隨著(zhù)全民環(huán)保意識的加強，電站水處理系統廢水外排必須達標排放。廢水處理采用計算機控制，控制系統采用上下位機結構，硬件采用工控機和泓格I-8811嵌入式控制器，軟件采用通用組態(tài)軟件iFIX。系統結構合理，簡(jiǎn)單可靠，維修方便，現場(chǎng)設備可實(shí)現三地控制。加堿程序采用模擬人工加堿方式，方法可行。
鍋爐作為熱電站的主要設備，要求安全長(cháng)周期運行，其中結垢是影響壽命的主要因素，對水的要求比較高。鍋爐用水是將水在一定的溫度和壓力下加熱產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽作為傳熱和動(dòng)力的介質(zhì)，對于低壓和中壓鍋爐，這種鍋爐對水質(zhì)要求稍低；而高壓鍋爐對水質(zhì)要求非常高。凡能導致鍋爐、給水系統及其它熱力設備腐蝕、結垢及引起汽水共騰現象，使離子交換樹(shù)脂中毒的雜質(zhì)如溶解氧、可溶性二氧化硅、鐵以及余氯等都應大部分或全部出去。在鍋爐水處理中，鍋爐補充水的離子交換水處理是最基本和最重要的水處理方法，我單位三個(gè)電站均采用這種方法。離子交換樹(shù)脂失效后必須加堿或加酸進(jìn)行還原，因此產(chǎn)生大量的酸堿廢水，直接外排不但影響環(huán)境，而且受到環(huán)保*的監視，造成不必要的損失，直接影響經(jīng)濟效益。
一、酸堿廢水處理方法
廢水排放的*標準為PH值在6.0～8.5之間，因而廢水處理的基本方法：酸性水堿，堿性水加酸，即廢水中和處理，使廢水的PH值達到6.0～8.5之間，進(jìn)行合格排放。理想的情況是采用在線(xiàn)處理方法，即一邊排放，一邊根據檢測的PH值加酸或加堿，達到中性水的標準，是我們科技人員追求的目標，但由于受到來(lái)水水質(zhì)以及PH值檢測滯后等因素的影響，目前國內還沒(méi)有成功應用的案例。我單位二電站廢水處理改造前的方法基本上是按這種原理，并且采用了PLC可編程控制器，效果不理想?，F在普遍采用靜態(tài)處理方法，即將化學(xué)廢水集中到處理池子中，當池子的液位達到一定高度時(shí)進(jìn)行中和處理。
根據陰陽(yáng)床還原水的特點(diǎn)，陽(yáng)床多于陰床，處理池中廢水一般呈酸性，加適當堿進(jìn)行中和即能達標。怎樣加堿加多少堿，是我們研究的主要問(wèn)題。
過(guò)去的方法靠人工加堿，由于沒(méi)有在線(xiàn)PH計，加堿過(guò)程只能憑感覺(jué)，不是加多了就是加少了。因此我單位提出對原系統進(jìn)行改造，采用計算機控制加堿過(guò)程。加多少堿由計算機根據在線(xiàn)PH值自動(dòng)進(jìn)行。由于每天處理的廢水量大，要求每池廢水處理的時(shí)間越短越好，即要求加完堿后，池中很快混合均勻?；旌系姆椒ㄓ校?
①池中加攪拌機攪拌，如二電站改造前的小中和池方案；
②池中加爆氣頭進(jìn)行攪拌，如一電站采取的多點(diǎn)加堿加爆氣頭方案；
③加循環(huán)泵使水循環(huán)，如二電站的循環(huán)管道加堿方案，堿不但在管道中混合均勻，而且經(jīng)過(guò)池中的循環(huán)達到均勻。
二、計算機控制的酸堿廢水處理原理
鍋爐水處理系統的酸堿廢水處理現場(chǎng)和操作室之間距離比較遠，強電控制柜放在現場(chǎng)控制室，為了防止干擾計算機通過(guò)中間繼電器去控制。酸堿廢水處理現場(chǎng)由處理池、貯水池、堿罐、加堿泵、用于處理池攪拌的循環(huán)泵或風(fēng)機、用于處理池和貯水池之間的倒水泵、電動(dòng)閥門(mén)以及各種測量?jì)x表組成。
需要檢測的數據：處理池和貯水池的液位、堿罐液位、管道PH值、池子PH值、外排PH值和流量。
需要控制的設備有：循環(huán)液下泵或風(fēng)機、倒水泵、加藥計量泵、電動(dòng)閥門(mén)原理：測量數據直接進(jìn)入控制器中，各種電機的控制是由控制器的開(kāi)關(guān)量輸出控制中間繼電器的吸合，再由中間繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)控制現場(chǎng)控制柜的各回路的接觸器動(dòng)作，從而啟動(dòng)或停止各設備工作。同時(shí)接觸器的一對常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，反饋給繼電器柜的輸入繼電器，中間繼電器的觸點(diǎn)作為控制器的開(kāi)關(guān)量輸入，輸入給計算機用以判斷設備是否可靠啟動(dòng)，以及判斷設備的運行狀態(tài)。
圖1 控制系統結構圖
各設備的操作可以在三個(gè)地方操作：
①計算機畫(huà)面上通過(guò)鼠標操作；
②現場(chǎng)控制柜面板上的操作；
③設備旁的操作按鈕操作。
三、控制系統設計
3.1 系統硬件配置
