自动控制技术在电厂废水处理的应用研究

自动控制技术在电厂废水处理的应用研究

胡微

陕西环保集团水环境有限公司   陕西省西安市   710000

摘要：火电厂是经济发展和保障民生的基石，其中废水的处理更直接影响着社会效益和环境效益，加之电厂废水处理有较高成本，因此需要利用自动控制技术来实现对电厂废水的监控与管理。因此本文对自动控制技术在电厂废水处理中的使用现状、应用情况及发展趋势进行了深入研究，探讨如何助力电厂提高废水处理的可靠性和运行效率，降低成本，给企业带来显著效益。

关键词：自动控制技术；电厂废水处理；应用分析。

引言

随着我国对环境保护工作的不断重视，目前电厂的水资源问题与污染问题需要得到切实解决，不仅要降低废水对环境的污染，还要进一步降低成本，因此优化电厂废水处理工艺与技术是重要途径之一，充分利用自动控制技术，实现废水资源化，利用新型处理方式，进一步提高电厂的社会效益与经济效益。

一、电厂废水种类与危害

（一）电厂废水的主要类型

   我国电厂的废水来源较为广泛，但是大致可以分为工业废水、脱硫废水以及含煤废水。其中工业废水包括锅炉补给水系统设备反洗废水、灰库气化风机冷却水等。脱硫废水主要来自于锅炉烟气湿法脱硫过程中的排放水，是电厂废水污染环境的主要废水类型。含煤废水主要来源为煤水系统冲洗排水和煤场雨水调节池来水。

（二）电厂废水的危害

    电厂废水的主要危害来自于废水中的悬浮物、有机物、酸性或碱性等有毒有害化学成分会与原水体中的物质产生反应，进而破坏水资源，危害工农业的生产。此外电厂废水的污染物还会参与自然界的能量与物质转化过程，损害水生生物资源[1]。

二、电厂废水处理中自动控制技术应用现状

（一）自动控制技术的应用现状

    目前我国对自动控制技术的应用普及度逐渐增加，并且国内电厂的废水处理工作的半自动技术水平比例很高，部分电厂甚至已经开始投入使用全自动控制系统，虽然目前我国电厂废水处理的自动控制技术与国外还存在一定的差距，但是在实践摸索阶段已经取得了很大的成果。在设备研究方面，国内还主要以设备引进为主，国产自主化方面发展较慢。

（二）电厂废水处理自动化控制面临的难题

    由于电厂的运行环境较为复杂，目前废水系统自动化的控制水平较低，大多数的自动化控制技术为半智能化，各个处理环节的工艺还需要进一步发展，技术与设备契合度还不够高，并且目前我国电厂废水处理自动化系统的主要控制设备在功能性、稳定性上存在缺失，实现精准化控制还需要进一步发展。此外操作人员的技术水平与专业素养也需要提升。

三、自动控制技术在电厂废水处理中的主要应用

（一）总体系统的自动化设计

电厂废水处理自动化控制系统中需要有监控计算机、交换机、可编程控制器以及各种自动化仪表组成，根据功能性特点进行划分，主要分为信息管理、控制管理与设备管理，废水处理自动化系统需要体现集中管理与分散控制的特点。首先在信息管理中，需要建立中控室并根据电厂废水处理工作规模来设置不同数量的工控机来收集相关数据与信息。其次在控制管理中，需要根据电厂废水处理工艺来加装各种检测装置，例如氯离子浓度计、PH计等，还需要安装工业控制设备，将每组仪表进行集中管理。最后需要以每组PLC为主要控制点，对电厂废水的每一个环节进行分散控制。此外还需要通过光纤将控制站进行连接，保证通讯网络的畅通，更好的传输信息数据，实现集中管理[2]。

