COD在线分析仪预处理系统的处理方法改造.pdf

COD在线分析仪预处理系统的处理方法改造Modification of COD Online Analyzer Pretreatment System付伟 李艳君（蓝星智云（山东）智能科技有限公司工艺优化事业部，山东淄博 255000）摘 要 针对某石化公司总入污水分析小屋COD-2000预处理系统取样管路易堵塞，常减压装置及催化裂化装置工况异常时除油效果不佳导致测量数据不准确，聚光COD-2000型仪器出厂配套预处理损坏，仪器无法通过触发信号自动采样或手动控制采样及调试等问题，本着充分利旧的原则，通过增设电动阀、电磁阀、自清洗过滤器、蠕动泵、样品杯等仪器仪表，以及加装PLC控制模块和电气控制箱，使预处理系统具备自动采样、自动仪表气反吹、自来水清洗等功能，实现采样周期分析过程自动化。在一定程度上提升预处理系统采样、反冲洗自动化水平，降低操作人员工作负荷，帮助企业提质、降本、增效。关键词 在线分析仪表；预处理系统；PLC自动控制；自动反冲洗中图分类号 TH89 文献标识码 BCOD在线分析仪预处理系统的处理方法改造付伟，等0 引言在线分析仪表在石油化工等行业的应用非常广泛，在污水处理等相关工序中，可连续自动分析油品、水体的质量参数，为污水处理生产过程控制、组分质量分析、作业指导操作等提供重要的数据，实现炼油及化工生产质量指标的卡边操作，使工艺控制更及时、准确，生产效益最大化。目前，在石油化工生产过程控制中，部分在线分析仪表的价值并未完全得到利用，其主要原因在于工艺人员对在线分析仪表认识不全面，对在线分析仪器数据不信任，制约了在线分析仪表的工作效率和精进1。1 样品预处理系统设置样品预处理环节的目的是为分析仪表提供不断置换的、洁净的、具有代表性的，以及具有适合分析仪表工作条件（温度、压力、流量）的样品。在石油及化工装置中，部分工艺条件不能满足在线分析仪表正常工作的需要，如样品采集滞后时间过长或样品洁净度不足等，均会导致分析数据不准确。而一个符合分析仪表条件的样品，对于在线分析仪表的长周期运行和分析数据的可靠性是至关重要的2。2 样品预处理系统处理方法改造某石化公司总入污水分析小屋的取样点为全厂污水入口，原预处理系统采集的样品中常出现污油、氯、重金属等杂质，且采样滞后时间长约 5 min 左右，而正常样品采样周期范围在 60 s左右。经过大量排查发现原有的预处理系统存在诸多问题，预处理系统设计不合理或预处理系统处理效果不佳都会影响分析仪的测量结果，维护量也随之增大。针对旧预处理系统处理效果差、-1仪器仪表与分析监测 2024年第2期样品滞后时间长等问题，通过技术改造，使样品预处理系统能满足分析仪表对样品的要求，保证在线分析仪表长周期稳定运行，并提供准确可靠、有价值的分析数据3。2.1 原预处理系统流程原预处理系统流程如图 1 所示，图中样品由进样阀一路经过旁路阀流出，一路通过Y型过滤器过滤后经球阀通至水箱，分析仪从水箱中取样，最后通过返回阀排出。2.2 原预处理系统存在的问题通过对现场进行分析，发现该预处理系统存在以下问题。1）原预处理系统无仪表风反吹且自来水无法及时冲洗管路，总入污水含有大量的污油导致进样杂物较多，从而易引发管路堵塞等问题。2）由于原预处理系统通过流通水箱进行进样及采样，导致小屋室内污油味浓郁，空气质量不佳，工作人员长期吸入可能会影响身体健康。3）取样阀与流通水箱之间的取样管径较小，如果水箱存在污油，很容易引发堵塞从而使分析仪取样阀无法正常取样，监测数据往往偏低甚至为零。仪表取样管设置在流通水箱中，且该水箱并未设置冲洗搅拌系统，水箱内的泥水经常出现分层，使取样样本不均匀，导致预处理系统提供的监测数据并不能准确反映出样品的水质情况。3 预处理系统硬件改造升级措施针对原预处理系统存在的问题，本着降低预处理系统干扰、不影响工艺正常操作、保证仪表稳定运行、降低工作人员维护量的原则，对原预处理系统进行如下改造。1）增加自清洗过滤器。通过自清洗过滤器过滤出大颗粒污染物及污油，使样品水质得到进一步改善，并实时对流通的样品进行中间部分的采样，增强样品的代表性。2）由原系统1路自来水冲洗增加到仪表风及自来水 2 路冲洗。由 PLC 根据人工定时进行自动冲洗，同时配备触摸操作屏，增加人工干预启动和停止按钮。3）改造样品杯。将原系统的流通水箱改造为体积更小的样品杯，COD-2000 型预处理采样由样品杯通过蠕动泵和软管捏阀进行定量采样，一定程度上避免了管线被污油污染的问题，降低运维量的同时可有效减少分析小屋室内油汽挥发，改善室内空气质量。4）改造后的预处理系统通过 PLC 自动触发启动整套流程，实现了采样、反冲洗自动化控制，使正常工况下操作人员的工作量大幅下降。改造后的现预处理系统流程如图2所示。4 PLC组态程序PLC 系统触发启动程序如图 3 所示，PLC 符号见表1，启动过程如下。图1 原预处理系统流程-2表1 PLC符号表 注释系统触发启动自来水冲洗阀仪表风冲洗阀进样阀样杯进液阀蠕动泵管路吹气时间样杯静置时间样杯进样时间氨氮泵工作时间自来水冲洗时间样杯排液时间样杯进样延时地址M10.0Q0.0Q0.1Q0.2Q0.5Q0.6T40T42T43T44T45T46T47STEP1：系统触发 M10.0，T43 样杯进样计时器开始计时，Q0.2输出信号控制进样阀。