火力發(fā)電廠化學(xué)污水處理新手段

【摘要】火力發(fā)電廠的化學(xué)污水處理一直是電廠污水處理的重要問(wèn)題，本文著重研究了化學(xué)污水處理中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，供同行參考。

【關(guān)鍵詞】電廠；污水處理；變頻調(diào)速；PLC技術(shù)

【中圖號(hào)】R123.3【文獻(xiàn)標(biāo)示碼】A【文章編號(hào)】1005-1074(2008)11-0231-01

當(dāng)前，我國(guó)的水資源越來(lái)越緊張。但火力發(fā)電廠在目前的技術(shù)水平下，各種污水的處理仍然是一個(gè)很難解決的問(wèn)題。處理好火力發(fā)電廠的化學(xué)污水，不僅對(duì)保證電廠供水的合格率有好處，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，還對(duì)鍋爐水系統(tǒng)的硬件設(shè)備保護(hù)起到了作用。本文將指出變頻調(diào)速技術(shù)在火力發(fā)電廠化學(xué)污水處理中的重要作用。

1水處理系統(tǒng)的運(yùn)行原理

一般的水處理系統(tǒng)均采用PLC技術(shù)，PLC程控技術(shù)利用熱工儀表和化學(xué)檢測(cè)儀表，將采集工藝系統(tǒng)的溫度、PH值、磷酸根含量等指標(biāo)，轉(zhuǎn)換成4～20mA的速度給定指令信號(hào)，反饋給變頻器。變頻器通過(guò)比較目標(biāo)值與實(shí)際反饋值之間的差值，自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)加藥計(jì)量的轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制，達(dá)到保證系統(tǒng)工藝參數(shù)在正常范圍內(nèi)變化的目的。變頻器輸入的模擬量、干接點(diǎn)信號(hào)全部通過(guò)總線打包成數(shù)字信號(hào)送入上位機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)視控制。同時(shí)，還需要將變頻器有關(guān)信號(hào)送入PLC，實(shí)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)鎖功能。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，加藥設(shè)備有“一箱二泵”、“二箱二泵”、“二箱三泵”、“二箱四泵”(箱指藥液存儲(chǔ)箱)等類(lèi)型。一般推薦采用一對(duì)一控制方式，即1臺(tái)變頻器控制1臺(tái)加藥泵(加藥電機(jī))。由于目前加藥泵電機(jī)多在1.2kW以下，相應(yīng)使用的變頻器價(jià)格比較低廉，應(yīng)單獨(dú)設(shè)置1臺(tái)備用變頻器控制備用泵，實(shí)現(xiàn)備用泵的自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)只有2臺(tái)加藥泵時(shí)，由于加藥泵(含電機(jī))的

故障幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器，所以可以使用2臺(tái)變頻器控制3臺(tái)加藥泵的方式，當(dāng)某加藥泵出現(xiàn)故障或需要檢修時(shí)，將變頻器切換為控制備用泵運(yùn)行。