（二）调节池的自动化控制

    在电厂废水处理中，调节池的功能十分重要，可以对各种有机废水进行存储与成分调节，实现对电厂废水的初步处理，并且根据废水处理工艺分为反应池、沉淀池以及水解池等各种处理设施。在电厂废水处理工艺中，可以在废水调节池安装超声波液位计、PH计以及固体悬浮浓度计等，自动化控制系统可以通过超声波液位计对调节池内的水位高度进行测量，并根据废水中有害物质的含量来控制泵的运行状态，并在控制系统中设置高、低位的报警系统。自动化控制系统可以通过各类污染物浓度计中的水体含量信息来有效控制相关药剂的投放，控制调节池内部液体的PH值及其他有害物质的含量。此外在沉淀池中，自动化控制系统可以根据不同池中有害物质含量数据对比来判断不同池的工作状态，并通过变频器来进行合理调节，保证废水达到排放标准。             

（三）废水处理的在线监控

    电厂可以通过安装水质监测仪与流量计来对废水入口处的部分样品进行有效检验，并根据电厂不同运作时期的水样信息进行收集与分析，通过有效处理后将信息传输到废水处理监控系统中，由计算机来判断数据信息是否符合废水处理标准，帮助工作人员实时了解污染程度与废水的实际情况，在必要时还能提供报警功能，并自动选择更加合适的废水处理工艺，实现自动化控制。工作人员需要保证监控中心与现场设备之间的有效连接，才能更好的实现远程控制。电厂废水的监控系统需要利用上位机软件对各个传感器的数据进行有效读取并以此为依据进行指令要求，并且需要工作人员根据电厂的实际废水处理情况来设定好报警阈值，实现科学合理的预警。

（四）数据的采集与管理

    电厂废水处理的自动化控制系统的数据采集主要针对的是各种设备的启停、故障等数据的收集与整理，并发出预警或控制指令，保证废水处理工作可以顺利进行，例如对电动蝶阀的开启、关闭信号的采集、超声波液位计、温度传感器、湿度传感器等设备的信号采集。电厂废水处理的自动化控制系统在对各种信号进行收集后需要做好相应的管理，管理功能包括对外界环境干扰的判断、数据的有效分析等，例如对废水水质信息的变化情况，需要系统及时进行记录，判断是否需要进一步优化处理工艺。电厂废水处理自动化控制系统对数据管理的主要目的还是在于实现对废水处理效果的分析，进而设定好参数，提升控制水平。

四、自动化控制技术在电厂废水工作中的改进趋势

（一）打破主辅机隔离，将废水纳入“大集控”管理

    电厂废水作为重要辅控专业，它的自动化控制目前主要使用PLC（可编程控制器），而主机系统使用为DCS（集散控制系统），主辅机存在为分段控制，不仅效率不高，还会降低废水处理效果，因此应在技术发展过程中，打破各个设备与系统之间的隔阂，实现对系统、设备等的集中管理，完善数据的采集与处理工作，更好的实现相关设备的运行与监控[3]。             

（二）利用新型检测设备，为废水控制“擦亮”眼睛

    电厂废水处理自动化控制主要依据就是水质信息检测，因此可以通过提高检测设备与系统的科技水平来进一步提高电厂废水处理效果。例如基于MCGS的废水处理远程监控系统，在报警、检测方面具有更高的科技水平，进一步提高了水质检测的精确度。

（三）借助大数据、人工智能技术，提高废水自动化水平

    随着科学技术的不断发展，例如大数据技术、智能控制等技术的应用，基于计算机高级语言开发，能够处理复杂算法和业务逻辑的智能化控制，目前已经实现了神经网络控制与专家控制，加入了自学习与自适应能力，更好的对废水相关指标进行检测。而专家控制则属于智能控制中的一种，可以在遇到复杂情况及问题时模仿专家思维进行判断预测，实现对系统的合理控制。

五、结论

基于目前我国电厂的废水处理情况，需要利用自动控制技术来实现对废水的自动处理，在环境保护与降本增效上有着重要意义，因此电厂需要从废水的检测、控制、预警等工作环节上加强对自动控制技术的应用，并根据发展趋势不断优化自动控制技术，为实现电厂全自动、高可靠、智能化运行提供全方位技术支撑。

参考文献：

[1]张君. 基于PLC控制的工业废水处理系统研究 [J]. 中国设备工程, 2023, (22): 241-243.

[2]柳训鲲. 煤化工废水处理自动化控制研究 [J]. 当代化工研究, 2023, (08): 74-76.

[3]常青. 污水处理设备自动控制分析 [J]. 能源与节能, 2022, (12): 142-144.