АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ ТАШКЕНТСКОЙ ТЭС
Авторами с 2006 года по настоящее время на водоподготовительной установке (ВПУ) Ташкентской ТЭС (ТашТЭС) ведутся работы по созданию автоматизированных систем управления и контроля технологических процессов.
В 2008 году была запущена в опытно- промышленную эксплуатацию автоматизированная система регенерации Н- катионитовых фильтров I и II ступени На ВПУ ТашТЭС автоматизирован процесс регенерации Н-катионитовых фильтров с помощью разработанного авторами дозатора серной кислоты [1].
Для измерения концентрации H2SO4 на трубопроводах подачи регенерационного раствора для Н- I и Н-II катионитовых фильтров установлены кондуктометрические датчики. В датчиках использованы танталовые электроды диаметром 3мм, размещенные в корпусе из фторопласта. Внутри корпуса располагается датчик температуры - полупроводниковый диод, служащий для определения температуры раствора. Измерение электропроводности сводится к измерению амплитуды переменного тока через датчик при неизменном напряжении на нем. Сигнал с датчика совместно с сигналом с диода используются для температурной компенсации в дозаторе жидкостном универсальном ДЖУ-1-2 [2].
На ВПУ ТашТЭС для Н-катионитовых фильтров I ступени осуществляется поэтапный режим подачи регенерационного раствора с концентрацией 0,3%, 0,6% и 1,0%. Созданная автоматизированная система обеспечивает такой режим подачи регенерационного раствора, который препятствует загипсовыванию зерен катионита.
Для контроля в режиме реального времени на ВПУ ТашТЭС создана многоканальная система сбора кондуктометрической информации с универсальных кондуктометрических датчиков, установленных на входах и выходах всех ионообменных фильтров [3].
Универсальный кондуктометрический датчик имеет один короткий и два длинных электрода, изготовленных из тантала. Тантал выбран для того, чтобы исключить износ и пассивацию электродов из-за электрохимических процессов и контакта с кислотными и щелочными регенерационными растворами.
Информация с универсальных датчиков поступает на разработанный авторами кондуктометр многоканальный цифровой (КМЦ-1).Кондуктометр КМЦ-1 обеспечивает измерение удельной электропроводимости с 32-х универсальных датчиков, установленных на входах и выходах ионообменных фильтров и на линиях подачи регенерационных растворов.
Универсальные датчики устанавливаются на входе и выходе фильтров на существующих линиях отбора проб. Такое подключение датчика исключает возможное негативное влияние датчика на работу фильтра и позволяет проводить отладочные и ремонтные работы с датчиком, не нарушая режим работы фильтра.
Чтобы перекрывать диапазон удельных электропроводимостей от 0,4 до 1-105 мкСм/см микроконтроллер КМЦ-1 выбирает необходимую пару электродов и коэффициент усиления в линии. Для очень малых электропроводимостей используется пара длинных электродов и два последовательных усилителя, а для регенерационных растворов - короткий с длинным электродом без усилителей.
On-line информация, поступившая с универсальных датчиков, обрабатывается в ПЭВМ, фиксируется и отображается на мониторе ПЭВМ в виде таблиц и гистограмм.
На гистограммах отображается on-line значение приведенной удельной электропроводимости обрабатываемой воды в режиме фильтрации, а также регенерационных растворов и отмывочной воды на входе и выходе регенерируемого фильтра.
Автоматизированная система on-line мониторинга позволяет получить и архивировать в памяти ПЭВМ значения УЭП, полученные через каждые 3 минуты с 32 каналов.
Программой предусмотрено задание определенных верхних и нижних установок величины приведенной удельной электропроводимости (УЭП) для каждого универсального датчика. При выходе значения приведенной удельной электропроводимости за пределы установок срабатывает соответствующая сигнализация и дается необходимая подсказка оператору для принятия правильного решения.
На рис. 1 приведен график изменения УЭП осветленной воды и фильтрата с H-I катионитовых фильтров № 2, № 4 и № 5 ВПУ ТашТЭС.
Видно, что в процессе фильтрации величины УЭП фильтратов превышают величину УЭП осветленной воды и с началом истощения загрузки фильтра величина УЭП фильтрата начинает уменьшаться, кривые УЭП фильтрата и осветленной воды пересекаются, как видно из рис. 1.
Пиковые выбросы УЭП осветленной воды не могут помешать точному определению момента истощения загрузки H-I катионитового фильтра № 3. Таким образом, автоматизированная система позволяет контролировать в реальном времени соблюдение требований фильтрации и с точностью до десятков минут определять момент истощения загрузки H-I катионитовых фильтров.
Многоканальная кондуктометрическая система on-line мониторинга позволяет осуществлять контроль процесса регенерации и отмывки в реальном времени, архивировать данные по регенерациям на всех катионитовых фильтрах с ноября 2009 года. На рис. 2 приведены результаты измерений концентрации H2SO4 на входе регенерируемого Н- I катионитового фильтра № 5 и УЭП на выходе того же фильтра в одно и то же время.
На рис.2 видно, что четко соблюдается заранее заданный режим подачи раствора H2SO4 на вход фильтра Н I № 5, на графике УЭП с выхода этого фильтра виден подъем УЭП до 8 мСм/см, соответствующий выходу солей жесткости, а следующий пик обусловлен выходом непрореагировавшей H2SO4 . Из этих данных видно, что при регенерации Н-I катионитовых фильтров на ВПУ ТашТЭС допускается значительный перерасход H2SO4.
Разработанная система также достаточно оперативно определяет момент истощения анионитовых фильтров. У анионитовых фильтров I- ступени при осуществлении истощения ионообменной загрузки УЭП с уровня 10 мкСм/см начинает подниматься до величины 15 20 мкСм/см, а у анионитовых фильтров II - ступени - с уровня 0,6 1,0 мкСм/см до величины 2 мкСм/см.
Многоканальная кондуктометрическая система on-line мониторинга работает на ВПУ ТашТЭС с ноября 2009 года и используется для оперативного контроля соблюдения регламента процессов фильтрации, регенерации и отмывки фильтров.