開(kāi)題報(bào)告(某鋁廠預(yù)熱發(fā)電用水處理控制系統(tǒng))

1、開(kāi)題報(bào)告課 題 名 稱：某鋁廠預(yù)熱發(fā)電用水處理控制系統(tǒng) （過(guò)濾部分自動(dòng)控制）學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 專 業(yè) 名 稱： 某某大學(xué)2016年 4月 5日一、選題背景及依據(jù)（簡(jiǎn)述題目的技術(shù)背景和設(shè)計(jì)依據(jù)，說(shuō)明選題目的、意義，列出主要參考文獻(xiàn)）技術(shù)背景和設(shè)計(jì)依據(jù)：為提高發(fā)電用蒸汽鍋爐的生產(chǎn)效率、延長(zhǎng)其使用壽命，鍋爐用水需經(jīng)過(guò)過(guò)濾、軟化、及脫鹽等特殊工藝處理，使水質(zhì)達(dá)到特殊要求。本設(shè)計(jì)選題于某鋁廠預(yù)熱發(fā)電項(xiàng)目背景下的水處理電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)包括：纖維球過(guò)濾器和活性炭過(guò)濾器，用于去除原水中的泥沙、懸浮物、膠體等雜質(zhì)，降低濁度，對(duì)原水進(jìn)行初步凈化，達(dá)到后續(xù)設(shè)備的進(jìn)水要求。鈉離子軟

2、化器用于軟化水質(zhì)。反滲透裝置，用于脫鹽處理。由于發(fā)電工藝特點(diǎn)，要求控制系統(tǒng)的可靠性極高，不間斷運(yùn)行，因此這個(gè)系統(tǒng)除能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行外，還要求具有一套繼電接觸器手動(dòng)操作系統(tǒng)，以備不時(shí)之需。目前的供水方式應(yīng)朝著高效節(jié)能、自動(dòng)可靠的方向發(fā)展，基于PLC電氣控制技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)與一體。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)該系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能源日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，對(duì)于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。鋁廠預(yù)熱發(fā)電用水處理控制系統(tǒng)目的和意義：電氣控制應(yīng)用到發(fā)電用水是非常重要的，過(guò)濾部分的自動(dòng)控制既有效的減輕工作管理人員

3、的勞動(dòng)量，又保證整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備和工藝管道的平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)裝置正常生產(chǎn)的工藝參數(shù)指標(biāo)的控制有著重要的意義，電氣控制是一種不可或缺的完美配套設(shè)備。參考文獻(xiàn)：1. 自控工程設(shè)計(jì)類手冊(cè)2. 產(chǎn)品樣本和技術(shù)資料（有英文）3. 編程手冊(cè)（有英文）4. AUTOCAD手冊(cè)5. 電氣產(chǎn)品樣本和技術(shù)資料6. 電氣工程師手冊(cè)7. 程序設(shè)計(jì)介紹書(shū)籍8. 相關(guān)期刊論文9. 電氣符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)10. 工控網(wǎng) 西門(mén)子（歐姆龍、施耐德等）公司網(wǎng)站11. 周柏青，陳志和主編.熱力發(fā)電廠水處理（上）（下）.北京：中國(guó)電力出版社，200912. 吳中俊，黃永紅主編.可編程序控制器原理及應(yīng)用（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.4

4、 二、主要設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容、設(shè)計(jì)（研究）思想、解決的關(guān)鍵問(wèn)題、擬采用的技術(shù)方案及工作流程設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1.產(chǎn)水的過(guò)程與控制原水到達(dá)原水電磁閥，電磁閥開(kāi)，遠(yuǎn)水流入原水箱內(nèi)。系統(tǒng)或管理人員選擇可正常工作的原水泵，將原水箱中的水通過(guò)原水泵流經(jīng)纖維球過(guò)濾器罐體，將水質(zhì)中的泥沙、懸浮物過(guò)濾在其中，過(guò)濾后的水流入活性炭過(guò)濾器罐體，活性炭將進(jìn)一步的吸附水中膠體等雜質(zhì)。預(yù)處理后的水通過(guò)泵的開(kāi)啟流入到過(guò)濾器內(nèi)，將大于5um的顆粒過(guò)濾。過(guò)濾器過(guò)濾的水經(jīng)過(guò)酸度傳感器進(jìn)行檢測(cè)，需要加堿時(shí)加堿泵開(kāi)啟，完成水的PH值的上升，達(dá)到接近中性的水流經(jīng)溫度傳感器對(duì)水溫檢測(cè)，蒸汽進(jìn)入閥打開(kāi)對(duì)水進(jìn)行升溫操作，達(dá)到溫度標(biāo)準(zhǔn)后關(guān)閉蒸汽閥。

