机械毕业设计资料-火电厂含煤废水控制系统的设计-开题报告

3.0 闻远设计 2024-08-16 101 4 105.05KB 12 页 15光币

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本科毕业论文（设计）开题报告

学院电气信息工程学院专业班级

姓名学号指导教师

毕业论文（设计）题

目火电厂含煤废水控制系统的设计

开题日期 2022 年12 月1日

课

题

研

究

意

义

研究背景：

火电厂作为用水、排水大户，水资源的消耗量和废水的排放量都很高，

并随着供电需求的增长呈逐年上升趋势。工业废水若直接排放，将造成水资

源的大量浪费和环境的严重污染。《中华人民共和国环境保护法》、《新污

染物治理行动方案》等法律法规的颁布，要求切实加大水资源节约与水污染

防治力度，火电厂的废水排放标准随之变得越来越严格。

研究意义：

（1）按照电力行业标准 DL/T 5046-2006《火力发电厂废水治理设计规程》

的要求，含煤废水应设计独立的收集系统，处理达标后的废水首先考虑重复

利用。含煤废水的治理从各个环节出发，尽最大可能地减少废水的排放量，

提高水资源的循环利用率，体现了“预防为主，防治结合，综合治理”的环

境保护方针，有利于贯彻保护环境的基本国策，有利于经济效益、环境效益

与社会效益的统一。

（2）本设计采用电絮凝技术对含煤废水进行处理。电絮凝技术的絮凝效率

高，澄清效果明显，出水色度好；对水质变化的适应性强；去除细菌能力

强，对污水有消毒作用；不需要添加任何化学药品，不会造成水质的二次污

染。电絮凝装置工作稳定可靠，抗冲击负荷强，可间歇运行；控制过程不需

要人工参与，自动化程度高，运行维护量小；投资运行成本较低。

（3）离心澄清器内采用超声波泥位计，它带有智能回波曲线，可从回波曲

线判断出是否测量到障碍物、是否有电磁干扰和是否有多次回波；具有声速

标定功能，在非清水介质中也可以实现准确测量；拥有宽量程，测量距离可

延伸至 5~70 米；测量的温度范围广；无需与物料发生碰触，使用寿命长；工

作稳定可靠。

（4）回水系统采用容积式流量计，其计量精度高；安装管道条件对计量精

度的影响小；可用于高粘度液体的测量；测量范围度宽；直读式仪表无需外

部能源驱动运行，总量观测清晰，操作简便。

（5）处理过的废水纳入整个火电厂的水循环中，能够显著节约生产运行成

本，提高全厂的经济效益。每个环节的数据自动上传至废水处理系统中，便

于分布控制和集中管理，有利于电厂废水处理自动化水平的提高。

课

题

研

究

主

要

内

容

本设计叙述了含煤废水处理的背景、意义和发展情况，介绍了含煤废水

的来源和水质特征，从技术原理、工艺状况、设备构成、控制形式等不同角

度出发，归纳了含煤废水的一些处理方法，重点阐述了采用电絮凝技术对火

电厂含煤废水进行处理的情形，并通过PLC 编程和组态演示相结合的方式模

拟系统运行状况，通过参数设定和运行调试，验证系统是否符合实际的控制

要求。

火电厂含煤废水处理系统由排泥单元、处理单元和冲洗单元三部分组

成，本设计重点研究处理单元。处理单元主要包括含煤废水初沉淀池、煤水

提升泵、电子絮凝器、离心澄清反应器、中间水池、中间水泵、多介质过滤

器、回用水池和回用水泵等。从废水进入系统到最终成为可回收利用的清

水，整个过程由PLC 进行控制，实现连续自动运行。处理系统的工艺流程见

图1（箭头表示水的流向）。

图1 火电厂含煤废水处理系统的工艺流程图

如图所示，含煤废水流入煤水沉淀池，完成沉淀后，上层水通过煤水提

升泵进入电子絮凝器；在电子絮凝器中完成絮凝沉降反应后，出水流入离心

澄清器；离心澄清器利用其自身的离心旋转结构，将污泥沉淀在底部，并通

过排泥电动阀排出，上层清水流入中间水池（进入中间水池的清水已经基本

达到处理合格的标准）；中间水泵将清水抽入至多介质过滤器，进一步滤除

