一种火电厂凝结水精处理系统再生废水回用系统

摘要

本发明公开了一种火电厂凝结水精处理系统再生废水回用系统，采用基于Citect和PLC的凝结水精处理控制系统对火电厂凝结水处理工艺进行控制，实现了对系统中所有开关量设备的综合控制、超温和超亚旁路保护功能、对精处理系统工艺的程序控制、对整个系统工况流程的动态模拟和信号的动态显示，满足了凝结水精处理系统自动生产过程的需要；凝结水精处理系统的再生废水采用氨氮吹脱‑磷酸吸收‑回用渣水系统工艺对火电厂凝结水精处理再生废水进行处理，氨氮脱除效率高，实现了废水的梯次使用、回收再利用；无尾气和固废污染，绿色环保，工程实施效果良好。

说明书

技术领域

本发明涉及一种火电厂凝结水精处理系统再生废水回用系统，属于凝结水精处理技术领域。

背景技术

中国水资源短缺，加强水污染防治势在必行。中国火电机组凝结水精处理系统应用普遍，其再生过程会消耗高纯酸碱，并产生一定量的废水。当锅炉给水采用全挥发处理（AVT）工况，混床采用 H/OH 型运行方式时，给水中投加的氨会通过树脂离子交换作用逐渐转移到混床中，致使再生废水中的氨氮含量极高，这是火电厂排水中氨氮的主要来源。如何治理这部分高浓度氨氮废水成为电厂废水治理的一大难点。

目前，针对精处理再生废水，通常是将其收集至中和水池混合、中和，调节 pH 值至 6-9 后达标排放，或是排入除灰、冲渣系统，实际上并没有考虑氨氮去除。现阶段氨氮去除常用的物化工艺主要包括吹脱法、离子交换法、折点氯化法、脱气膜法、电解法、磷酸铵镁（MAP）沉淀法、反渗透和电渗析等，需要根据电厂具体废水的水量、水质特点进行筛选。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种火电厂凝结水精处理系统再生废水回用系统，对火电厂凝结水精处理系统再生废水进行脱氨处理后再进行回用。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种火电厂凝结水精处理系统再生废水回用系统，基于Citect和 PLC的凝 结水精处理控制系统对火电厂凝结水处理工艺进行控制，并利用含氨氮废水处理工艺对凝结水精处理的再生废水进行脱氨氮处理后再回用；

所述含氨氮废水处理工艺采用精处理再生废水氨氮吹脱-磷酸吸收-回用渣水系统工艺。

作为本发明的进一步改进，所述火电厂凝结水处理工艺流程如下：凝结水泵采用中压凝结水处理装置，凝结水泵排出的凝结水的流向依次通过前置过滤器、高速混床、树脂捕捉器和轴封加热器；

所述高速混床前设置的前置过滤器采用卧式前置过滤器，并设有 100％凝结水流量的前置过滤器旁路和混床旁路，所述前置过滤器旁路使得凝结水泵排出的凝结水跨过前置过滤器并进水到高速混床，所述混床旁路使得凝结水泵排出的凝结水或前置过滤器过滤后的凝结水跨过高速混床和树脂捕捉器并进水到轴封加热器；每道旁路通过0～100％的最大凝结水流量。

作为本发明的进一步改进，所述高速混床的树脂失效后采用高塔法凝结水精处理再生系统进行再生操作，其工艺流程如下：高速混床的失效树脂进入分离塔，分离塔分离出的阳树脂进入到阳塔，分离塔分离出的阴树脂进入到阴塔，阴塔处理后的阴树脂进入到阳塔与阳树脂再生的备用树脂回到高速混床。

作为本发明的进一步改进，所述基于Citect和 PLC的凝结水精处理控制系统由双机在线热备冗余 PLC 和操作员工作站组成；

所述操作员工作站设有2台上位机，每台单独完成整个系统的监控工作；

所述PLC采用主、备冗余控制器和5个远程L／O站相结合的方式，机架上的I／O模块采用带电热插拔；机架上的输入模块负责采集数字量输入信号、4～20mA标准信号、热电阻和热电偶信号，输出模件用来满足系统对现场设备的控制需要；

