浅谈污水处理信息化、智能化

2019年06

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浅谈污水处理信息化、智能化

杨栋王涛王宇李树超（中海油能源发展安全环保公司，天津300457）

摘要：污水处理行业与人们的生产生活息息相关。与国外污水处理行业相比，我国的污水处理系统仍较落后，存在诸多问题，解

决这些问题的关键是提高污水处理行业信息化、智能化水平。虽然近几十年来，我国的污水处理行业信息化、智能化水平有了较大发展，但仍存在整体水平低，开发程度低和管理水平低等问题。基于对现状的总结和认识，文章指出未来的污水处理行业通过信息化、智能化的手段可为企业：（1）提升效能；（2）降本增效；（3）延长资产寿命；（4）保护资源。因此，污水处理信息化、智能化是污水处理行业未来发展的必然趋势。关键词：污水处理；信息化；智能化；系统数据

1水处理信息化、智能化运维现状

1.1整体水平相对滞后

与国际先进水厂相比，国内水厂的自动化、信息化、智能化技术还相对滞后。各类水厂之间的差别，以及企业内各类系统应用不平衡。在应用水平方面，总体呈现硬件设备安装的多，软件应用的少，单项简单的应用多，能够为管理和决策提供支持的应用少，智能分析系统尚未得到应用。在有限的资金的条件下，不同类型的水厂的信息化、智能化建设分别应该达到什么程度，如何科学、合理的进行配置[1]。许多企业对这些问题都相当困惑。缺乏整体认识，建设中存在一定的盲从性和重复性。

1.2应用软件开发水平有待提高

随着自动化系统的普及应用，水厂自控系统的稳定性和可靠性都有了大幅的提升。为了提升水厂运营的安全性和便捷性，依托于稳定自控系统进一步开发的应用软件系统也逐渐增多，突出的问题是应用软件的开发水平良莠不齐[2]。

①应用软件系统可靠性较低由于受到诸多因素（投资、技术等）的，一些水厂降低了系统可靠性标准，以至系统经常发生故障而未能发挥应有的作用。即便选择了可靠的应用系统，但由于维护和管理问题和某些企业片面追求利润而不顾开发质量，将粗制滥造、尚不完善的应用软件提供给企业使用，也造成了系统功能不完善，个别系统甚至故障频发，影响到水厂的正常运营。

②数据缺乏有效的利用

水厂中控系统采集的大量数据未得到充分利用，在多数情况下仅仅用于中控显示、报表统计和趋势查询，不能为水厂管理和决策提供支持；缺乏高效的利用，造成数据资源的极大浪费。

③软件系统缺乏有效整合

企业已经建成的各个子系统之间的数据由于兼容性和扩展性问题相互之间不能利用（数据相互调用和）。多数水厂都不同程度地存在多个应用软件系统并行的现象，各系统之间缺乏有效的集成和整合。

2污水处理信息化、智能化发展趋势

2.1污水处理信息化、智能化建设和自动化控制的加强

主要为加强检测仪表等硬件设备和信息化网络设施的建设，目前国外和国内一些先进大型污水处理厂现已采用计算机控制技术与多层次的网络结构对污水处理的全过程工序进行无人值守的全自动控制。处理过程控制中各种信号通过相应

的变送器送到下位机，一般下位机采用可靠的PLC 作为控制单元，运行先进的控制算法，实现现场设备的实时控制。2.2全要素、精细化管理水平的极大提高

污水处理的成本高低主要由所选择的污水处理工艺决定，一旦建成污水处理厂，污水处理的运行成本就和管理水平、运行情况、处理量有密切的关系。而水处理过程由于包括复杂的生物化学反应过程，影响因素很多，未来随着国家法律法规的不断加强，势必要求污水处理厂提升工艺水平从而造成运营成本的增加，因此全要素、精细化的管理显得尤为重要，全要素的控制涉及到污水处理厂运行的方方面面，原材料、产物、人员、设备…。

2.3数据管理水平和数据共享程度的极大提高

未来污水处理数据管理会得到极大加强，将实现以下功能：完整的生产运行数据记录体系，清晰记录各类生产运行数据；简洁、直观的数据填写记录方式，数据填报的快捷、准确；规范的数据填报审核机制，实现逐级审核，逐级上报；详细的权限控制机制，精确到具体填报数据项，确保数据的安全；智能的数据修改日志记录，可准确查找到数据被修改前后的各类信息；强大的数据固化机制，在数据到达固化时限时，只有通过数据修改审核流程才可再对历史数据进行修改；智能优化的数据存储机制，所有生产运行数据可至少保存五年，并可根据用户的

需要进行长时间存储设置[3-4]

