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        核電廢物處理一體化管理系統(tǒng)WMS的研究

        2017-08-02 12:07:49周宏斌馬凱

        周宏斌++馬凱

        摘 要:WMS的構(gòu)建可以用于舊核電站的改造,也可以用于新核電站的建設(shè)。而基于非放射性的廢液和含油廢水處理的WMS系統(tǒng)建設(shè),可以為以后放射性廢液和含油廢水處理系統(tǒng)、固體廢物、氣體廢物處理系統(tǒng)(例如SRE、TES系統(tǒng)等)、廠房通風(fēng)空調(diào)等輔助系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的后續(xù)建設(shè)提供參考和經(jīng)驗(yàn)。

        關(guān)鍵詞:核電 廢物處理 管理系統(tǒng)

        中圖分類號(hào):TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2017)03(c)-0001-02

        隨著國(guó)內(nèi)核電站的逐步增加,核電站的安全和運(yùn)行效率成為越來(lái)越受關(guān)注的重點(diǎn),其中廢物的監(jiān)控和管理將直接對(duì)安全和效率產(chǎn)生影響。

        1 核電站廢水處理系統(tǒng)

        1.1 概述

        核電站內(nèi)廢物從類型上可以分為:固體廢物、液體廢物、氣體廢物。如果從性質(zhì)上分,也可以分為非放射性廢物、放射性廢物。下面以核電廢液處理進(jìn)行說(shuō)明。

        電廠的廢液處理系統(tǒng),是電廠重要的組成部分,是將工業(yè)廢液安裝既定程序進(jìn)行處理,達(dá)到既定的環(huán)保指標(biāo)再排放的系統(tǒng),現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的火電廠大多有全廠一體化的廢液處理系統(tǒng),每年國(guó)家環(huán)保部門都會(huì)對(duì)火電廠的廢液處理系統(tǒng)處理后的廢液進(jìn)行檢定,確保電廠排放的廢液達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),避免對(duì)環(huán)境造成危害。而核電站的污染雖然遠(yuǎn)較火電的污染小,但也有成型的廢液處理系統(tǒng),以嶺澳核電二期為例,現(xiàn)核電廢水處理分如下三部分。

        (1)放射性廢水回收系統(tǒng)(8SRE系統(tǒng))。

        (2)常規(guī)島廢液系統(tǒng)(回收、處理、排放),SEK、SEL和TER系統(tǒng)。

        (3)電廠廢油和非放射性含油廢水系統(tǒng)(回收、處理、排放),SHE、SEO系統(tǒng)。

        核電站的廢液一般沒(méi)有硫、氮、磷等有害物質(zhì),一般廢液的處理以去除廢液中的油和放射性物質(zhì)為主。

        1.2 現(xiàn)核電站含油廢液系統(tǒng)分析

        以嶺澳核電二期的常規(guī)島和含油廢液系統(tǒng)為例,其工藝流程框圖如圖1所示。

        其中3SEK和4SEK分別為常規(guī)島3號(hào)和4號(hào)機(jī)組的廢液回收系統(tǒng),其收集的廢液流向8SEK-常規(guī)稻廢液處理系統(tǒng),進(jìn)行油水分離的處理后,再流向8SEL和8TER系統(tǒng),進(jìn)行排放。SHE系統(tǒng)的總體流程與之類似。其中8SEK和8SEH的控制和人機(jī)界面,是合二為一的。

        根據(jù)系統(tǒng)的邏輯圖、流程圖和IO清單,系統(tǒng)的控制程序由各自獨(dú)立的PLC系統(tǒng)完成,某些數(shù)據(jù)和報(bào)警信息,通過(guò)硬接線或者通信方式向主控的DCS發(fā)送,方式如圖2所示。

        各個(gè)子系統(tǒng)有自己本身的PLC系統(tǒng)和人機(jī)界面,安裝在各自的廠房區(qū)域,分布如圖3所示。

        各個(gè)分散的子系統(tǒng)間有工藝上、系統(tǒng)上的聯(lián)系,歸集成一個(gè)統(tǒng)一的工藝管理系統(tǒng),將更為高效的管理,具體優(yōu)點(diǎn)如下。