2化學(xué)儀表反饋信號(hào)采集

化學(xué)儀表反饋的采樣信號(hào)，是監(jiān)測(cè)受控化學(xué)水的重要指標(biāo)依據(jù)。為保證采樣信號(hào)實(shí)時(shí)、連續(xù)和準(zhǔn)確，能夠真實(shí)代表所檢測(cè)的介質(zhì)，采樣點(diǎn)不能選擇在加藥初始的位置，也不宜選擇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行融合的位置；采樣點(diǎn)所取水樣必須是化學(xué)水穩(wěn)定混合充分后的樣本。由于自動(dòng)加藥過(guò)程是連續(xù)進(jìn)行的，所以要保證化學(xué)儀表采樣和檢測(cè)輸出信號(hào)是連續(xù)的，為保證信號(hào)的實(shí)時(shí)性，化學(xué)儀表應(yīng)盡量靠近采樣點(diǎn)，同時(shí)，采樣點(diǎn)要有一定的壓力，保證將水樣順利送到檢測(cè)儀表處，必要時(shí)還要加入過(guò)濾裝置以保護(hù)化學(xué)檢測(cè)儀表。由于大部分的化學(xué)在線檢測(cè)儀表在對(duì)水樣進(jìn)行化驗(yàn)分析和檢測(cè)輸出時(shí)，通常需要加入一些標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并進(jìn)行光學(xué)比較，還有的儀表需要進(jìn)行滲入和電導(dǎo)分析，所以需要一定的反應(yīng)時(shí)間。在化學(xué)在線檢測(cè)儀表選型時(shí)，不僅要求足夠的連續(xù)性和精度，還要注意響應(yīng)時(shí)間，在準(zhǔn)確前提下響應(yīng)時(shí)間越短越好。為保證測(cè)量的連續(xù)準(zhǔn)確，還要定期進(jìn)行化學(xué)儀表的標(biāo)定以及標(biāo)準(zhǔn)樣藥液的添加，不同時(shí)期配置的標(biāo)準(zhǔn)樣藥液不宜混合使用，同時(shí)還要定期清洗測(cè)量電極。例如硅酸根在線分析儀、磷酸根在線分析儀就需要定期標(biāo)定和補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)樣，而PH表則需要定期清洗電極，并重新標(biāo)

定。

3變頻器的選擇安裝

變頻器是自動(dòng)加藥系統(tǒng)中重要的執(zhí)行控制部分，采樣來(lái)的化學(xué)信號(hào)需要輸入變頻器反饋信號(hào)端子，經(jīng)過(guò)與設(shè)定值比較后，執(zhí)行PI控制，輸出電壓頻率信號(hào)，進(jìn)而控制加藥泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)加藥量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。變頻器的選擇應(yīng)大于加藥泵電機(jī)的功率，比如0.55kW電機(jī)應(yīng)匹配0.75kW的變頻器，才能保證變頻器輸出功率足夠驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。變頻器應(yīng)具備與上位機(jī)進(jìn)行總線通訊功能，以便上位機(jī)能夠監(jiān)視變頻器的運(yùn)行并進(jìn)行在線參數(shù)配置修改和控制。為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少維護(hù)，應(yīng)盡量選取模塊化設(shè)計(jì)的變頻器，并具備過(guò)壓/欠壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、短路保護(hù)等電機(jī)和變頻器的保護(hù)功能。由于電廠化學(xué)水的加藥泵一般小于2.2 kW，所以變頻器尺寸較小，可以將所有的變頻器平行放置在同一個(gè)控制柜內(nèi)。在變頻器安裝及接線中，應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品安裝使用手冊(cè)進(jìn)行，各種輔助措施，如裝置環(huán)境條件要保證，接地安全措施應(yīng)予留到位，否則會(huì)直接影響變頻器的使用壽命和效率，還會(huì)造成對(duì)其他系統(tǒng)干擾的現(xiàn)象。控制柜不得置于存在灰塵和腐蝕性氣體的環(huán)境中，不得置于濕度較大和有可能淋水的地方，也不能將變頻器放置在接近電磁輻射源的地方。變頻器在正式投入運(yùn)行前，需要正確地將電機(jī)參數(shù)輸入變頻器，如電機(jī)轉(zhuǎn)對(duì)數(shù)、額定功率、額定電壓、額定電流、定轉(zhuǎn)子電阻、電抗、功率因數(shù)等等，還要根據(jù)加藥泵特性確定變頻器電壓頻率輸出特性曲線，否則會(huì)影響變頻器正常運(yùn)行，并可能出現(xiàn)意外的報(bào)警與故障。

4系統(tǒng)功能

4.1上位機(jī)監(jiān)視控制上位機(jī)集中顯示設(shè)計(jì)的畫(huà)面、報(bào)表，主要完成運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視、故障報(bào)警、溫度顯示、開(kāi)環(huán)調(diào)試運(yùn)行等功能。

4.1.1主畫(huà)面顯示加藥系統(tǒng)的系統(tǒng)模擬圖，顯示實(shí)時(shí)的主要監(jiān)視參數(shù)，如系統(tǒng)啟停狀態(tài)、運(yùn)行方式；運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)如電壓、電流、頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)速等，并具備在畫(huà)面上改變運(yùn)行方式、調(diào)整變頻器參數(shù)設(shè)定等功能。