系統采用上下位機的控制方式。上位機采用工業(yè)PC機，與下位機采用485進(jìn)行通信，上位機主要完成工藝流程畫(huà)面的顯示，實(shí)時(shí)采集各點(diǎn)值，并在畫(huà)面上動(dòng)態(tài)顯示實(shí)際值，自動(dòng)保存各點(diǎn)值，自動(dòng)報警、統計打印、報表等。下位機采用臺灣泓格的I-8811嵌入式控制器，它由各種AI、AO、DI、DO等卡件組成。其功能，現場(chǎng)信號經(jīng)過(guò)線(xiàn)纜，傳輸到信號處理卡，處理成便于計算機處理的1～5V直流信號，A/D轉換后，經(jīng)過(guò)485上傳給上位機。對于調節回路各回路的輸入信號與上位機下傳的給定信號進(jìn)行比較，如果超出設定的調節偏差范圍，則按照上位機下傳的PID系數進(jìn)行PID調節，結果經(jīng)輸出模塊處理后去控制調節閥。
3.2 系統軟件設計
上位機的監控軟件采用Interllution 公司的iFIX2.6版本，它是基于多任務(wù)，多平臺，實(shí)時(shí)性好，開(kāi)放性好的集成軟件包。集成了COM/DCOM、OPC、VBA、ActiveX等*進(jìn)的現代軟件技術(shù)，使所有的應用組件都可以無(wú)縫集成到一個(gè)系統中，并且數據可以很方便地在網(wǎng)絡(luò )上共享。用它生成的系統穩定可靠，在工控領(lǐng)域已廣泛應用。臺灣泓格不但提供了控制器的測試軟件，而且免費提供了與iFIX的接口程序。系統采用組態(tài)軟件iFIX產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)我們二次開(kāi)發(fā)，結合這個(gè)系統的特點(diǎn)組態(tài)為我們所需的各種功能模塊，完成我們所需的任務(wù)。組態(tài)包括系統組態(tài)、實(shí)時(shí)數據庫組態(tài)、歷史數據庫組態(tài)、回路組態(tài)、流程圖組態(tài)、報警組態(tài)等。
在iFIX監控軟件中對8811組態(tài)也是比較方便的。主要的內容包括：
①通道定義，即定義iFIX的SCADA節點(diǎn)和過(guò)程硬件之間的通訊途徑，包括網(wǎng)絡(luò )硬件的波特率和其它的通訊設值。
②設備定義，即定義單個(gè)設備，所指定的硬件類(lèi)型和其它設備不同的配置。包括設備名、設備地址、設備型號。
③Poll（輪詢(xún)）記錄定義，在一個(gè)設備的數據塊里，定義指定的參數。包括初始地址和數據類(lèi)型，以及輪詢(xún)時(shí)間和等待時(shí)間的定義
3.3 控制系統的主要功能
①監測功能：對處理池液位、酸度、電機電流等參數進(jìn)行檢測、監視；
②實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)工藝流程顯示功能：即系統操作、控制的主畫(huà)面，在該畫(huà)面上實(shí)時(shí)顯示各閥門(mén)的開(kāi)啟狀態(tài)，切換是否成功，泵是否打開(kāi)，對于控制點(diǎn)，顯示該點(diǎn)的設定值和實(shí)際值，液位高低等；
③數據處理功能：系統可自動(dòng)對采集的信號進(jìn)行運算，并輸出相應的控制量；
④控制功能：根據操作前相應的設定值自動(dòng)控制設備的正常運行，具有手動(dòng)自動(dòng)切換；
⑤趨勢模塊：可以看到PH值隨加藥量、及時(shí)間的變化曲線(xiàn)；
⑥報警功能：以畫(huà)面方式和聲光信號方式對各種參數越限或設備狀態(tài)異常進(jìn)行報警；
⑦報表功能：可根據用戶(hù)的要求自動(dòng)生成日報表、月報表以及其他表格，同時(shí)選擇畫(huà)面上的打印按鈕打印報表。報表保存時(shí)間根需要確定，并可隨時(shí)查詢(xún)和打印自動(dòng)加堿的全過(guò)程參數。
3.4 廢水的自動(dòng)化中和處理
每次處理池處理的廢水達幾百?lài)?，初始PH值相差很大，并且水中的沉淀物也不一樣，很難采用傳統的PID調節方式進(jìn)行加堿。我們采用模擬人工加堿方式進(jìn)行。加堿前使廢水混合均勻，測量PH值，根據PH值加堿，混合均勻后再判斷，直到水質(zhì)合格。
廢水中和處理的自動(dòng)化過(guò)程：當處理池達到給定的水位時(shí)，啟動(dòng)壓縮機，池中爆氣頭開(kāi)始爆氣，進(jìn)行攪拌，混合均勻后（時(shí)間長(cháng)短可以設定），測量池中PH值。如果池中呈酸性，程序控制自動(dòng)加堿使之中和，使PH值達到6~8.5之間的排放標準。如果PH值大于8.5時(shí)從儲水池抽酸性水或將處理池的堿性水抽一部分到儲水池，再從陽(yáng)床進(jìn)一部分酸性水，充分混合達到排放標準，啟動(dòng)排放閥排放。
圖2 自動(dòng)加堿程序框圖
四、結束語(yǔ)
該系統已在我單位一電站、二電站廢水中和處理改造中得到應用，達到了預期效果，提高了生產(chǎn)自動(dòng)化水平。采用模擬人工加堿方式，方法可行。系統具有通用性，可應用于電站、制藥、紡織等行業(yè)。
