1 引言
鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)和人們生活中使用最廣泛的設(shè)備之一，鍋爐水的處理工作，對(duì)確保鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)約燃料有著重要的意義，它是鍋爐運(yùn)行中的一項(xiàng)重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作。如果鍋爐給水沒有經(jīng)過水處理或水處理不當(dāng)，不但會(huì)縮短鍋爐的使用壽命、浪費(fèi)燃料，甚至?xí)斐芍卮笤O(shè)備事故和人員傷亡。因此，鍋爐使用單位必須因爐、因水制定鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)實(shí)際情況選用合適的水處理工藝。目前鍋爐水處理系統(tǒng)中的工藝流程設(shè)計(jì)中使用最廣泛的是離子交換法(化學(xué)處理法)和滲透法(物理處理法)。傳統(tǒng)的水處理過程多為繼電器控制或人工操作，系統(tǒng)故障多，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，運(yùn)行成本高，對(duì)運(yùn)行可靠、性價(jià)比高的控制系統(tǒng)需要迫切。本文介紹的是基于化學(xué)處理法工藝的水處理過程智能控制系統(tǒng)。
2 化學(xué)水處理工藝簡(jiǎn)述
本系統(tǒng)受河北某企業(yè)委托進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施，水源為水庫地表水，設(shè)計(jì)供水能力為40T/h，系統(tǒng)主要設(shè)備:浮動(dòng)床機(jī)械過濾器2臺(tái)，逆流式固定床陰、陽離子交換器各2臺(tái)及除碳設(shè)備和廢水處理池等。通過過濾器去除原水中的懸浮物，陰、陽床去除原水中的各種離子，廢水通過酸堿中和達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放，并通過檢測(cè)相關(guān)工藝參數(shù)判斷過濾器、陰床、陽床是否失效并自動(dòng)進(jìn)行再生處理，一般情況下兩套設(shè)備并列運(yùn)行，供水量富裕時(shí)一套設(shè)備再生完成后處于待機(jī)狀態(tài)，在另一套設(shè)備失效(水質(zhì)不合格)需再生時(shí)自動(dòng)投入運(yùn)行，兩套設(shè)備共用原水供應(yīng)、酸堿計(jì)量、除鹽水儲(chǔ)存，工藝流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 工藝流程簡(jiǎn)圖
2.1 逆流式固定床離子交換器的基本操作和工藝過程
(1) 交換過程
水經(jīng)過進(jìn)水裝置均勻配水后，以一定的流速，自上而下地通過一定高度的樹脂層，水中離子和樹脂中的可交換離子進(jìn)行交換，使出水符合要求，然后經(jīng)出水裝置送出。當(dāng)出水水質(zhì)超標(biāo)后，應(yīng)停止運(yùn)行。實(shí)際上是交換器的運(yùn)行過程。
影響交換器運(yùn)行的主要影響有:樹脂層的高度;交換速度;樹脂的工作交換容量。
(2) 反洗過程
在交換器運(yùn)行失效后，需對(duì)樹脂進(jìn)行反洗，使壓實(shí)的樹脂層充分膨脹，保證再生的徹底，同時(shí)洗掉樹脂上部交換時(shí)截留的下的雜質(zhì)。
小反洗:反洗水從中部裝置進(jìn)入，并從交換器頂部排出，反洗中排以上的壓實(shí)層及中間排水裝置上污物。流量控制在，時(shí)間10-20min，洗到水清為止。待10-20運(yùn)行周期過后再進(jìn)行大反洗。　
大反洗:反洗水從底部排水裝置進(jìn)入，使之從下而上通過樹脂層沖洗到出水清晰。
(3) 再生過程
當(dāng)出水水質(zhì)超標(biāo)后就要再生。即用一定量的適當(dāng)濃度的再生劑，以一定的速度從交換器底部自下而上與失效樹脂層進(jìn)行接觸，使其恢復(fù)交換能力。時(shí)間為30min左右，上升流量為。
(4) 置換過程
在再生液進(jìn)完后，繼續(xù)以再生過程的同方向進(jìn)軟化水，使后部分再生液完全通過失效樹脂層。時(shí)間為30-40min。
(5) 小正洗
置換結(jié)束后從交換器上部進(jìn)水，中間排水裝置出水，以清洗滲入壓實(shí)層中及上部的再生液。時(shí)間為10min左右，流量為。
(6) 大正洗
小正洗結(jié)束后，關(guān)閉中間排水裝置，開下部排水閥，用按順流方向沖洗樹脂層到出水合格。流量為。
2.2 過濾器工作過程
主要包括:過濾、氣洗、正洗和反洗等步序。
3 系統(tǒng)主要檢測(cè)、控制要求
根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，系統(tǒng)控制以時(shí)間順序控制為主，通過檢測(cè)過濾器出水流量和進(jìn)出水差壓值、陽床的鈉度和陰床的電導(dǎo)率控制整個(gè)生產(chǎn)過程的正常制水和再生，同時(shí)根據(jù)污水池的PH值控制加酸加堿量以保證污水合理排放。整個(gè)水處理系統(tǒng)控制均由PLC來完成。
監(jiān)控水處理系統(tǒng)整個(gè)生產(chǎn)過程，包括各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)、設(shè)備的運(yùn)行情況,同時(shí)檢測(cè)控制各個(gè)閥門的啟閉狀態(tài)，各運(yùn)行步序中流量控制通過PLC的AO控制水泵變頻器來控制，另外自控系統(tǒng)通過上位機(jī)的管理功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄存檔、報(bào)表打印等。