海上平台污水处理系统Word文档格式.docx
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PLC
第1章概述
1
1.1课题研究的背景及必要性
1.2工业污水处理的国内外现状
2
1.3海上平台污水处理系统方案的提出
第2章渤中28-2南CEP生产污水处理系统
4
2.1海上平台污水处理系统工艺流程
2.2海上平台污水处理系统设备介绍
5
2.3海上平台污水处理系统监控操作
10
2.4小结
第3章污水处理系统控制算法
12
3.1污水处理系统控制算法的选择
3.2污水处理系统PID控制算法
3.3污水处理系统PID控制算法编写
13
3.4小结
14
第4章污水处理系统下位机PLC设计
15
4.1软件开发平台和开发语言的选择
4.2西门子S7-200PLC组成及工作原理
16
4.3污水处理系统PLC开发设计
18
4.4小结
20
第5章污水处理系统上位机组态设计
21
5.1污水处理系统上位机力控6.0简介
5.2污水处理系统组态人机界面设计原则
22
5.3污水处理系统组态开发
23
5.4小结
33
结论
34
参考文献
35
致谢
36
第一章概述
1.1课题研究的背景及必要性
随着航运业和海洋开发的空前发展，海洋环境的污染也越来越严重，人类对海洋环境保护也日益重视。
平台生产过程中产生的生产污水对海洋环境构成了较为严重的流动性污染源。
船舶生产污水处理系统就是为了防止由船舶和海洋平台产生的生产污水对航行水域造成污染而在船上和平台上设置的特定处理装置。
随着社会的发展，水资源已经成为影响工业发展的重要因素，现代工业中生产工艺和设备对水质要求越来越高。
但是我国工业用水耗费高，重复利用水少，中水使用率不高，有关资料显示，我国的工业用水重复利用率平均为40%～50%。
目前全国城市污废水的处理率（达排放标准的）仅有10%左右，其余的污废水都直接排入河川、湖泊、海洋。
耗水量高、重复利用率低、污染严重是我国工业系统水资源利用的突出问题。
严重的环境污染使有限的水资源日益减少、水质日益恶化，无疑是“雪上加霜”。
据统计，由于水质污染，我国已有大约3亿人的饮水发生不安全现象，其中1.9亿人的饮水是超标水。
气象学家预测，2100年全球变暖加剧，地表将有1/3的面积变为沙漠，那时，干旱将威胁全球一半的大陆人类的生存。
这些现象都是水污染产生的严重后果，因此工业污水处理项目的实施已经刻不容缓。
众多迹象表面，水资源的短缺无疑将成为制约经济持续协调发展的瓶颈，因此世界各国越来越重视水处理和水的再利用，通过各种技术进一步提高供水质量，提高经济效益。
并且工业污水处理过程中，经过厌氧和好氧处理，污水中的热量、沼气等再生能源可以为工业生产提供二次能源，真正实现变废为宝、循环经济的目的。
随着环境保护的呼声越来越高，工业污水处理已经体现出其必要性和紧迫性，对于各种污水进行处理后排放成为各企业基本的要求。
在工厂的工业污水处理过程中，污水来源的不稳定以及工厂中各种污水的成分的复杂性，对工业污水处理的工艺和控制方式提出了非常高的要求。
未来10年，中国工业污水处理项目工程建设投资将超过2500亿元，其中工业污水处理设备投入约300亿元。
采用先进、实用的技术改造传统工艺，在环保工程中广泛采用先进的自动控制技术，是推动环保产业升级，实现环保发展战略的重要环节。
在这种形势下工业污水处理自动化控制系统无疑是一个具有巨大的社会效益、环境效益及经济效益的研究课题。
对于环境保护问题，国务院明确规定所有工业污染源都必须达到排放标。
其中处理过的污水还可以循环再利用，由于我国是一个水资源匮乏的国家，而且时空分布上极不均匀，许多地区和城市严重缺水。
所以水资源也是一种保护。
因此，从环保、注水等多方面的因素考虑，对于工业污水处理非常有必要。
因此，有效的结合目前最新的工艺状况、计量自控检测仪表使用、PLC控制系统技术，将为当前工业污水处理控制系统提供有效的自控方法。
我国工业污水处理技术从“七五”国家科技攻关开始逐步进行研究。
“七五”和“八五”攻关项目在氧化塘、土地处理和复合生态系统等自然处理技术方面的研究较多，以这些成果为设计依据，建立了一些氧化塘、土地处理等污水示范工程。
在人工处理技术方面，“八五”对高负荷活性污泥、高负荷生物膜、一体化氧化沟技术进行了深入研究。