STEP2：T47 样杯进样延时计时器开始计时，当其计时结束且 T43样杯进样计时器计时未结束时，Q0.5输出信号控制样杯进液阀。STEP3：T46样杯排液计时器开始计时，当其计时结束且T45自来水冲洗计时器计时未结束时，Q0.0输出信号启动自来水冲洗电磁阀。STEP4：T45自来水冲洗计时器开始计时，当其计时结束且T40管路吹气计时器计时未结束时，Q0.1输出信号启动仪表风电磁阀进行反吹。STEP5：T42样杯静置计时器开始计时，当其计时结束且T44氨氮泵工作计时器计时未结束时，Q0.6输出信号启动蠕动泵。图2 现预处理系统流程图3 PLC系统触发启动程序COD在线分析仪预处理系统的处理方法改造付伟，等-3仪器仪表与分析监测 2024年第2期5 改造效果原预处理系统使用塑料软管进行采样，如图4所示，需要每天进行一次人工管线清理才能保证水样不被管线内的污油所污染。图4 原预处理系统现预处理系统使用的是不锈钢管，如图 5 所示，并且配有仪表风和自来水冲洗，正常工况下不需要人工清洗管路，有效地解决了在线分析仪预处理系统采样数据偏低的问题。预处理系统改造前后COD数据对比见表2，可以看出投运后每周监测记录数据相对误差均在水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（HJ/T 3552007）所规定的允许范围（COD100 mg/L不超过15%）内。图5 现预处理系统表2 预处理系统改造前后COD数据对比检测项目投运前CODCODCODCODCODCOD投运后CODCODCODCODCODCODCODCOD日期2021060320210610202106172021062320210627202107032021070720210709202107102021071120210801202108082021081520210822实验室数据/(mg/L)971 404 3507 890 1300766 554 980 2187 1200 2540 1605 650 409 仪表监测值/(mg/L)1341.3 527.9 4761.2 707.6 2105.8 1103.6 541.5 939.9 2240.2 1269.3 2670.6 1677.9 620.8 435.2 相对误差/%38.1330.6735.7620.561.9844.07-2.25-4.099.815.785.144.54.496.41允许误差/%7.42.4825.10-3.6516.126.7-0.25-0.801.061.392.611.46-0.580.52-4基于ANFIS系统的无刷直流电机控制仿真研究Simulation Study of Brushless DC Motor Control Based on ANFIS System 刘洋1 张博1 唐家勇1 张立昌2（1.西安工程大学，陕西西安 710600；2.西安工程大学实训中心，陕西西安 710600）摘 要 无刷直流电机运用环境多变复杂，众多不确定因素都会影响无刷直流电机运行的稳定性和响应速度。传统的模糊控制参数调整困难、性能不稳定、计算开销大。针对无刷直流电机速度控制的优化，本文提出了一种采用评论家学习方案下循环全局反馈的ANFIS系统，其中包括三层级联神经网络和模糊控制算法的结合。ANFIS系统通过采样无刷直流电机实际转速，对比参考转速，实现对PID参数的预测；同时ANFIS系统采用双曲正切作为传递函数来调整权值，缩放共轭梯度法作为优化器来减小训练误差，减法聚类方法来提高预测的适应性和准确性。关键词 无刷直流电机；ANFIS系统；模糊神经网络；PID控制中图分类号 TM33 文献标识码 B基于ANFIS系统的无刷直流电机控制仿真研究刘洋，等基金项目：西安市青年托举计划（No:959202313001）0 引言传统的有刷电机通过电刷与换相器的不断摩擦来实现运行，存在噪音大且必须经常维护的缺点。随着现代电力电子技术的快速发展，电子换向器的产生推动了无刷直流电机（Brushless DC 6 总结通过本项目的实施，在线分析仪表COD平稳运行一年有余，妥善地解决了因预处理系统处理效果不佳导致分析仪管路堵塞、测量值超量程、检测数据不达标等问题。改造后的预处理系统通过多级预处理及自动反冲洗，保证了水样样品的代表性及仪表分析数据的可靠性，数据具有分析、利用价值。因此，针对不同工艺条件，应配备相应预处理系统，在提升工艺控制自动化的同时，最大程度提高样品采样、分析的及时性，提升样品质量，间接提升在线分析仪表长周期稳定运行的可靠性，降低操作人员工作负荷，助力企业提质、降本、增效。参考文献：1刘瑞华.在线分析仪表样品预处理系统的特点及重要性探析J.中国战略新兴产业，2018，23(28):580.2李健玲，陈龙，杨学峰.在线分析仪表预处理系统J.石油化工自动化，2005(5)：27.3吴淑侠.进水在线仪表COD、TP水样预处理系统优化研究J.计算机光盘软件与应用，2014，17(14):164-165+167.-5