羅新發(fā)

（河鋼宣鋼計控中心，河北 張家口 075100）

焦化生化廢水是一種典型的有毒難降解有機廢水，主要來自焦爐煤氣初冷和煤氣凈化生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生的廢水。在嚴峻的環(huán)保形勢下，河鋼宣鋼公司加大了焦化生化廢水的管控力度，然而由于廢水的供需不平衡，一方面供水量大，又由于存在間斷性供水，供水量不平穩(wěn)。另一方面用水單位較多，工藝復雜，需求不穩(wěn)定，導致管網(wǎng)壓力波動大，廢水供需不平衡，已經(jīng)不適宜現(xiàn)代企業(yè)管理和環(huán)保管控的要求。

宣鋼公司經(jīng)過細致的調(diào)研，對焦化生化廢水管理提出更高的要求，對供水點和分散的用水點統(tǒng)一調(diào)控，通過自動化系統(tǒng)設備升級、集成，完成對關鍵用水點實現(xiàn)自動控制，同時利用信息化手段對各用戶耗水量進行數(shù)據(jù)自動采集，在能源管控系統(tǒng)進行在線管理，實時分析，實現(xiàn)遠程監(jiān)控，進一步提高焦化廢水利用率，實現(xiàn)零排放。

1 工藝控制方案

圖1 焦化生化廢水遠程控制系統(tǒng)圖

建立兩級系統(tǒng)，一是建立DCS控制系統(tǒng)，在一鋼軋、二鋼軋、煉鐵廠三座高爐等用戶的八個蓄水池和循環(huán)水池分別增加超聲波流量計、雷達液位計和補水調(diào)節(jié)閥，增加就地操作箱，實現(xiàn)液位手動/自動調(diào)節(jié)，保證液位穩(wěn)定。同樣在焦化兩個供水池實現(xiàn)自動補水，還根據(jù)管網(wǎng)壓力變化增加變頻器，實現(xiàn)變頻自動供水，保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定。若出現(xiàn)集中用水流量不足時，統(tǒng)一由供水方補充新水，滿足管網(wǎng)壓力和流量恒定。二是建立集中監(jiān)控系統(tǒng)。利用原有的能源網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)采集、I/O服務器、實時數(shù)據(jù)庫服務器及實時監(jiān)控系統(tǒng)，進行適應性改造，實現(xiàn)所有在線檢測數(shù)據(jù)自動采集、處理、傳輸、存儲及實時顯示，統(tǒng)一納入能源管控體系，達到了現(xiàn)場操作無人化、工序作業(yè)一鍵化、服務支持遠程化，調(diào)度管理可視化。如圖1所示。

1.1 集散控制系統(tǒng)

集散控制系統(tǒng)簡稱DCS，本項目應用過程控制級具體實現(xiàn)信號的輸入、變換、運算和輸出等集散控制功能。在DCS中，過程控制級的控制裝置包括過程控制單元、現(xiàn)場控制站、過程接口單元等，過程管理級由工程師站、操作員站、管理計算機等組成，完成對過程控制級的集中監(jiān)視和管理。流量計、液位計等變送器輸出兩線制4mA～20mA電流，直接傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制柜DCS系統(tǒng)的模擬量輸入模塊，采集到的信號經(jīng)DCS處理后通過以太網(wǎng)與控制室的上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互?；A自動化控制系統(tǒng)是保證正常生產(chǎn)的關鍵系統(tǒng)，相對其他系統(tǒng)而言，對于系統(tǒng)硬件的可靠性、穩(wěn)定性上要求更高。因此，在確定系統(tǒng)選型時應把握住硬件的高可靠性、高穩(wěn)定性這一關，同時應要求控制裝置的CPU 具有較高的性能。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)的控制均在基礎自動化系統(tǒng)的操作站上通過HMI畫面調(diào)用實現(xiàn)，過程參數(shù)的設定、調(diào)整、報警狀態(tài)的確認等均通過操作鍵盤和鼠標進行。監(jiān)控系統(tǒng)采用多種HMI顯示畫面多角度、直觀反映過程運行狀態(tài)。以煉鐵廠1#高爐水池為例，畫面實時顯示包括水池液位、焦化生化廢水流量的數(shù)值顯示，并自動根據(jù)液位實時調(diào)整流量。系統(tǒng)包括手自動切換，液位數(shù)值做報警處理和故障報警，畫面中做紅燈閃爍提示，系統(tǒng)自動做報警記錄和報警值記錄。

1.2 集中監(jiān)控系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集及集中監(jiān)控系統(tǒng)將現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)通過光纜及光收發(fā)設備接到數(shù)據(jù)采集機柜內(nèi)，然后通過數(shù)據(jù)隔離網(wǎng)關采集數(shù)據(jù)到能源系統(tǒng)，對測量到的數(shù)據(jù)進行有效管理，通過基礎自動化系統(tǒng)實現(xiàn)廢水能源的統(tǒng)一調(diào)配。系統(tǒng)具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時傳送、報警、歷史記錄、實時曲線等功能。整套系統(tǒng)結構簡單、動態(tài)范圍廣、實時性強、組網(wǎng)靈活、運行成本低，同時系統(tǒng)采用模塊化結構，自組合方便，可根據(jù)客戶需求有所增減。同時利用能源系統(tǒng)開發(fā)工具軟件進行監(jiān)控界面開發(fā)，并將界面集成到能源監(jiān)控或生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中。

管理人員可根據(jù)需要設置不同的時間間隔或條件組織數(shù)據(jù)，統(tǒng)一調(diào)度和自動生成日報表，廢水數(shù)據(jù)通過公司能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)常態(tài)化管理，通過日報表可分析各用戶每天的耗水情況，便于及時指導生產(chǎn)和操作。如圖2所示。

圖2 宣鋼焦化廢水計量日報

2 實施效果

焦化生化廢水每日2000多噸，利用率一直在50%左右，造成廢水排放對環(huán)境影響較大。實施后，廢水利用率由50%提升至100%，實現(xiàn)廢水零排放。廢水使用率提高后，每日節(jié)約新水約2000t，每年可為公司節(jié)省水費87.6萬元。

系統(tǒng)投入運行后，崗位根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時傳送、報警、歷史記錄、實時曲線，開展針對性的廢水調(diào)配，為能源管控，挖潛增效，提供基礎支持。也可防止供需不平衡造成廢水排放污染環(huán)境，從而提高企業(yè)社會形象。補水操作實現(xiàn)自動化，降低工人勞動強度。水資源整體數(shù)據(jù)直觀、完整，便于管理人員制定平衡計劃，有利于提升水系統(tǒng)的整體管控能力。