8000T软化水站操作维护手册.docx

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8000T软化水站操作维护手册

新疆华孚

8000m3/d自来水软化处理工程

操作维护手册

中国空分设备有限公司

二0一一年七月

目录

第一章系统概述

第一节工艺概述

第二节仪表与自控系统概述

第三节电气概述

第二章工艺设备

第三章系统操作说明

第一节开车前的准备工作

第二节各类设备操作说明

第三节自动操作

第四章设备维护

郑重说明：

1、本软化水处理系统所需的操作人员应由具备相当的文化素质和具有良好敬业精神的人员担任。

要求操作人员具有一定的电气知识，对电脑操作较为精通，对软化水工艺比较了解。

设计定员为专职操作人员每班不少于1人，化验人员和系统维护人员可由专业人员兼任。

本系统的所有操作均必须由专职操作人员进行，其它任何人员不可随意操作。

2、上岗前，专职操作人员、化验人员和系统维护人员均必须仔细阅读并掌握本操作使用说明书和自动控制操作规程，对本系统的工艺流程和现场设备布置进行全面详细了解，做到能完全掌握所有设备及自控仪表的名称与作用，并能准确判断其在现场的具体位置，同时，必须熟练掌握上位机的系统操作程序和一般故障的排除方法，方能正式上岗。

3、污水输送系统的自控操作参照本维护手册进行。

第一章系统概述

本手册叙述的新疆华孚8000m3/d自来水软化处理工程。

并重点介绍设备的性能、操作及维护。

该系统的产水规模为8000m3/d。

钠离子交换器为主要软化设备，能够除去水中绝大部钙镁硬度，使出水满足工艺用水条件要求。

本系统技术成熟、运行可靠、占地小，采用PLC+上位机自动控制。

钠离子交换器及钠床再生处理系统以及各种工艺泵均由PLC自动操作，由各个水池的高低液位或各工艺设备的出水水质控制各单元设备的启停或切换操作。

第一节工艺概述

一、基础条件

1、进水特性

1.1水源

水源为洁净自来水。

1.2原水水质

原水水质为洁净自来水，原水硬度为约为350mg/L。

2、出水水质

软化水设备：

产水量：

350m3/h。

运行方式：

三台罐运行一台备用，连续运行。

控制方式：

上位机+PLC全自动控制。

显示再生及运行状态，运行流量及积累流量。

出水水质：

总硬度：

<50mg/L。

二、工艺流程简述：

原水池→原水泵→钠离子交换器→软化水池→由软化水泵供至使用点

软化水再生系统工艺路线如下：

软化水池→再生水泵→喷射器→钠离子交换器→排放

第二节仪表与自控系统概述

工艺系统控制原则

1.整个系统的控制可分段投入，实现全部自动或部分自动运行。

2.系统具备集中监控、连锁保护、程序操作和自动调节的功能。

一、自动化控制描述

1、控制系统概述

软化水系统设一套控制系统。

在软化水车间控制室布置一套PLC主机柜和电源柜。

系统中的控制对象主要是开关量，涉及到的控制对象除了开关阀以外，主要是泵设备的控制。

所以本控制系统采用可编程逻辑控制器（PLC）完成电气和仪表部分的自动控制，同时可显示工艺过程中的主要监测指标以及系统运行状态。

二、PLC控制原理

PLC即可编程逻辑控制器，它根据编制的程序以及采得的数据信息进行逻辑运算，并将运算结果通过信号输出到执行机构来控制系统设备的运行。

采集的数据信号（如流量、液位、阀门和马达的反馈信号等）通过开关量输入、模拟量输入等卡件传送至中央处理器CPU，CPU经过逻辑运算，将运算结果通过开关量输出、模拟量输出等卡件以及配合的外围电路，驱动执行机构（如阀门、马达等），用户将编制的程序下传至CPU，CPU按用户指令进行运算，实现可编程控制。