悬浮物；清水最终流入回用水池，通过回用水泵送至栈桥煤水冲洗系统。整

个煤水处理过程中不需要添加任何化学药品，即可实现水资源的循环利用。

各环节的工作原理和运行过程如下：

（1）煤水提升系统

煤水沉淀池（深5m）内设置三台煤水提升泵，泵的启动和停止均由液位

器控制。池内设置高（-0.3m）、中(-2.5m)、低（-4.5m）三档液位，当池内

水位小于低液位，三台水泵均不会启动运行；当水位超过低液位，一台泵开

始启动运行；当水位到达中液位，再一台泵开始启动运行；当水位到达高液

位，发出告警信号。三台泵互为备用，任何一台故障，备用泵自动投入运

行。

（2）电子絮凝器

电子絮凝极板通电后产生电荷，吸引周围小颗粒，通过改变其极性使小

颗粒 2

互相粘合形成新的大颗粒，使其易于沉淀。同时，电流将水分解为OH—，与

溶

解状态的乳化油、油泥等大分子中的 OH—结合，形成水分子；同时将油泥等

置换出来，形成非溶解状态物质并使其沉淀。

（3）离心澄清器

所在的罐体深3m，罐内设置高（-0.1m）、中(-1.5m)、低（-2.7m）三档

泥位。利用离心旋转结构，使煤水中的污泥沉淀在离心澄清器的底部，并通

过超声波泥位计控制的两个排泥电磁阀排出；上层清水流入中间水池。超声

波泥位计的探头由罐体顶部伸至底部，分为水深、泥位两种测量模式。水深

测量模式下，超声波泥位计不工作。泥位测量模式下，当量程小于低泥位，

两个排泥电磁阀均不会启动运行；当量程超过低泥位，一个电磁阀开始启动

运行；当量程到达中泥位：再一个电磁阀开始启动运行；当量程到达高泥

位，发出告警信号。两个电磁阀互为备用，任何一个故障，备用电磁阀自动

投入运行。

（4）中间系统

中间水池深 5m，池内设置三台中间水泵，泵的启动和停止均由液位器控

制。池内设置高（-0.3m）、中(-2.5m)、低（-4.5m）三档液位，当池内水位

小于低液位，三台水泵均不会启动运行；当水位超过低液位，一台泵开始启

动运行；当水位到达中液位，再一台泵开始启动运行；当水位到达高液位，

发出告警信号。三台泵互为备用，任何一台故障，备用泵自动投入运行。

（5）多介质过滤器

过滤层使用双层滤料：上层放置大颗粒无烟煤，下层放置大比重的小颗

粒石英砂。当水中的悬浮物和胶体颗粒流经过滤层时，滤料缝隙会将其截留

于表面。当截留达到一定量，需利用逆向水流反过来冲洗滤料，以使过滤器

内的双层滤料层松动，重新恢复过滤功能。

（6）回水系统

回用水池深 5m，池内设置三台回用水泵，泵的启动和停止均由池内的液

位器和出水管中的容积式流量计控制。池内设置高（-0.3m）、低（-4.5m）

两档液位。当池内水位小于低液位，三台水泵均不会启动运行；当水位超过

低液位，且出水流量小于 1.7m3/s，开启一台回用水泵，做变频运行；当出水

流量大于等于 1.7m3/s，第一台回用水泵由变频运行变为工频运行，第二台回

用水泵启动，做变频运行；当水位到达高液位，发出告警信号。三台泵互为

备用，任何一台故障，备用泵自动投入运行。

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本科毕业论文（设计）开题报告学院电气信息工程学院专业班级姓名学号指导教师毕业论文（设计）题目火电厂含煤废水控制系统的设计开题日期2022年12月1日课题研究意义研究背景：火电厂作为用水、排水大户，水资源的消耗量和废水的排放量都很高，并随着供电需求的增长呈逐年上升趋势。工业废水若直接排放，将造成水资源的大量浪费和环境的严重污染。《中华人民共和国环境保护法》、《新污染物治理行动方案》等法律法规的颁布，要求切实加大水资源节约与水污染防治力度，火电厂的废水排放标准随之变得越来越严格。研究意义：（1）按照电力行业标准DL/T5046-2006《火力发电厂废水治理设计规程》的要求，含煤废水应设计独立的收集...

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