高压注汽锅炉水处理运行实时电控技术研究

杜海旺

(辽河油田高升采油厂,辽宁盘锦 124125)

1 水处理现状

高压锅炉水处理触摸屏只是一个显示装置,对水处理运行控制只是输入一个再生控制时间,在生产中并起不到多大作用。通过选择合理重要的测量监视参数,实时显示控制水处理装置运行状况,及时准确反应水处理装置运行过程中的各种主要故障并提醒运行人员产生故障的原因,使水处理装置随时处于最佳运行状态。

按照水处理的设计参数,一组软水器运行8小时左右自动切换运行组,本组转入再生。这种设计的基础是生水硬度值和锅炉排量均固定不变,而在具体运行过程中这两项数据是处于变化状态的,再生时间的控制很不准确,所以现在大部分设备采用了人工监测手动再生,用人工监测出口水质硬度及控制再生过程主要存在以下缺点：(1)劳动强度大,测量间隔时间长,人为因素影响大;(2)因检测、调整较水质硬度变化相对滞后,因监测不及时而给锅炉带来漏硬隐患,使部分水质硬度不符要求的水进入锅炉,从而给锅炉带来安全危害。

2 主要技术指标

通过对水处理程序及触摸屏显示数据的改变,使水处理装置随时处于最佳运行状态。实现水处理装置全自动实时显示控制,主要技术指标有：

(1)水处理装置制水量：大于200方/周期,控制误差：小于5%。(2)水处理装置再生时,二级出口压力：大于0.2Mpa。(3)流程压降、运行时间、进盐压力高低、制水量等重要参数超限报警。

选择合理重要的测量监视参数,实时在线监测控制各主要控制部件和参数(流量、压力),实时显示控制水处理装置运行状况,及时准确反应水处理装置运行过程中的各种故障,以便及时处理,消除各种安全隐患,使水处理装置随时处于最佳运行状态,确保水处理装置安全可靠运行。还可利用对盐水液位实时监控,防止运行人员因疏忽造成盐水冒罐腐蚀软水器基础,能及时在液位高限或低限(磁力泵禁止抽空)时自动停泵。

3 水处理实时电控实施方案

水处理运行再生各步时间、流量、压力、液位监测与控制由PLC和盘面控制开关共同完成,由状态指示灯显示各种运行状况。采用限流功能的液(气)动阀限制再生各步过程和流量。

3.1 监测控制各主要部位设备运行状况和参数

1#2#水泵、盐泵、药泵、盐泵搅拌器工作状态、A、B组工作状态(运行、再生、待用)、运行组瞬时流量、累计流量、运行时间。再生组各步瞬时流量、累计流量、运行时间、盐水箱夜位等。具体如下：

(1)水处理A、B组一级、二级出口压力;(2)水处理入口、出口瞬时累积流量,盐水瞬时累积流量;(3)进盐水流程压力监测;(4)一级、二级出口压力降;(5)再生各步压力监测;(6)再生各步流量监测与控制;(7)运行时间、再生各步时间监测;(8)再生及运行各步排污流量监测;(9)盐泵启动后盐水瞬时流量低报警;(10)盐水累积流量到切换到置换;(11)排污泄漏故障。

3.2 触摸屏主要画面

3.2.1 故障报警显示

供水泵故障(运行再生)时1#2#泵没有启动);盐泵故障(进盐时没有启动);药泵故障(加药时没有启动);入口水压低(0.4Mpa);出口水压低(0.2Mpa)。盐水箱液位高(100CM盐箱溢流);盐水箱液位低(小于30CM此时不能启泵进盐);反洗压力高(排污处压力接近入口水压时0.2Mpa);反洗流量低(0.8方/小时);进盐流量高(3.8方/小时);进盐流量低(0.5方/小时);进盐时间长(0.5小时);置换压力高(0.4Mpa)。置换流量低。一级正洗压力高(0.4Mpa);一级正洗流量低;二级正洗流量低;排污阀泄露(运行时);1#泵过热;2#泵过热;盐泵过热;药泵过热;软水器压降大。