三、主要控制回路

1、水泵控制

原水泵、盐输送泵、再生水泵、软水泵等均根据相应的水池液位控制启停，同时联锁整个系统设备的启停。

2、加盐控制

根据钠离子交换器的进出的压差启动相应的再生水泵和阀门,从而实现再生过程的自动化控制。

3、钠床运行的控制

共设有4个钠床，3用1备。

自动根据各产水水量或运行时间来判断是否需要再生，整个再生程序是自动的。

自动再生是根据在线仪表的读数或各个床的运行时间执行再生程序：

通过产水水量和产水运行时间来判断是否要再生。

切换到再生状态后准备再生，如果有其他床在再生过程中，待再生床仍保持处于运行状态，待正再生的床再生结束，并投入运行稳定后，才进行再生。

计算机内存有一套标准的再生程序和默认的每一步通用再生时间，可以随时调用，也可以根据需要修改每一步的执行时间。

设有每一步的已完成时间和剩余时间。

5、仪表控制

钠离子交换器出水管设有流量计和在线硬度仪等在线仪表。

可以根据需要随时观察产水水量、水质等情况。

四、系统控制

1.系统内所有机电设备工作状态可由PLC监控并设故障报警。

2.所有设备开启顺序应按工艺流程进行。

关机顺序则相反。

五、现场仪表

现场仪表包括流量表、液位开关、压力表等，均采用符合工艺要求的质量可靠的产品。

第三节电气概述

1.电压等级：

采用380/220V电压等级电源进线。

2.电机控制方式：

电动机采用自动/手动两种操作方式，集控操作在控制柜统一操作，控制由PLC实现，泵的联锁及备用自投均由PLC实现。

3．电机的保护：

采用自动空气开关及热继电器过热保护。

第三章工艺设备

本系统工艺设备主要包括钠离子交换器及其再生系统，以下将详细介绍。

（一）钠离子交换器

（1）产品工作原理：

全自动软化水设备由离子交换器、控制器和溶盐系统三部分组成，在离子交换器内装一定量的离子交换树脂，当含硬度的原水流过离子交换树脂时，发生如下离子交换反应：

Na2-R（树脂）+Ca2+---Ca-R+2Na+

Na2-R（树脂）+Mg2+---Mg-R+2Na+

原水中的硬度成分（主要为钙镁离子的碳酸盐和硫酸盐）经离子交换反应基本上可全部被截留，从而使出水硬度达到要求。

经一定时间的交换反应，当树脂交换容量接近饱和时，即在控制阀的操作下，进行反冲洗，并随后用盐水对树脂进行再生。

以上的离子交换过程，盐再生过程，反冲洗过程均由控制器控制自动完成，从而最大限度的保证各过程的完整性和高效率，达到稳定连续的出水和保证出水水质的目的。

反应如下：

CaR+2Na+----Ca2++2NaR

MgR+2Na+-----Mg2++2NaR

根据进水要求，用户工艺用水水质要求、出水水量等条件，本处理系统选用固定单层床，无顶压逆流再生钠离子交换的处理工艺。

当软化器运行时，来水自上而下通过树脂层，水中的钙、镁硬度不断被离子交换树脂吸附而除去，从而使硬水得到软化。

当出水达到一定量时，离子交换树脂会被钙、镁离子饱和而失效，失去软化的能力，须退出运行进行再生。

该软化系统为四台钠离子交换器同时运行（一台备用），分别再生工艺。

单台设备额定出水量为123m3/h，三台设备并联运行，同时出水，可保证每小时产水量大于350m3。

当任一台设备失效时，该失效罐自动退出运行，启动再生程序。

整个系统采用全自动控制，以出水硬度和流量控制运行终点，实现逆流再生工艺。

每台软化罐的工作状态依次为：

运行→再生（反洗、吸盐、置换、正洗）→运行。

再生时，再生液通过喷射器将浓盐液和软水混合到预定浓度（5%~8%）后送入交换器。

再生剂浓度可通过阀门调节。

每台设备软水出口设取样阀，供检验员随时取样化验。

钠离子交换系统中，离子交换罐全部采用直径为2800mm钢衬胶罐体，设备耐腐性能优异，外形美观。

离子交换树脂为苯乙烯类强酸性阳离子交换树脂。

系统内接触盐液的管路阀门均采用耐腐性能优异的UPVC工程塑料管件。

硬度计和流量计，具有调节简单，参数齐全，运行稳定的优点。

硬度计为判断树脂运行周期的关键部件，它性能的好坏、计量的准确性直接影响系统运行的安全性和可靠性。