PLC采集现场仪表提供的信号，控制生产过程，同时将现场数据传送至上位机监控界面进行动态显示，并接收上位机的操作指令完成对设备的控制和联锁保护。

作为本发明的进一步改进，所述凝结水精处理系统的被控对象 I／O 点个数配置为：数字输入量DI，498个；数字输出量DO，265个；模拟量输入AI，187个；模拟量输出AO，24个。

作为本发明的进一步改进，所述PLC硬件采用施耐德Modicon Quantum系列PLC。

具体的，根据被控对象 I／O 点个数配置，并增加10%的I／O扩展备用裕量，其具体配置为：主站包括两块型号为140XNP00600的6插槽机架、两块型号为140CPS11420的电源模块和两块型号为140CPU67160的CPU；远程I/O站包括5块型号为140XBP01600的16插槽机架、5块型号为140CPS11420的电源模块、18块型号为140DDI35300的32点开关量输入模块、10块型号为140DDO35300的32点开关量输出模块、14块型号为140ACI04000的16点模拟量输入模块以及6块型号为140ACO13000的8点模拟量输出模块。

作为本发明的进一步改进，上位机采用Vijeo Citect监控系统对凝结水精处理各系统的工况进行监视和控制；

所述Vijeo Citect监控系统的设计步骤如下：

（1）创建工程，定义集群并建立通信；

（2）建立凝结水精处理系统的变量标签；

（3）设计监控图形画面；

（4）制作报警界面、趋势页面和报表截面，使用Cicode编程与数据库通信。

作为本发明的进一步改进，下位机PLC采用施耐德Unity Pro编程软件，具体实现步骤如下：

（1）建立项目，对插槽机架、各个模块及模块参数进行配置；

（2）建立以太通信网络并按电厂辅网组网规约进行配置；

（3）PLC梯形图编程。

作为本发明的进一步改进，所述精处理再生废水氨氮吹脱-磷酸吸收-回用渣水系统工艺流程如下：

将精处理再生废水输送至均质调节池调节水质、水量，经吹脱塔去除部分氨氮后送至1、2号捞渣机补水处与原系统的灰渣冷却水泵来水混合，并在渣水系统内部循环，最终随多余的排水进入2号酸碱废水池；1、2号普通废水池及1号酸碱废水池相互联通；2号酸碱废水池则单独隔断，用于收集渣水循环排水及脱硫废水，同时，在其排水口设置氨氮在线监测仪。

作为本发明的进一步改进，氨氮吹脱-磷酸吸收工艺采用磷酸溶液吸收含氨尾气，在脱除精处理再生废水氨氮的同时消除尾气二次污染。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明采用基于Citect和 PLC的凝结水精处理控制系统对火电厂凝结水处理工艺进行控制，实现了对系统中所有开关量设备的综合控制、超温和超亚旁路保护功能、对精处理系统工艺的程序控制、对整个系统工况流程的动态模拟和信号的动态显示，满足了凝结水精处理系统自动生产过程的需要；凝结水精处理系统的再生废水采用氨氮吹脱-磷酸吸收-回用渣水系统工艺对火电厂凝结水精处理再生废水进行处理，氨氮脱除效率高，实现了废水的梯次使用、回收再利用；无尾气和固废污染，绿色环保，工程实施效果良好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明凝结水精处理运行流程图；

图2是本发明凝结水精处理再生系统流程图；

图3是本发明精处理系统含氨氮废水处理工艺流程图；

图4是控制系统I/O点个数表；

图5是PLC硬件配置表；

图6是再生系统程序梯形图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

一种火电厂凝结水精处理系统再生废水回用系统，基于Citect和 PLC的凝 结水精处理控制系统对火电厂凝结水处理工艺进行控制，并利用含氨氮废水处理工艺对凝结水精处理的再生废水进行脱氨氮处理后再回用；

所述含氨氮废水处理工艺采用精处理再生废水氨氮吹脱-磷酸吸收-回用渣水系统工艺。

如图1所示，所述火电厂凝结水处理工艺流程如下：凝结水泵采用中压凝结水处理装置，凝结水泵排出的凝结水的流向依次通过前置过滤器、高速混床、树脂捕捉器和轴封加热器；

所述高速混床前设置的前置过滤器采用卧式前置过滤器，并设有 100％凝结水流量的前置过滤器旁路和混床旁路，所述前置过滤器旁路使得凝结水泵排出的凝结水跨过前置过滤器并进水到高速混床，所述混床旁路使得凝结水泵排出的凝结水或前置过滤器过滤后的凝结水跨过高速混床和树脂捕捉器并进水到轴封加热器；每道旁路通过0～100％的最大凝结水流量。

