循環(huán)水系統(tǒng)中儀表和DCS系統(tǒng)的應(yīng)用

吳巨龍

[摘 要]介紹循環(huán)水系統(tǒng)中儀表的性能，通過DCS系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控記錄循環(huán)水使用過程中產(chǎn)生的結(jié)垢、腐蝕及水質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)，同時(shí)根據(jù)工藝要求對循環(huán)水實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取樣分析和自動(dòng)加藥處理。

[關(guān)鍵詞]DCS；儀表；自動(dòng)化；循環(huán)水；自動(dòng)加藥

中圖分類號：TG333.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）20-0397-01

概述：在現(xiàn)代化工行業(yè)中，循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行對主工藝生產(chǎn)和設(shè)備維護(hù)有著重要意義。一般在正式投運(yùn)之前， 必須經(jīng)過沖洗、酸洗預(yù)膜等處理，合格的水質(zhì)能延長設(shè)備的使用壽命，降低能耗。

循環(huán)水系統(tǒng)通過管道布置連接集水池、循環(huán)水泵、冷卻塔、加藥設(shè)備、軟水設(shè)備、過濾器等設(shè)備（如圖1），其每個(gè)環(huán)節(jié)與儀表及自動(dòng)化息息相關(guān)。

一、循環(huán)水系統(tǒng)的儀表性能

隨著現(xiàn)代技術(shù)的提高，儀表的種類和可選性越來越多，如測溫有熱電偶、熱電阻、紅外等，測壓有膜盒壓力變送器等，測流量有電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、插入式流量計(jì)、孔板流量計(jì)等，測液位有雷達(dá)液位計(jì)、差壓液位計(jì)、磁翻板液位計(jì)、投入式液位計(jì)等。項(xiàng)目設(shè)計(jì)前期根據(jù)現(xiàn)場循環(huán)水條件，溫度區(qū)間，腐蝕情況，工作壓力，工作流量，容器體積，檢測項(xiàng)目等確定各類儀表的類型，測量方式和測量量程。常用接觸式螺紋連接的鎧裝熱電阻測量給水和回水總管的溫度，常用膜盒式變送器測量給水和回水總管的壓力，常用電磁流量計(jì)測量給水和回水總管流量，常用投入式或雷達(dá)液位計(jì)測量集水池的液位，其中集水池補(bǔ)水時(shí)水流波動(dòng)較大，投入式液位計(jì)的探頭應(yīng)放入不銹鋼絲網(wǎng)制成的固定護(hù)罩內(nèi)，一方面過濾水池中雜質(zhì)進(jìn)入探頭影響使用壽命，另一方面，減緩水流對探頭的沖擊，保證探頭數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。除此之外，就地儀表常用的有雙金屬溫度計(jì)和壓力表等，其中循環(huán)水泵進(jìn)出口常采用耐震壓力表，方便現(xiàn)場人員巡檢時(shí)查看記錄。

二、循環(huán)水系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備

設(shè)計(jì)單位根據(jù)項(xiàng)目主工藝和現(xiàn)場實(shí)際情況，設(shè)計(jì)集水池的容量及儲存方式，循環(huán)水泵的送水量，冷卻塔的冷卻效率，從而決定設(shè)備數(shù)量，管道規(guī)格及走向，儀表類型及量程。

為方便操作及管理，現(xiàn)場動(dòng)設(shè)備有就地控制和遠(yuǎn)程控制兩種，遠(yuǎn)程控制由DCS系統(tǒng)根據(jù)工藝邏輯聯(lián)鎖控制和DCS手動(dòng)控制組成，如循環(huán)水泵、冷卻塔、軟水裝置中的補(bǔ)水泵、加藥計(jì)量泵等的控制。加藥裝置由規(guī)定藥劑溶液、溶液槽（配攪拌裝置）、加藥計(jì)量泵等組成（如圖2）。

由于現(xiàn)場水質(zhì)不一，規(guī)定溶液有多種。補(bǔ)水閥的開關(guān)和加藥計(jì)量泵的聯(lián)鎖由DCS控制，當(dāng)規(guī)定溶液混合后，攪拌并通過加藥計(jì)量泵加壓，隨補(bǔ)充水投加到循環(huán)水系統(tǒng)。

