水中盐类随之逐渐浓缩,当达到饱和浓度后便沉淀析出附着炉管表面.,水垢的危害,1)浪费燃料、降低锅炉热效率 2)影响锅炉安全运行. 3)水垢能导致垢下金属腐蚀. 4)降低锅炉出力. 5)降低锅炉的使用寿命.,水处理系统,系统组成:水处理装置主要由沙滤器、软水器、热力除氧器、盐系统、化学除残硬、化学除氧装置、自动控制系统和检测仪表等八部分组成.,热力除氧器,软水器,影响水处理装置制水量的因素,水处理制水量与下列因素有关1)生水硬度的高低2)离子交换剂交换能力的大小3)离子交换剂剂量的多少4)离子交换剂再生效果的好坏,钠离子(树脂)交换的原理,硬水通过钠离子

5、交换剂时,水中的钙、镁离子被钠离子交换剂中的钠离子置换,这样硬水流过钠离子交换剂层后,就除去了可形成水垢的钙、镁离子,而成为合格的软化水.,Ca(HCO3)2,+,CaR2,+,Na(HCO3)2,Mg(HCO3)2,2NaR,MgR2,+,Na(HCO3)2,2NaR,+,离子交换剂(树脂)的再生,树脂在水处理过程中,由于水中钙、镁等阳离子与其钠离子交换,使离子交换剂丧失了交换能力,这种现象叫做失效.失效后的离子交换剂由于失去了交换能力,不能再起到软化水的作用.为了使离子交换剂重复使用,就必须对离子交换剂进行再生处理,使其重新获得再生能力.钠离子交换剂失效后,常用食盐做交换剂,CaR2,+,

6、NaCl,NaR,+,CaCl2,MgR2,NaCl,+,NaR,CaCl2,+,注汽锅炉水处理装置的特点,1)结构简单,维修方便.2)两组水处理不同时运行,不能同时再生生.3)程序控制较简单,容易掌握.4)操作方便.,注汽锅炉水处理装置运行流程,作用:生水通过两级交换器后,生成合格的软化水,供锅炉使用.,一 级,二 级,水泵,另一组,另一组来的软水,去锅炉,1、正常运行时的流程,注汽锅炉水处理装置再生反洗流程,作用:清除树脂床积存的杂质,使树脂颗粒膨胀,并重新均匀分布. 反洗流量是以反洗时树脂能够均匀浮起,而又不流失为依据来确定的.过大会冲出树脂,过小起不到反洗作用. 反洗时间由排出污水的混

7、浊情况而定,既排出污水清洁无杂质为止.,一 级,二 级,另一组,另一组来的软水,去锅炉,水泵,2、反洗,注汽锅炉水处理装置再生进盐流程,作用:用纳离子置换出吸附在树脂表面的钙、镁离子.,一 级,二 级,去锅炉,另一组来的软水,水泵,6,8,10,盐池来水,3、盐水再生,注汽锅炉水处理装置再生置换流程,作用:进盐结束后,用软化水替换掉留在软水器及进盐管线内的盐水,可使盐水充分利用.增强树脂的还原效果. 置换时间是根据排污水中含盐量小于1.5时而确定的.,一 级,10,二 级,6,8,另一组来的软水,去锅炉,水泵,4、软水反洗盐水,注汽锅炉水处理装置再生正洗流程,作用:清除残余的再生剂及再生时的生

8、成物（CaCl2、MgCl2等),一 级,二 级,另一组来的软水,水泵,去锅炉,一级正洗,9,5、一级正洗,二级正洗,一 级,二 级,另一组来的软水,去锅炉,2,7,6、二级正洗,水处理控制程序分析,什么是可编程控制器,可编程控制器(简称PLC)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算电子装置.它采用可以编制程序的存储器,在其内部执行逻辑运算、顺序运算、计时、计算和算术运算等操作的指令并通过数字式或模拟式的输入和输出来控制各种类型的机械和生产过程.它主要用来代替继电器实现逻辑控制.是现代工业自动化的三大支柱之一.,PLC的应用,目前,PLC在国内外广泛应用于石油、化工、冶金、电力、机械等各