5、加溫后的水經(jīng)過(guò)高壓泵的引導(dǎo)使其流入反滲透裝置，反滲透相當(dāng)于半透膜，將濃度高的水排出。前置加堿裝置的作用在這里就是為了防止反滲透內(nèi)結(jié)垢，反滲透后的水流入中間水箱內(nèi)，中間水箱內(nèi)的水經(jīng)過(guò)EDI供水泵到達(dá)除鹽水箱，除鹽水箱內(nèi)的水經(jīng)過(guò)除鹽水泵將其引出到達(dá)堿度傳感器，當(dāng)水的PH值偏高時(shí)，需要向水中加入氨時(shí)，加氨泵開(kāi)啟，當(dāng)檢測(cè)到水的PH值為中性時(shí)則可流入鍋爐。2.反洗過(guò)濾器的過(guò)程與控制當(dāng)過(guò)濾器需要進(jìn)行清潔時(shí)，關(guān)閉所需清潔罐體的進(jìn)水閥及產(chǎn)水閥，開(kāi)啟反洗進(jìn)水閥和反洗排水閥，這時(shí)原水箱中的水通過(guò)反洗泵流入罐體自下而上將罐體進(jìn)行清潔，并將污水通過(guò)反洗排水閥排出。3.正洗過(guò)濾器的過(guò)程與控制需要對(duì)過(guò)濾罐進(jìn)行清潔時(shí)，關(guān)閉

6、產(chǎn)水閥，開(kāi)啟正洗排水閥，此時(shí)原水箱中的水通過(guò)原水泵流入罐體自上而下將罐體進(jìn)行清潔，并將污水通過(guò)正洗排水閥排出。4.氣洗過(guò)濾器的過(guò)程與控制需要對(duì)過(guò)濾罐進(jìn)行清潔時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥及產(chǎn)水閥，開(kāi)啟進(jìn)氣閥與排水閥，此時(shí)空氣壓縮管中的空氣從進(jìn)氣閥進(jìn)入罐體內(nèi)從下而上的將雜質(zhì)從排氣閥中排出。通過(guò)正洗、反洗及氣洗大致可將過(guò)濾罐中的雜質(zhì)清除。5.反滲透裝置清洗的過(guò)程與控制目前電廠用水水源主要有兩種：地表水與地下水。地表水是指流動(dòng)或靜止在陸地表面的水，主要是指江河、湖泊、水庫(kù)和海洋的水。地下水存在于地球表面以下土壤和巖層中的水，這些都表明電廠用水的PH值達(dá)不到中性（PH=7.0），盡管在反滲透流程之前進(jìn)行加堿處理，但不

7、可能就將水的PH值調(diào)整到中性。那么，反滲透裝置在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行下就會(huì)產(chǎn)生水垢，此時(shí)須及時(shí)處理，否則凈水將達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。首先，關(guān)閉所需清潔的反滲透裝置對(duì)應(yīng)的高壓泵，開(kāi)啟清潔泵將清潔水箱中的水引入反滲透裝置進(jìn)行清潔。6.保護(hù)裝置為了預(yù)防突發(fā)事件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)裝置的損毀或系統(tǒng)的錯(cuò)誤控制造成產(chǎn)水流程不可控，特加入一個(gè)總開(kāi)關(guān)控制，以達(dá)到在緊急關(guān)頭對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的斷電操作。7.可靠性的提高電廠屬于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈產(chǎn)業(yè)，需保證其具有良好的可靠性（使其能夠不間斷的工作），這要求發(fā)電用水處理要可靠及高效的工作，采用的所有控制裝置需使用雙數(shù)（本設(shè)計(jì)采用單數(shù)，現(xiàn)實(shí)情況采用雙數(shù)），其中一般為主控制，另外為輔控制。設(shè)計(jì)思想：本設(shè)計(jì)考

8、慮到設(shè)計(jì)本身所需的自動(dòng)控制，可利用PLC技術(shù)進(jìn)行控制，以下是PLC設(shè)計(jì)步驟：1. 工藝分析深入了解控制對(duì)象的工藝過(guò)程、工作特點(diǎn)、控制要求，并劃分控制的各個(gè)階段，歸納各個(gè)階段的特點(diǎn)和各階段之間的轉(zhuǎn)換條件，畫(huà)出控制流程圖或功能流程圖。2. 選擇合適的PLC類型在選擇PLC機(jī)型時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)。 功能的選擇。對(duì)于小型的PLC主要考慮I/O擴(kuò)展模塊、A/D與D/A模塊以及指令功能。 I/O點(diǎn)數(shù)的確定。統(tǒng)計(jì)被控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量、模擬量的I/O點(diǎn)數(shù)，并考慮以后的擴(kuò)充，從而選擇PLC的I/O點(diǎn)數(shù)和輸出規(guī)格。 內(nèi)存的估算。用戶程序所需的內(nèi)存容量主要與系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、程序結(jié)構(gòu)長(zhǎng)短等因素有關(guān)。一般可