4.1.2電氣系統(tǒng)畫(huà)面顯示電氣系統(tǒng)模擬圖，顯示電氣開(kāi)關(guān)的狀態(tài)、電源投入情況。

4.1.3曲線畫(huà)面顯示主要監(jiān)視參數(shù)，如電機(jī)頻率和監(jiān)視的化學(xué)水指標(biāo)(如PH值和磷酸根含量等)的實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線，通過(guò)曲線可以評(píng)估運(yùn)行方式和參數(shù)的合理性，并進(jìn)行修正。

4.1.4生產(chǎn)報(bào)表畫(huà)面顯示和打印實(shí)時(shí)和歷史參數(shù)報(bào)表。

4.1.5故障顯示、報(bào)警畫(huà)面對(duì)發(fā)生的故障按時(shí)間先后以紅色顯示出來(lái)，如故障已經(jīng)消失則為白色，可記憶歷史故障，并有故障幫助文件，顯示故障類(lèi)型和響應(yīng)的處理辦法。

4.2系統(tǒng)運(yùn)行方式①首先，系統(tǒng)應(yīng)有單獨(dú)的備用泵系統(tǒng)，在設(shè)備故障和檢修時(shí)，可以投入替代運(yùn)行，條件允許可以采用獨(dú)立的變頻器+加藥泵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。由于加藥泵(含加藥電機(jī))

故障幾率遠(yuǎn)大于變頻器的故障幾率，所以必須設(shè)立獨(dú)立的備用泵，以保證系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。②每臺(tái)加藥泵具備自動(dòng)運(yùn)行/遠(yuǎn)程手動(dòng)操作/就地手動(dòng)運(yùn)行方式。系統(tǒng)大部分時(shí)間處于自動(dòng)運(yùn)行方式下；當(dāng)發(fā)電機(jī)組由停止轉(zhuǎn)入投入時(shí)，由于化學(xué)水系統(tǒng)的水質(zhì)、溫度和儀表等因素還不穩(wěn)定，投入自動(dòng)運(yùn)行方式并不理想，可以采用遠(yuǎn)程手動(dòng)操作方式，在上位機(jī)上進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整變頻器輸出頻率控制加藥量，當(dāng)水系統(tǒng)穩(wěn)定后，可以在上位機(jī)上將遠(yuǎn)程手動(dòng)方式切換為自動(dòng)方式；就地方式，是當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)的后備方式，在電氣回路上切除變頻器，通過(guò)控制空氣開(kāi)關(guān)或接觸器投入或切除加藥泵運(yùn)行。

5補(bǔ)充注意事項(xiàng)

變頻器運(yùn)行中產(chǎn)生的噪聲來(lái)自于變頻器機(jī)身和變頻器主回路(輸出、輸入)的輻射，這些輻射噪聲將影響其他電子設(shè)備的正常運(yùn)行。加大受干擾電路器件或裝置與干擾源之間的距離，是降低干擾的一種行之有效的措施，因?yàn)楦蓴_與距離的平方成正比，即距離增加1倍干擾則降低4倍，因此，周密完善的考慮設(shè)備布線，可大大降低干擾的傳播。

對(duì)變頻器的空中傳播噪聲、電磁感應(yīng)噪聲可采取以下措施：①容易受電磁干擾的設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離變頻器。②容易受影響的電子設(shè)備的信號(hào)線，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離變頻器和它的輸入、輸出線。③避免信號(hào)線和動(dòng)力線平行布線及成束布線。④在變頻器輸入輸出端設(shè)置出線電抗器和在輸入端設(shè)置濾波器，可以有效抑制電線的輻射噪聲。⑤動(dòng)力線和信號(hào)線使用屏蔽電纜能抑制靜電噪聲。⑥變頻器應(yīng)設(shè)計(jì)獨(dú)立的接地系統(tǒng)，以減少相互間的噪聲干擾。

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