供水系统工业滤水器定时全自动反洗工艺技术说明
供水系统工业滤水器定时全自动反洗工艺技术说明，能源总厂冷轧水处理车间工业滤水器组原反洗方式按直排水方式设计，与新增的反洗水就地回用系统不相适应，影响其连续运行和水质达标，降低了反洗水回用率。修改了冷轧水处理车间各个水站的工业滤水器组全自动反洗控制程序，增加了定时启动功能，并可控制反洗台数和反洗总时间长度，实现了单台工业滤水器反洗间隔可调，使过滤和反洗时间与反洗就地回用处理能力相匹配，提高反洗水处理系统运行的连续性和稳定性，提高了用水循环率，降低了新水消耗。
工业滤水器是供水系统中降低原水浊度的重要生产设备，能源总厂冷轧水处理车间所辖各水站均设有多台石英砂或多介质工业滤水器。工业滤水器运行时，原水中的悬浮物被滤料层截留吸附并不断地在滤料层中积累，滤层孔隙逐渐被污物堵塞，在滤层表面形成滤饼，过滤水头损失不断增加，流量和过滤指标降低，因此工业滤水器每运行一段时间后必须反洗。冷轧水处理车间各水站均新建了工业滤水器反洗水回用处理系统，以降低新水消耗。由于现有工业滤水器反洗控制方式按照反洗水直排设计，其自动反洗频率与新增反洗水系统的处理能力不匹配，导致反洗水回用系统无法连续稳定运行，出水浊度不达标，反洗水回收利用效果不佳。
1供水系统工业滤水器现有自动反洗工艺
工业滤水器控制系统的自动反洗控制只能每24h通过监控上位机手动启动1次。由于不同的工业滤水器组需要的反洗频率不同，浊循环中工业滤水器组反洗频率较高，为一天洗2次，净循环中工业滤水器组反洗频率为一天1次。若工业滤水器较少，反洗频率低，以4台工业滤水器为例，每台工业滤水器之间的间隔时间达到为6h,影响回用水系统连续运行；若工业滤水器较多，反洗较频繁，则无法实现在24h内自动完成所有工业滤水器的反洗；若通过修改间隔时间控制1个反洗周期为24h,则反洗间隔时间较短，与回用水系统处理能力不相适应。
2工业滤水器工艺存在的问题及改进方案
2.1工业滤水器存在的问题
能源总厂冷轧水处理车间包括冷轧1号，2号，3号，4号水站和硅钢2号，3号，4号和5号等多个水站。按原有工业滤水器自动反洗控制方式，只能每24h手动启动1次自动反洗，若只有4台工业滤水器，每台工业滤水器之间的反洗间隔会达到6h,使得反洗水处理系统经常处于闲置，无法连续运行，一体化净水器等生产指标降低，回用水浊度升高和波动，并无法正常排出污泥；若工业滤水器组多于10台，或反洗频率过高，会造成反洗间隔过短，不仅造成反洗排水量超过水站就地回用处理能力的问题，还会损耗大量使用新水，甚至会造成收集池溢流。
以冷轧1号水站为例，其5月的一体化净水器出水浊度如表1所示，补水记录如图1。参照表1和图1,一体化净水器出水浊度波动较大，且经常高于3NTU(设计指标应小于3NTU);补水频率较高，补水量较大。
表1一冷轧水5月一体化净水器出水浊度
NTU
5日 6日 7日 8日 9日10日 11日 12日
4.8 3.3 2.7 3.5 5.13.6 3.2 2.6
日期
图1一冷轧水站5月补水记录图
2.2工业滤水器改进方案
修改工业滤水器自动运行程序，以实现水站工业滤水器每天定时自动启动反洗，并控制反洗总时间、自动反洗台数和单台反洗间隔时间，在确保1个反洗周期内完成所有上线工业滤水器反洗的前提下，使每台反洗间隔时间与反洗水处理能力相适应，保证反洗水处理系统连续稳定运行，并控制反洗用水和排水量在水站就地回水处理能力内，避免反洗水收集池溢流或大量补充新水。
1)可将各水站工业滤水器全自动运行设置为在每天不同的时间点自动启动，若上次反洗周期未完成，则继续完成上1次反洗，每次启动后只反洗1个周期，并可设定反洗总时间和反洗台数；
2)对工业滤水器采取上线/下线区分，上线工业滤水器可编入自动运行程序，下线工业滤水器手动运行或停运检修；
3)手动将上线工业滤水器排序后可自动按顺序反洗，反洗间隔时间可自动设置或手动设置，使工业滤水器反洗周期与水站回用水处理能力和运行周期相适应。
3工业滤水器实现工艺流程改进及效果
冷轧水处理车间各个水站的控制系统并不相同，以冷轧1号水站(PLC为全套西门子产品，上位机监控软件为西门子WINCC7.0)为例，介绍如何优化控制程序，以实现工业滤水器组定时全自动运行。
3.1工业滤水器工艺流程的改进
1)图2为工业滤水器自动运行操作界面。在监控画面中，通过填空方式设定每台工业滤水器是否加入自动反洗及反洗序列号，并可在监控画面中任意设定完成所有工业滤水器一1次反洗的总时间，实现对全自动反洗总时间长度的控制。
2)根据监控画面设定，完成所有工业滤水器1次反洗的总时间，由公式：
单台工业滤水器单次反洗时间=排水时间+气洗时间+混洗时间+静置时间+正洗时间(1)
每台工业滤水器反洗间隔时间=(反洗总时间-单台单次反洗时间)/上线工业滤水器反洗台数(2)
计算出反洗间隔时间，其控制程序的逻辑如图3所示。
以一冷轧水站为例。一冷轧水站有4台工业滤水器，其反洗水处理循环如图4所示，单台水洗1次产生300m3反洗水，全部排入收集池，而收集池提升泵正常运行时(一用一备)大排水能力为150m3/h,因此，将单台工业滤水器1次反洗水全部排出时间超过2h,排出收集池到进入一体化净水器处理需要时间，同时一体化净水器处理能力为150m3/h,处理单台1次反洗全部排水也需要2h。单台工业滤水器的反洗时间与反洗间隔时间之和应不少于2h。反洗水处理循环图如图4所示。
3)根据操作员设定时间，每天定时启动工业滤水器全自动反洗。在上位机监控画面中增加设定启动时间的窗口，由操作员设定每天工业滤水器自启动反洗时间，再将设定好的时间传送至PLC;在PLC程序中调用OB块，根据设定好的时间，每天定时运行此OB块，以启动工业滤水器全自动反洗功能。工业滤水器定时全自动反洗逻辑如图5所示。
3.2工业滤水器实施效果
以一冷轧水站为例，7月的一体化净水器出水浊度如表2所示，7月的补充新水量如图6所示。对比可见，新增工业滤水器组反洗定时自启动功能后，新水补充量和补水频率明显降低，反洗排水处理后的浊度指标低于3NTU,优于《循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)对补充水质的浊度要求。
表2一冷轧水站7月一体化净水器出水浊度
NTU
15日 16日 17日 18日 19日20日 21日 22日
2.4 2.3 2.4 2.5 2.32.6 2.5 2.4
通过改进工业滤水器全自动反洗程序，新增了定时自动反洗功能，可任意设定反洗台数和控制反洗总时间长度，实现了冷轧水处理车间工业滤水器组的定时自动反洗，可调控工业滤水器组反洗总时间和间隔时间，有效提高了站所回水处理效率和循环用水率，减少了新水使用量，降低吨钢耗新水和生产成本。改进后的控制方式已推广至能源总厂冷轧水处理车间多个水站，运行效果良好。
