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1、自動加藥系統(tǒng)在石化行業(yè)鍋爐水處理中的應用摘要：介紹了由水質在線分析儀(如PH表、磷表)與PLC和變頻器組成閉環(huán)自動控制加藥系統(tǒng)在撫順石油二廠爐內協(xié)調磷酸鹽處理中的應用。由在線分析儀、PLC、變頻器組成的閉環(huán)控制自動加藥系統(tǒng)，增強了控制先進性和可靠性。此套自動加藥系統(tǒng)的投入徹底改變了以前人工加藥不準帶來的經濟損失且對于節(jié)省人力、降低消耗、確保爐水安全、保證水質的穩(wěn)定性，產生良好的經濟效益和社會效益。關鍵詞：水質在線分析儀；計量泵；協(xié)調磷酸鹽處理；閉環(huán)控制0引言當今隨著以半導體功率器件為核心的電力電子技術的發(fā)展和以計算
2、機為代表的控制技術的突飛猛進，水質在線監(jiān)測儀表、變頻器技術和PLC的應用已深入到工業(yè)生產和社會生活的各方面。水質在線儀表是生產現(xiàn)場最直接的檢測設備，被稱為自動化的“眼睛”，其準確性直接影響到自動化控制的精度。變頻技術的不斷發(fā)展和成熟，以其明顯節(jié)能效果、高可靠性、較高功率因數及效率等諸多優(yōu)點，成為當今電氣拖動系統(tǒng)的佼佼者?？删幊绦蜻壿嬁刂破?PLC)，是近年來發(fā)展起來的并得到廣泛應用的新一代工業(yè)自動化控制裝置，它已成為解決自動控制問題的最有效工具之一，它編程簡單并且穩(wěn)定可靠越來越受到人們的重視，PLC可以用于各種工業(yè)
3、過程的閉環(huán)控制。當前自動加藥系統(tǒng)已廣泛采用PLC自動控制技術、變頻調速技術取代傳統(tǒng)的直流調速系統(tǒng)。1我廠投入爐內協(xié)調磷酸鹽自動加藥系統(tǒng)的原因及控制目標引入原因：由于鍋爐在運行中，因凝汽器的滲泄漏和爐水大量蒸發(fā)而引起的爐水鹽分極度濃縮，會造成爐管積鹽、結垢。以前我廠投入的一套手動加藥系統(tǒng)每天人員分幾班倒，人工取樣實驗室分析爐水的PH值和磷酸根值，靠人為經驗配藥后開啟手動加藥泵加藥。因取樣不及時、實驗室儀表不準確、人的素質參差不齊等因素造成了系統(tǒng)加藥不理想，該加的時候不加，不加的時候又大量加，這樣不僅浪費了大量的人力物
4、力，最關健的是造成了鍋爐設備腐蝕程度嚴重加劇。因而我方經過考查研究引入了這套自動協(xié)調磷酸鹽加藥系統(tǒng)，該方法要求嚴格控制PH值和磷酸根值，從而實現(xiàn)R值(鈉離子的量濃度與磷酸根爐離子的量濃度比)的嚴格控制以保證協(xié)調磷酸鹽處理的水質工況。協(xié)調磷酸鹽自動加藥系統(tǒng)常采用開關量控制二鈉和三鈉的選擇，加藥泵選用進口機械隔膜計量泵，使用交流電機驅動。當磷酸鹽超過給定值時停泵；當磷酸鹽低于給定值時啟動泵?？刂颇繕耍鹤詣舆B續(xù)分析爐水磷酸根和PH值，輸出信號送上位機系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)，加藥量，根據水質、水量的變化，實現(xiàn)實時自動調節(jié)，達到最
5、佳處理效果。當某泵故障時，備用泵自動投入使用，調節(jié)池液位實施連鎖，低液位自動停泵并報警。3根據工藝參數要求自動開啟二鈉和三鈉藥箱電磁閥加相應的藥，低液位時開啟補水閥補除鹽水。實現(xiàn)數據處理、匯總、打印，上位機出現(xiàn)故障時，PLC可脫離上位機獨立運行。2控制原理自動加磷裝置通過對爐水自動協(xié)調磷酸鹽處理，控制PH值(9—10PH)和磷酸根值(315mg／1)，從而實現(xiàn)R值(鈉離子的量濃度與磷酸根離子的量濃度之比)的嚴格控制，以防止機組運行時雜質進人鍋爐而引起積鹽結垢。其控制原理為：通過汽水取樣盤的在線磷表和PH表監(jiān)測爐內磷
6、酸根含量和PH值并輸出4—20mA標準信號進入PLC，整個PLC控制系統(tǒng)按用戶要求實現(xiàn)PID調節(jié)功能通過一系列算法處理(PID)再經過功能模塊輸出4—20mA信號進電控柜內變頻器，相應控制計量泵的轉速，以便自動調節(jié)計量泵的輸出流量，調節(jié)流量范圍為0100％。在PLC中配有AD和DA模塊，來自磷表和PH表的420mA信號經PLC進行PID運算后輸出至變頻器控制計量泵調節(jié)加藥量。啟動備計量泵時，PLC先輸出接點信號(開關量)到交流接觸器，接通變頻器電源，然后再正常啟動泵。此系統(tǒng)最關鍵的設備是自動化在線分析儀磷表和PH表
7、，它是保證整個閉環(huán)控制系統(tǒng)可靠運行的信號來源。在線儀表的測量值作為反饋，系統(tǒng)中采用PID算法，各系統(tǒng)PLC與中控室計算機通訊。PID算法如下：U=Kp[e(t)fe(t)Xdt／T1TDXde(t)／dt]U0u：調節(jié)器的輸出信號；e(t)：調節(jié)器的偏差信號，它等于測量值和給定值的之差；Kp：調節(jié)器比例系數；T1：調節(jié)器的積分時間；TD：調節(jié)器的微分時間；U0：輸出補償?？刂屏鞒虉D如圖1所示。3控制系統(tǒng)的組成所有測量數據如水位、液位、藥位在中央控制室集中顯示。磷酸鹽協(xié)調處理控制系統(tǒng)由加拿大HBcontrols公司P
8、H表、磷酸根表；三菱PLC控制器；西門子：6se6440—2ud21變頻器以及電磁閥、加藥泵和電機等組成，如圖2所示。3PLC控制器根據PH值和磷酸根值計算出R值，由R值確定加藥的品種，去控制磁閥的開啟和關閉；磷酸根值作為系統(tǒng)的給定值。控制系統(tǒng)的等效框圖如圖3所示。圖3中E(s)為系統(tǒng)誤差，u(s)為中間函數。4控制算法在協(xié)調磷酸鹽控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)存在很大的