9、按下式估算存儲(chǔ)容量=開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)×10開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)×8模擬通道數(shù)×100定時(shí)器數(shù)量計(jì)數(shù)器數(shù)量×2通信接口個(gè)數(shù)×300備用量3. 分配I/O點(diǎn)分配PLC的輸入/輸出點(diǎn)，編寫(xiě)I/O分配表或畫(huà)出I/O端子的接線圖，接著就可以進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)。4. 程序設(shè)計(jì)對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，畫(huà)出控制流程圖或功能流程圖，然后設(shè)計(jì)出梯形圖，再根據(jù)梯形圖編寫(xiě)語(yǔ)句表程序清單，對(duì)程序進(jìn)行模擬調(diào)試和修改，直到滿足控制要求為止。5. 編制技術(shù)文件技術(shù)文件應(yīng)包括可編程控制器的外部接線圖等電氣圖紙，電氣布置圖，電器元件明細(xì)表，順序功能圖，帶注釋的梯形圖和說(shuō)明

10、。需解決的關(guān)鍵問(wèn)題： 1.對(duì)于需要控制的加堿泵、蒸汽進(jìn)入閥、加氨泵，這些泵的自動(dòng)控制都取決與對(duì)水的測(cè)量，測(cè)量PH值及溫度，而控制測(cè)量以上參數(shù)都是較為復(fù)雜的，需要大量驗(yàn)證。2.在設(shè)計(jì)主電路時(shí)要考慮到對(duì)不同種類泵的不同保護(hù)，如高壓泵需考慮過(guò)載保護(hù)，熱保護(hù)，所需時(shí)間較多。水處理工作流程圖如下所示： 1.原水泵工作流程主程序開(kāi)始啟動(dòng)準(zhǔn)備自動(dòng)？手動(dòng)原水箱進(jìn)水啟動(dòng)主原水泵故障？計(jì)時(shí)12h?啟動(dòng)輔助原水泵故障？計(jì)時(shí)12h?停泵延時(shí)10s停泵延時(shí)10s停泵?停泵?總停結(jié)束YNYNNNYYYYNNNY2.過(guò)濾器正洗、反洗、氣洗工作流程打開(kāi)進(jìn)氣、排氣閥開(kāi)始是否正洗打開(kāi)進(jìn)水、正洗排水閥打開(kāi)輔原水泵是否反洗打開(kāi)反洗進(jìn)

11、水、排水閥打開(kāi)反洗泵清洗過(guò)濾器關(guān)閉進(jìn)水、產(chǎn)水閥停泵關(guān)閥NNYY打開(kāi)進(jìn)水閥、產(chǎn)水閥打開(kāi)主原水泵結(jié)束 3.加藥泵、蒸汽進(jìn)入閥、高壓泵及EDI供水泵工作流程N(yùn)YNY結(jié)束鍋爐啟動(dòng)加氨泵是否偏低PH值檢測(cè)除鹽水泵EDI供水泵Y關(guān)閉泵清洗完成打開(kāi)清洗泵是否清洗反滲透高壓泵NNY打開(kāi)蒸汽進(jìn)入閥溫度標(biāo)準(zhǔn)?溫度檢測(cè)啟動(dòng)加堿泵是否偏低PH值檢測(cè)開(kāi)始三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容、功能及技術(shù)指標(biāo)1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容根據(jù)制水工藝，對(duì)原水泵、反洗泵、加藥泵等泵類負(fù)載實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。對(duì)過(guò)濾器（7個(gè)/套）裝置各閥自動(dòng)控制。2、 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的主要功能 雙電源自動(dòng)切換功能 自動(dòng)、手動(dòng)選擇功能 為手動(dòng)控制系統(tǒng)預(yù)留銜接通道3、 主要參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)、工藝要求 泵：5.5KW 380VAC 閥：220VAC 0.1A 流量：030噸/時(shí) 分辨率 0.1噸/時(shí) 壓力 01MPa 分辨率 0.011MPa四、進(jìn)度安排周次 設(shè)計(jì)內(nèi)容1 了解及熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)工藝及控制要求2 查找技術(shù)資料 根據(jù)工藝及控制要求確