9、个行业.其使用情况可归纳以下几点:1)开关量的逻辑控制:这是其最基本最广泛的应用领域.目的是取代传统的继电器.2)模拟量控制:对生产过程中许多连续变化量, PLC可通过A/D及D/A转换进行控制.3)运动控制: PLC可对圆周或直线运动进行控制.4)过程控制: PLC通过PID调节模块,完成对生产过程中许多参数的闭环控制.5)数据处理,PLC的特点,1)高可靠性:由于采用大规模集成电路和先进的制造工艺,内部也采用了先进的抗干扰措施, PLC具有很高的可靠性.2)丰富I/O接口:针对不同的工业现场信号, PLC都有相应的I/O接口.3)采用模块化结构4)编程简单易学5)安装简单维修方便,PLC的

10、硬件,PLC在运行过程中,一般把CPU、存储器和I/O系统三部分。称为PLC的基本组成部分。编程器及其它外部设备如外存储器、模拟I/O盘、通信接口、扩展口以及测试设备等.它们是PLC的辅助部分.主要用于系统开发,安装调试和维护.常见单元式PLC结构框图:,CPU,输入/输出系统,编程及外用设备,系统总线,系统程序,用户程序,存储器,一:中央处理器,中央处理器(CPU):它是PLC的核心,其作用类似于人的大脑。它能够识别用户按照特定的格式输入的各种指令,并按照指令的规定,根据当前的现场I/O信号的状态,发出相应的控制指令,完成预定的控制任务。另外,它还能识别用户所输入的控制指令序列的格式和语法错

11、误。还具有系统电源、I/O系统、存储器及其接口的测试与诊断功能。它在系统程序的控制下,完成逻辑运算、数字运算、协调系统内部各部分工作的任务。,二：存储器的存储器由系统程序存储器和用户程序存储器两部分组成。分别存储系统程序和用户程序。其中系统程序由生产厂家预先编制的监控程序、模块化应用功能程序、命令解释和功能子程序的调用管理程序及各种系统参数等。用户程序是由用户编制的梯形图、输入输出状态，计数计数值以及系统运行必须的初始值，其它参数等。,三：输入输出系统的输入输出系统是过程状态与参数输入到以及实现控制时控制信号输出的通道。对输入输出接口有两个主要要求。一是接口有良好的抗干扰能力。二是接口能满足工

12、业现场各类信号的匹配要求。,PLC的软件,PLC的软件包括系统软件和应用软件.1)系统软件:由厂家编制,固化在存储器中并永久保存2)应用软件:又叫用户程序.它是用户为了达到某种控制目的,采用PLC厂家提供的编程语言自主编制的程序.它包括开关量逻辑控制程序、模拟量运算程序、闭环逻辑控制程序、和操作站系统控制程序等.3)常用应用软件编程语言:用户程序的编制需使用PLC厂家提供的编程语言编制.常见的有:梯形图、语句表、功能图、功能模块图和结构化文本编程语言.,梯形图,梯形图是一种以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示检测关系的一种语言,是从继电器电路演变过来的.,FU,SB1,SB2,KM,KM,

13、FR,N,X0,X1,Y0,Y0,语句表,语句表也叫指令表,它和单片机程序中的汇编语言有点类似,由语句指令依一定的顺序排列而成.一般分为两部分,一为助记符,二是操作数.指令表和梯形图有严格的对应关系.不同的PLC有不同的指令系统.,以前一梯形图为例:(欧姆龙公司PLC) LD XO OR Y0 AND NOT X1 OUT Y0,N,X0,X1,Y0,Y0,注汽锅炉水处理PLC控制系统是根据注汽锅炉水处理使用现状，开发成功的新一代的注汽锅炉水处理PLC控制系统。控制系统通过触摸屏将集中显示系统流程、运行参数及状态，并通过它对系统参数进行修改，因此操作者可以直观、全面地了解水处理运行的工况，方便

14、地设置参数，根据故障提示能快速地对发生的事故进行分析和采取措施。,水处理流程画面显示内容见图，水处理分为A、B两组，交替工作，每一组由一级罐和二级罐组成，由PLC通过对流程中的气动阀的控制实现制水、反洗、进盐、正洗等步骤。,水处理再生,水处理再生有三种方式：1）手动再生：手动再生时，再生的每一步都有人工控制，这时的PLC不起作用。因控制柜内有20个三向开关，第一个开关是运行方式选择开关：当此开关在最下位置时，为手动再生。此时如运行A组。则让开关A1、A2、A3处于最下位置。如再生A组。则让开关A1、A2 、A3处于中间位置。当反洗时，则让开关A4、A5处于最下位置。进盐时，则让开关A6、A8、