        (1)歸集成一個(gè)工藝管理系統(tǒng),會(huì)減低現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員的次數(shù)和勞動(dòng)強(qiáng)度,從而達(dá)到節(jié)省人力費(fèi)用的目的。

        (2)歸集成一個(gè)工藝管理系統(tǒng),能更好地進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)收集分析,降低DCS系統(tǒng)的通信負(fù)荷和成本。

        (3)有效地減低備件的種類和培訓(xùn)費(fèi)用。

        (4)可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)工藝設(shè)備的OEE、工藝設(shè)備的耗能情況做精細(xì)的分析。

        2 核電廢物處理一體化管理系統(tǒng)

        2.1 概述

        WMS的構(gòu)建,無(wú)需拆除和推翻原本的各個(gè)子系統(tǒng),而是在基于現(xiàn)有各個(gè)子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)歸集、優(yōu)化,從而形成一個(gè)功能上更加完善的、高效的、可靠的管理系統(tǒng)。幾個(gè)原則如下。

        (1)WMS系統(tǒng)的功能涵蓋了原本各個(gè)子系統(tǒng)的所有功能。

        (2)WMS采用“分散控制,集中管理”的原則進(jìn)行構(gòu)建。

        (3)系統(tǒng)與DCS方面的數(shù)據(jù)交換不會(huì)減少,但應(yīng)該能減低DCS系統(tǒng)通信方面(包括硬件和軟件)的負(fù)擔(dān)。

        (4)系統(tǒng)采用統(tǒng)一硬件和軟件平臺(tái)。

        (5)系統(tǒng)能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間不停機(jī)的工業(yè)級(jí)別的歷史數(shù)據(jù)記錄和報(bào)表分析。

        (6)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分采用冗余配置原則。

        (7)與舊的方式相比,WMS應(yīng)該能減低備件數(shù)量和人員的費(fèi)用。

        WMS的系統(tǒng)框圖如圖4所示。

        WMS系統(tǒng)與舊方式相比,具有如下優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn):

        改變DCS(或者KSN)與各個(gè)子系統(tǒng)的通信方式,以后DCS和各個(gè)子系統(tǒng)的通信無(wú)需眾多的通信卡件和信號(hào)電纜,只需連接到WMS網(wǎng)內(nèi),通過(guò)OPC SERVER,就可以在任何時(shí)間讀取任何子系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù);不但大大減低了DCS的通信和IO點(diǎn)數(shù)的負(fù)荷,也減低這方面的設(shè)備成本,也減少各個(gè)系統(tǒng)和DCS的通信接口設(shè)計(jì)。

        2.2 WMS系統(tǒng)的功能

        WMS系統(tǒng)中具體的功能如下。

        (1)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,能按照以秒為單位地記錄保存長(zhǎng)期的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

        (2)系統(tǒng)有報(bào)表制作工具,而且這種工具是易于使用的,能從歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出需要的歷史數(shù)據(jù),并進(jìn)行一定的分析,例如:特定設(shè)備的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間、設(shè)備的OEE如何等等;能計(jì)算某個(gè)設(shè)備的耗電量,以此判斷設(shè)備的性價(jià)比。

        (3)歷史數(shù)據(jù)能調(diào)出進(jìn)行曲線的描繪,反映某時(shí)段內(nèi)各個(gè)子系統(tǒng)處理的污水的流量、液位等情況。

        (4)在某些設(shè)備累計(jì)運(yùn)行時(shí)間到達(dá)一定程度后,應(yīng)該能主動(dòng)提醒維修人員對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)等工作。

        各個(gè)子系統(tǒng)的控制邏輯仍在各個(gè)子系統(tǒng)的控制器中,而WMS充當(dāng)管理和統(tǒng)籌的角色。

        3 系統(tǒng)拓展

        基于非放射性的廢液和含油廢水處理的WMS系統(tǒng)建設(shè),可以為后續(xù)放射性廢液處理系統(tǒng)、固體廢物、氣體廢物處理系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)等輔助系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的建設(shè)提供參考,并可以將上述系統(tǒng)統(tǒng)一管理。

        參考文獻(xiàn)

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