3.2.2 控制模式设置

(1)再生控制方式：分时间到、流量到两种可选。通常用流量到控制启动再生,时间到做报警提示;(2)再生各步控制方式：再生各步用时间控制,流量做报警提示参考;(3)进盐控制方式：采用进盐量到控制、进盐瞬时流量低、进盐时间长做报警提示(进不去盐)。

3.2.3 参数报警设置

(1)基本设定。制水量设定：280方(200-300方)、制水量=出口流量累积值;进盐量设定：0.8方(0.4-1.2方)(液位降低换算成流量);一级入口压力量程(Mpa);A组一级出口压力量程(Mpa);B组一级出口压力量程(Mpa);二级出口压力量程(Mpa);盐水液位量程(米);入口瞬时流量量程(方/小时);出口瞬时流量量程(方/小时)。其中各参数可由触摸屏根据实际需要进行设定。(2)再生设定。再生各步时间：反洗15分钟;进盐约25分钟;沉降5-10分钟;置换40分钟;一级正洗25分钟;二级正洗15分钟。

再生各步流量：各步实际流量=入口实际流量-出口实际流量。其中各参数可由触摸屏根据实际需要进行设定。

3.2.4 各步流程状况监控说明

(1)应注意观察反洗的压力和流量,细心检查排污水中是否有树脂溢出,以此来判断反洗的进行情况。压力不宜过高或过低。过低起不到反洗作用,过高会把树脂带出。(2)正常进盐压力一般为0.15至0.3兆帕,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,同等条件下延长了进盐时间,在现实控制的情况下,由于进盐量的减少而影响再生效果。压力过低时盐水进入一级罐的布盐器不能形成喷雾,使盐水与不能充分接触,严重时会出现“偏流”,影响了树脂的再生效果。(3)置换的流量及压力与进盐基本相同,要注意观察,防止置换没有正常进行,并检查排污水中是否有树脂漏失。时间不宜过长,以免使用软化水量太大,影响另一组运行周期。时间不宜过短,以防止盐水与树脂没有充分反应就被大量的正洗水冲掉,影响再生效果。(4)正洗开始时注意观察正洗的压力和流量。观察排污水中是否有树脂漏失。正洗时间不宜过长或过短,因为超过正洗终点后,不仅浪费大量的水,同时也消耗刚再生完的树脂的交换能力,缩短运行周期;太短则盐水罐中残余的盐水和交换出的钙镁离子不能全部冲掉,达不到再生目的。正洗20分钟后,开始化验分析正洗效果,当接近正洗终点时,要勤化验,以求最佳正洗终点。本技术不但提高了水处理装置的控制水平,而且使整个控制过程的实现变得简单易行,增加了系统的可靠性,减少了设备故障率。(5)编写故障诊断程序,以便及时准确反应水处理装置运行过程中的各种主要故障。提醒运行人员产生故障的原因,以便及时准确的诊断、排除处理设备故障。

4 实时电控技术主要优点

(1)安全可靠性明显提高：依靠人工的运行操作软水器装置,由于操作人员疏忽或操作失误时,会造成漏硬的严重事故,给锅炉安全运行带来极大的隐患,通过采用实时电控技术,完全实现以软水器的软化能力为根据的自动化控制。减轻了工人的劳动强度,提高了安全系数。(2)故障判断准确及时：在以往的软水设备运行、再生过程出现故障时,故障点不好判断和查找,常常费时、费力走不少弯路。采用新的电控技术以后,通过对输入、输出量的检测,运行状况在触摸屏上显示一目了然,能及时准确地判断处理水处理运行中出现的故障。(3)现场操作简单实用：水处理装置以流量控制模式为主,时间为辅的实时全自动监控,完全实现以软水器的软化能力为根据的自动化控制。若需要改变再生时间、流量时间,在触摸屏盘面上就可以根据人为需要直接进行设定,不需进入主机内部程序就可以实现,也不会影响当前运行再生状态。(4)参数设置方便易行：在更换一次仪表(压力变送器、流量计)时,其量程或参数需要改变时,技术人员必须进入主机核心程序,用计算机或编程器对相应的数据存储区重新赋值,操作繁杂。而采用电控技术以后,可以在触摸屏上直接进行赋值,方便易行。