。2.4系统功能的扩展、深化与整合集成

未来污水处理信息化系统将会根据实际需要不断扩展和深化污水处理相关的应用，深化的功能包括但不限于以下内容。

数据报表：利用自动化控制系统的实时数据库，以及本系统各功能模块的分析数据，建立一套丰富的工况数据分析报表，并以图表等丰富形式进行展现；

远程监控：实现远程监控，支持平板电脑、智能手机等移动终端访问；

设备检测：通过对设备状态的全面监测，提供包括投运时间、故障次数、检修时间提醒等功能；

仪表检测：通过对仪表的全面监测，提供包括量程设置、报警设置、投运时间、维护提醒等功能；

运行报警：根据系统预设等级进行分级显示通讯、设备、仪表、有毒气体等报警信号；

安全分析：根据工艺特点和风险源识别，针对生产过程进行安全监控，根据运行数据进行安全分析，对工艺的安全生产

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和达标运行进行分析；

效能分析：对工艺生产过程的运行效能进行分析，包括单位水量电耗、单位减排量电耗等效能指标；

电力分析：通过电力监测系统，对全厂的电力状况进行横向、纵向等分析；

人员绩效：通过值班期间的人员（主要指中控管理人员）登陆系统情况进行记录和考核，结合各项生产数据，进行人员生产绩效分析；

水质预测：通过对进水、出水水质和生产过程的数据监测，预测当前进水水质和当前工艺条件下，未来一段时间内的出水水质；

故障预警：通过对设备、仪表等的数据检测，可以建立数学模型，对可能存在故障隐患的设备、仪表等进行故障预警；

专家系统：利用运营管理人员和行业专家的经验，结合工艺特点，可以建立一套实用的专家系统，以解决复杂工艺问题；

系统在子功能进行深化的同时，也将实现高度的集成化，纵向上会实现数据采集，存储，处理，分析和展示等的一体化集成。横向上将实现监控，管理，数据分析和故障预警等多类应用的一体化集成。

3污水处理信息化、智能化可为企业带来的益处

通过污水处理信息化的发展可为企业带来的主要益处体

现在以下方面。3.1提升污水厂效能

主要体现在增加水厂产能;提升处理生产线的有效率;通过有效的监控保证水质及安全;借助经验提升工艺效率并符合标准，并获得益处。

3.2降低费用和增加收入

主要体现在通过制定和监控预防性和纠正性行动计划来降低营运成本;通过优化所有运营层面减少固定资产投资;通过优化资产更新来优化投资。3.3延长资产寿命

主要体现在通过积极的维护延长污水厂寿命和强化供应链提升设备质量[5]。3.4保护资源

主要体现在节约能源,减少气体排放威胁；降低碳足迹；减少对环境和社会的影响；加强企业社会责任。

4结语

我国的污水处理信息化、智能化虽然起步较晚，现在整体还处于较落后阶段，但有具有较好的基础条件和很大的后发优势，只要我们能紧跟时代发展脉搏，积极学习先进经验，顺势而为，相信在不久的我国的污水处理信息化、智能化运维将来会取得极大的提高。

参考文献：

[1]王鸿志，左建英，张岩.水务市场现状分析[J].山西建筑,2010(22):201-202.

[2]洪小娟.我国水务行业发展趋势与竞争格局分析[J].现代商贸工业,2012(10):8-9.

[3]林立.国内水务行业资本运营模式浅析[J].商场现代化,2012(8)：107-109.

[4]叶康林.基于实时数据库的数据可视化分析系统[J].计算机仿真,2017,34(1):129-131.

[5]吕福胜，钟登华.中国水务行业发展现状与趋势[J].中国给水排水,2013,29(10):23-27.

催化重整装置节能增效

优化方案研究

肖昌宇（中海油惠州石化有限公司，广东惠州

516083）

摘要：作为炼油环节高耗能装置之一，催化重整装置的节能增效一直是行业的重难点问题。立足于现状，首先介绍了催化重整装置的运行工况现状以及存在的具体问题，其次对催化重整装置的节能增效优化策略进行了解析，提出了相应的建议，希望可以有效促进催化重整装置的运行效率，确保方案的合理性。

关键词：催化重整装置；优化节能；实施策略

催化重整装置是用于生产高辛烷值汽油或苯类芳烃的设备，其反应中主要包括强吸热反应，所以整个过程需要重复多次加热，对于能源的需求巨大。随着近些年来技术不断成熟，催化重整装置的整体能耗需求也在不断降低，但是在整个生产环节中依然占据着较大的比重，随着重整反应压力的调整，其甚至出现了能耗增加的问题，给行业带来了新的挑战。为了进一步探讨催化重整装置的节能增效策略，现结合具体案例就催化重整装置运行过程中容易出现的问题探讨如下。

1催化重整装置运行工况概述

选取某年产量为60万吨的催化重整装置，其主要的生产产品为苯、甲苯以及重芳烃，同时还有液化气以及瓦斯等。受到原油的整体品质影响以及价格影响，本企业的装置负载率仅维持在50%左右，其中，综合耗能数值高于正常设计值，普遍存在能耗过高的问题[1]。通过对该项目工况进行深入分析，发现以下几个方面的主要问题。

1.1原料环烷烃含量不合理，材料配比差

在本企业当中将直馏石脑油作为原料，在生产过程中借助于加氢裂化的处理方式进行处理，其中大多数条件下的物料综合处理水平为40%，其中由于材料的配比不合理，所以材料在进行预分馏加氢处理后随即进入到芳烃选择性较低的环节，此时反应温度需要达到较高的水平才能够确保对辛烷值的贡献，同时生产过程中还需要解决掉裂解出大量瓦斯气的问题，所以组分不优化、材料配比情况差是目前该设备普遍存在的问题[2]。1.2排烟温度过高

在生产过程中，分别对催化重整装置的烟气进行温度测试，发现中压蒸汽后的温度高于170℃，此时加热炉的整体效率低于90%，相比于其他类型的企业平均值93%而言，差距十分明显，这也是导致能量消耗过大，生产效率不高的重要原因之一。

1.3增压机旁路流量过大

在设备的选择方面，该催化重整装置选择了常规往复压缩机，采用两级压缩的方式来供应，其设计流量虽然较高，但是设备长期处于低负荷运行的状态，所以实际的氢气用量较少。在

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