研究成果己被应用于大批工业污水处理厂。
污水厂污泥处置问题在“九五”科技攻关中受到重视，并配套开发成套的污泥处理。
经过“七五”、“八五”和“九五”期间的努力，我国在工业污水处理技术方面取得了较大的成就。
目前在水污染治理技术上，我国已能提供下列工艺技术传统活性污泥法技术、各种新型活性污泥工艺如：
SBR法和氧化沟技术等、酸化水解好氧技术和多种类型的稳定塘技术等，这些污水治理技术已经在水体污染、改善水体环境方面发挥了突出的作用，标志着我国工业污水处理事业发展到了一个崭新的阶段。
现阶段，我国工业污水处理的工作重点已经从工艺技术的研究转移到具体项目的实施。
国际上，大规模的水污染治理是在第二次世界大战后，随着50年代经济的蓬勃发展带来的60年代日益严重性的环境污染而展开的。
工业污水处理设施中，城市排水管线和工业污水处理厂的兴建和运行在水污染控制中发挥着骨干作用。
至70年代末，美国投入了数千亿美元兴建了18000余座城市工业污水处理厂，英国、法国、德国更耗费了巨额资金兴建了7000至8000座城市工业污水处理厂。
这些工业污水处理厂的投入对国家的水体污染改善起了关键的作用，也为人类治理水污染积累了丰富的经验。
现在，这些国家的工业污水处理水平又有了进一步提高，兴建了一批具有脱氮除磷功效的设施，对水体质量改善和水环境保护起了重大的作用。
1.3海上平台污水处理系统方案的提出
海上平台污水处理系统的工艺流程是一级分离器分离出来的生产污水经过斜板除油器进行初次处理，处理后的污水含油量在200～400ppm，依靠重力流入加气浮选器进行处理，经过加气浮选器之后含油量达到30～60ppm，再通过输送泵进入双介质滤器，在这里处理后的污水含油量≤15ppm后就达到处理要求，然后送入储水罐，在经过注水缓冲罐打入油井下以平衡井下压力，提高采油量。
通过上述的工艺要求分析，我们在这里提出方案，由于在污水处理系统中许多罐体的液位需要控制，而且在液位控制中我们用的控制算法是离散式PID，算法在上位机组态中实现，下位机中我们用的西门子S7-200系列的PLC，CPU型号为226,PLC梯形图的编写用的是STEP7MicroWINSP6。
第2章渤中28-2南CEP生产污水处理系统
2.1海上平台污水处理系统工艺流程
渤中28-2SCEP生产污水处理系统基本工艺流程为：
一级分离器分离出来的生产污水→斜板除油器→加气浮选器→双介质滤器供给泵→双介质滤器→污水罐→注水缓冲罐。
图2-1生产污水处理系统工艺流程
一级分离器分离出来的生产污水经过斜板除油器进行初次处理，处理后的污水含油量在200～400ppm，依靠重力流入加气浮选器进行处理，经过加气浮选器之后含油量达到30～60ppm，再通过输送泵进入双介质滤器，在这里处理后的污水含油量≤15ppm后就达到处理要求，然后送入储水罐，在经过注水缓冲罐打入油井下以平衡井下压力，提高采油量。
2.2海上平台污水处理系统设备介绍
渤中28-2SCEP生产污水处理系统主要设备包括：
斜板除油器、加气浮选器、气浮循环泵、、双介质滤器、污水罐、污油罐、旋流除砂器、注水缓冲罐。
1.斜板除油器
勃中28-2SCEP设置有一台斜板除油器，它用来处理从一级分离器、生产水输送泵、分离出来的生产污水，斜板除油器分离的污油依靠重力进入污油罐，生产污水经处理后含油200～400ppm，依靠重力流入加气浮选器进行处理；
斜板除油器顶部设置有呼吸阀PVSV-3001来控制容器的压力，当压力低于设定值（-1KPaG）时，来自燃料气洗涤罐的天然气进行补压，当压力高于设定值（6KPaG）时，泄压排放至冷空系统。
容器还设置了水封装置，水封高度为1000mm。
图2-2斜板除油器
工作原理：
在油井采出水中，油粒的分布方式主要分为三种：
一是粒径>
100um的浮油，这种浮油约占总含油量的30%左右，在斜板除油器内通过沉降较易分离：
第二种是粒径在30～100um之间的分散油，通过短时间沉降不易分离，需要经过“粗粒化”，使油粒粒径变大到100um以上后，才能较快的从水中浮上来，这部分油约占含油量的50%左右；
第三种油是粒径小于30um的细颗粒油
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