檢測儀，即能夠檢測水質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)，具有4-20mA信號輸出到DCS的分析儀。水質(zhì)檢測一般包括電導(dǎo)率、PH值、氯離子、濁度、鈣硬度等。一般現(xiàn)場條件限制，化驗(yàn)員每天取一次樣品，人工分析，而且取樣也往往是集水池表面的循環(huán)水，無法真實(shí)體現(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)水質(zhì)的真實(shí)情況。大型項(xiàng)目的循環(huán)水系統(tǒng)，就需要不同水層不同位置，多點(diǎn)取樣，通過DCS控制不同取樣管上的電磁閥，使循環(huán)水能夠單獨(dú)的按一定體積一定先后順序流入樣品槽。樣品槽根據(jù)水質(zhì)檢測要求，內(nèi)部相互隔開，各種在線分析儀同時(shí)檢測，分析結(jié)果實(shí)時(shí)傳遞給DCS系統(tǒng)。最后，DCS控制電磁閥，排空殘液，清洗樣品槽，等待下一個(gè)取樣點(diǎn)定量的循環(huán)水流入檢測。從而降低化驗(yàn)員素質(zhì)要求，降低工作量，保證測量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確與穩(wěn)定。

三、循環(huán)水系統(tǒng)的DCS系統(tǒng)

確保運(yùn)行可靠操作維護(hù)方便，一般現(xiàn)場采用就地控制和DCS系統(tǒng)控制相結(jié)合的原則，重要工藝參數(shù)的顯示、控制、報(bào)警以及各機(jī)組的邏輯聯(lián)鎖保護(hù)控制均由DCS系統(tǒng)完成。其具有數(shù)據(jù)采集、控制運(yùn)算、控制輸出（包括順序和間歇控制等）、設(shè)備和狀態(tài)監(jiān)視、報(bào)警監(jiān)視、遠(yuǎn)程通信、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和顯示、歷史數(shù)據(jù)管理、日志記錄、圖形顯示、控制調(diào)節(jié)、報(bào)表打印、高級計(jì)算，以及所有這些信息的組態(tài)、調(diào)試、打印、診斷、系統(tǒng)下裝等功能。系統(tǒng)具有開放性，能夠上掛管理網(wǎng)的功能。而且有易操作性、可靠性、可組態(tài)性、可擴(kuò)展性、冗錯(cuò)技術(shù)、實(shí)時(shí)性、經(jīng)濟(jì)性、有故障記憶功能和在線調(diào)試功能等特點(diǎn)。循環(huán)水系統(tǒng)中各儀表和設(shè)備的信號進(jìn)入DCS系統(tǒng)（如圖3）。

顯示相關(guān)數(shù)據(jù)和狀態(tài)，當(dāng)液位不足，工藝要求循環(huán)量增加，水質(zhì)檢測超標(biāo)等。DCS根據(jù)工藝要求，對應(yīng)的控制循環(huán)水泵、冷卻塔、加藥計(jì)量泵、補(bǔ)水泵等，從而保證主工藝生產(chǎn)和設(shè)備的正常運(yùn)行。

四、結(jié)束語

隨著現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)計(jì)和儀表性能逐漸朝著簡易操作、安全可靠、持續(xù)監(jiān)測、動(dòng)作靈敏、方便維護(hù)等方面發(fā)展，同時(shí)隨著近年來行業(yè)發(fā)展的需要， 許多設(shè)備對于循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定要求也將越來越嚴(yán)格，在實(shí)際項(xiàng)目中也越來越受到關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫峰，羅益民，蔡小亮，基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的循環(huán)水自動(dòng)加藥與監(jiān)測系統(tǒng)，煤炭技術(shù)，2011年6期，第30卷第6期.

[2] 金亞飚.工業(yè)循環(huán)水冷卻水處理設(shè)施儀表選型與安裝.冶金動(dòng)力總第136期。2009年6月.