为了确保产品质量我们采用进口在线硬度计和流量计。

盐计量箱采用PE材质。

盐制备系统管路阀门全为防腐塑料，完全避免了离子交换树脂因管道腐蚀而铁中毒的可能。

（2）盐液制备系统工艺说明

为降低操作人员的劳动强度，本系统采用集中湿法储盐工艺，储盐池一次可储备大约十天的用盐量。

溶盐系统带自循环，利用水力搅拌确保饱和盐水浓度稳定。

储盐池内的饱和盐溶液，经盐输送泵输送到盐液过滤器过滤后，进入盐液计量箱。

盐液计量箱处于常满状态，随时可供再生。

再生时再生隔膜阀，再生进盐自动阀同时打开，压力水源通过喷射器将盐计量箱中的饱和食盐水吸入，混合到预定浓度后（5%~8%）进入离子交换罐进行逆流再生。

通过控制压力水水量和再生时间来满足软化罐工艺要求。

盐液过滤器使用到一定时间后，压降会明显升高，此时可用软水对其进行半自动反洗。

当盐液计量箱液位变化时，控制系统可控制盐储存池自动补水及盐液输送泵的自动启停，来保证计量箱液位的恒定。

（3）控制说明

该软化水系统采用上位机+PLC全自动控制方式。

现场设集中控制柜，采用流量计和产水的累积时间，配以控制器、电动阀以及各种控制仪表来实现全自动控制。

每台软水罐配有一台流量计，自动检测流量，并将信号传送至就地控制柜，当单台设备出水量累计达到预设值时，电磁流量计发出控制信号，启动该罐的控制器，控制器再根据预设值直接指挥各电动阀的启闭，实现再生。

另外系统可保证软化系统内不会同时出现两台设备再生的情况。

盐计量箱都有磁翻板液位计，带4-20mA远传信号，控制盐泵的启停，盐液处于低液位时延时启泵补充盐液。

液位高时停泵。

同时高低液位信号远传到中控盘指示灯。

并且盐计量箱设有自动进盐阀（电动阀），其受控于控制器，在吸盐阶段它与再生电动阀同时打开，在置换过程中自动关闭。

盐储存池设投入式液位计和补水阀。

控制盘上有手动/自动切换开关，手动状态下，可以对各个执行部件进行手动操作和动作检验。

确保整个系统的安全运行。

（4）无顶压逆流再生钠离子交换器

数量

4台，三用一备

直径/壁厚

DN2800mm/10mm

设备出力正常：

123m3/h

最大（短时）：

150m3/h

设备运行流速正常：

20m/h

最大（短时）：

25m/h

容器型式

椭圆封头、立式圆筒形

设计压力

1.0MPa

工作压力

0.6Mpa

水压试验压力

0.8Mpa

工作温度

5~40℃

运行压差

a,正常运行压差：

0.02Mpa

b,最大运行压差：

0.05MPa

设备高度

直边高度

5000mm

总高度（包括支腿）

7380mm

树脂层高

强酸2500mm

强树脂型号

强酸001×7

反洗膨胀率：

100%

再生方式：

无顶压逆流再生

本体材料

碳钢衬胶

设备衬里

衬里材料

耐酸橡胶

衬里层数

2层

衬里厚度

5mm

进水配水装置型式：

支母管，T型绕丝

进水配水装置材质：

316L

出水集水装置型式：

多孔板加排水帽

材料：

碳钢衬胶

排水帽

ABS材质，宝塔型

精度

0.2mm

设备本体外部装置：

人孔数量/人孔直径：

1套/500mm

人孔材料：

钢衬胶

窥视孔数量：

2套

规格（长mm×宽mm）

430/160mm

视镜材料/视镜厚度：

有机玻璃

树脂装卸口接管口径：

DN150mm/PN1.0MPa

进、出水口接管口径：

DN150mm/PN1.0MPa

正洗排水管径：

DN100mm/PN1.0MPa

反洗进、排水管径：

DN100mm/PN1.0MPa

盐液进水口接管口径：

DN100mm/PN1.0MPa

中间排水口接管口径

DN100mm/PN1.0MPa

小反洗进水口

DN100mm/PN1.0MPa

顶排气口接管口径：

DN50mm/PN1.0MPa

中间取样管：

DN6mm/PN1.6MPa

附件：

本体阀门：

电动蝶阀（不锈钢）

表计：

设备本体进、出水取样阀

DN6mm/PN1.0Mpa