15、A10处于最下位置。置换和正洗依此类推。当再生完成后，则A1A10处于中间位置。A组待运。,2）由PLC控制下的再生：此种情况下的再生也分为自动再生与手动再生。但不管是自动再生与手动再生，此时再生选择开关都应处于最上位置。而A1A10也处于最上位置。这样PLC发出的信号才能通过 A1A10到达电磁阀，从而控制气动阀的开闭。,再生程序分析,反洗(梯形图） 当25400和HR0001触点带电闭合 后,C002带电计数, 反洗开始. 当计数器C002计数结束时, HR0002带电闭合 ,反洗结束.同时HR0001 触点断开,进盐开始.,C0020015,25400,01600,HR0001,HR00

16、02,N,置换和一级正洗 当25400和HR0004带电闭合 后,C003带电计数,置换开始. 当计数器C003计数结束时, HR0004触点断开,置换结 束.同时HR0005触点带电闭 合, 一级正洗开始.,N,C0030030,N,C0020015,25400,25400,01600,01600,HR0004,HR0005,HR0006,HR0005,置换,一级正洗,二级正洗,N,C0050020,25400,01600,HR0005,HR0007,二级正洗,续梯形图 C002带电计数结束时,C002的常开触点闭合, 移位寄存器线圈带电.移位寄存器把设定值复位, 以便下次再生时设定的数据重

17、新使用.由于进盐 由盐水流量计00011触点控制.当进盐结束后,盐 水流量计发出信号,使00011触点失电.,T010,T020,HR0000,06000,C002,C003,C004,C005,T010,T020,HR0001,HR0002,HR0004,HR0005,HR0006,00015,00015,A组,B组,反洗,进盐,00011,置换,一级正洗,二级正洗,跳步,A组,B组,续梯形图 当HR0001闭合时, 00103带电,A组4、5气 动阀开,反洗开始.,HR0001,HR0002,HR0004,HR0005,HR0006,00103,00104,00106,00105,1SV-

18、4/5,1SV-6/8/10,1SV-1/2/9,1SV-1/7,反洗,进盐与置换,一级正洗,二级正洗,续梯形图,HR0001,T010,HR0002,T020,HR0004,HR0005,HR0006,00110,00107,00111,00213,00214,反洗指示,进盐指示,置换指示,一级正洗指示,二级正洗指示,A组,B组,水处理常见控制故障及排除方法,由PLC控制的各种设备，如果程序正确。那么因软件而出现的故障可能性极小。大多是控制部件或外部设备故障造成设备无法正常运行。常见故障有：1）气动阀不开或开关不到位 a:未启空压机 启动空压机 b:供气系统有故障 检查供气系统 c:气动阀膜

19、片损坏 更换膜片 d:气动阀阀杆阻力大 阀杆打黄油 e:电磁阀不带电或损坏 检查电路及更换电 磁阀,2）再生时进不去盐： a:盐水池内没盐水。 盐水池加盐水。 b:盐泵出口阀未开 打开盐泵出口阀。 c:进盐时，控制6、8、10 检修电磁阀或气动阀。号阀的电磁阀有故障，或6、8、10号气动阀本身有故障。 d: 进盐过滤器堵塞。 清洗过屡器。 e:布盐器堵塞。 疏通布盐器。 f: 集水器堵塞。 冲洗集水器。 g:盐泵坏。 修复或更换盐泵。 h:盐水管线漏水。 盐水管线补漏。,3)再生后软化水达不到要求 a)盐水未进入软水器。 b)进盐量少。 c)再生各步骤未达到要求时间。 d)由于阀漏等原因造成生水串到去样处出现假硬。 e)去样不准。 f)离子交换剂中毒或失效。 g)布盐器故障,造成盐水偏流,未与离子交换剂充分接触 。,4)进盐压力达不到要求 正常进盐压力一般为0.15-0.3Mpa 。过高时说明进盐流程上有阻力(堵或阀门打开不完全等),影响了进盐速度,延长了进盐时间,造成盐液不能充分与离子交换剂接触而影响再生效果。过低时盐水进入软水器一级罐布盐器不能形成喷雾,也造成盐液不能充分与离子交换剂接触而影响再生效果。,完,