如图2所示，所述高速混床的树脂失效后采用高塔法凝结水精处理再生系统进行再生操作，其工艺流程如下：高速混床的失效树脂进入分离塔，分离塔分离出的阳树脂进入到阳塔，分离塔分离出的阴树脂进入到阴塔，阴塔处理后的阴树脂进入到阳塔与阳树脂再生的备用树脂回到高速混床。

进一步的，所述基于Citect和 PLC的凝结水精处理控制系统由双机在线热备冗余PLC 和操作员工作站组成；

所述操作员工作站设有2台上位机，每台单独完成整个系统的监控工作；

所述PLC采用主、备冗余控制器和5个远程L／O站相结合的方式，机架上的I／O模块采用带电热插拔；机架上的输入模块负责采集数字量输入信号、4～20mA标准信号、热电阻和热电偶信号，输出模件用来满足系统对现场设备的控制需要；

PLC采集现场仪表提供的信号，控制生产过程，同时将现场数据传送至上位机监控界面进行动态显示，并接收上位机的操作指令完成对设备的控制和联锁保护。

如图4所示，所述凝结水精处理系统的被控对象 I／O 点个数配置为：数字输入量DI，498个；数字输出量DO，265个；模拟量输入AI，187个；模拟量输出AO，24个。

如图5所示，所述PLC硬件采用施耐德Modicon Quantum系列PLC。

具体的，根据被控对象 I／O 点个数配置，并增加10%的I／O扩展备用裕量，其具体配置为：主站包括两块型号为140XNP00600的6插槽机架、两块型号为140CPS11420的电源模块和两块型号为140CPU67160的CPU；远程I/O站包括5块型号为140XBP01600的16插槽机架、5块型号为140CPS11420的电源模块、18块型号为140DDI35300的32点开关量输入模块、10块型号为140DDO35300的32点开关量输出模块、14块型号为140ACI04000的16点模拟量输入模块以及6块型号为140ACO13000的8点模拟量输出模块。

进一步的，上位机采用Vijeo Citect监控系统对凝结水精处理各系统的工况进行监视和控制；

所述Vijeo Citect监控系统的设计步骤如下：

（1）创建工程，定义集群并建立通信；

（2）建立凝结水精处理系统的变量标签；

（3）设计监控图形画面；

（4）制作报警界面、趋势页面和报表截面，使用Cicode编程与数据库通信。

进一步的，下位机PLC采用施耐德Unity Pro编程软件，具体实现步骤如下：

（1）建立项目，对插槽机架、各个模块及模块参数进行配置；

（2）建立以太通信网络并按电厂辅网组网规约进行配置；

（3）PLC梯形图编程；编写的各子程序之间相互独立，又相互连锁，既便于调试，又防止误操作，编写的再生系统程序梯形图如图6所示。

本实施例采用基于Citect和 PLC的凝结水精处理控制系统对火电厂凝结水处理工艺进行控制，实现了对系统中所有开关量设备的综合控制、超温和超亚旁路保护功能、对精处理系统工艺的程序控制、对整个系统工况流程的动态模拟和信号的动态显示，满足了凝结水精处理系统自动生产过程的需要。

如图3所示，所述精处理再生废水氨氮吹脱-磷酸吸收-回用渣水系统工艺流程如下：

将精处理再生废水输送至均质调节池调节水质、水量，经吹脱塔去除部分氨氮后送至1、2号捞渣机补水处与原系统的灰渣冷却水泵来水混合，并在渣水系统内部循环，最终随多余的排水进入2号酸碱废水池；1、2号普通废水池及1号酸碱废水池相互联通；2号酸碱废水池则单独隔断，用于收集渣水循环排水及脱硫废水，同时，在其排水口设置氨氮在线监测仪。

进一步的，氨氮吹脱-磷酸吸收工艺采用磷酸溶液吸收含氨尾气，在脱除精处理再生废水氨氮的同时消除尾气二次污染。

凝结水精处理系统的再生废水采用氨氮吹脱-磷酸吸收-回用渣水系统工艺对火电厂凝结水精处理再生废水进行处理，氨氮脱除效率高，实现了废水的梯次使用、回收再利用；无尾气和固废污染，绿色环保，工程实施效果良好。