煉油廠產生的廢水主要包括油廢水、堿廢水、硫廢水、鹽廢水、酚廢水和生活廢水等。其污染物種類繁多，密度高，是比較難處理的工業廢水。我國水資源嚴重不足，為了實現可持續發展戰略，煉油廠需要不斷提高污水處理技術，保證符合工業污水國家排放標準。經過數十年的發展，中國煉油廠污水處理自動化技術的水平和應用范圍大大提高，特別是近年來，隨著檢測技術、軟件技術、網絡技術等一系列技術的快速發展和先進控制理論的提出和普及，DCS系統廣泛應用于煉油廠污水處理自動化生產。過去用的污水處理系統穩定性較差，使用時間長容易出故障，需要工藝人員手動才能完成。而DCS系統優點在于分散控制，對污水處理的每個過程分別控制，由控制中心集中操作修改設定值，整個生產過程形成大的串級控制系統。因此，使用DCS系統不僅可以提高控制效率，節省人力，還可以克服過程中的干擾，提高系統的魯棒性，提高生產效率。

2污水處理工藝流程

我的煉油廠污水處理采用自流式水力流程，污水經調節配水、中和、浮選、均質、水解、生化處理后，合格水經原污水管道排入長江，整個工藝復雜，自動化程度高。整個污水處理工藝主要由以下工序組成。

2.1污水處理部分

2.1.1調節配水

調節配水環節是將預處理后的含油、含堿、大排水溝污水通過管道送入計量配水槽，通過電磁流量計量，重力流入中和池。

2.1.2中和

中和池采用機械攪拌混合反應，依據PH值在線儀顯示值自動控制酸堿泵投加酸堿，調節中和池出水PH值在給定的范圍內。

2.1.3一、二級浮選

中和后的污水，首先進入一級浮選(浮選機)，去除污水中的浮油、乳化油和部分浮選固體、膠體狀物質。然后浮選機的出水通過浮選池的井進入二級浮選(浮選池)。浮選池采用部分回流加壓溶解氣浮，浮選池的出水部分通過回流泵的加壓進入溶解氣罐作為溶解氣水。

2.1.4均質與水解

煉油污水經浮選處理后，流入均質池，通過潛水攪拌機的攪拌，在池內與氧化溝的剩余活性污泥充分混合，混合液流入水解池，進行厭氧生物處理。水解池出水進入氧化溝配水井，通過電磁流量計計量后，流入氧化溝。

2.1.5氧化和二沉

氧化溝轉盤的轉速通過變頻調速器調節，氧化溝出水設有調節堰板，調節池液位，調節轉盤浸沒深度。

污水經氧化溝處理后，流入二沉池進行重力分離。池內設有刮水吸泥機，連續吸收上層活性好的污泥和下層活性差的污泥，用靜水壓力分別吸收回流污泥池井。

2.1.6后過濾和排放

二沉池出水流入待過濾池，合格水通過泵上升沿原直徑820*10管線排放到長江，不合格水流入調節池。部分水經核桃殼過濾器處理，其出水仍返回待過濾池，核桃殼過濾器反沖水進入調節池。

2.2污泥處理部分

污泥進入污泥濃縮池后，通過濃縮減小體積，濃縮后的污泥排入濃縮污泥池，上清液流入排水池。供給泵將濃縮污泥從濃縮污泥池提升到帶式過濾器脫水，脫水的泥餅從螺旋輸送機送到污泥堆積場，過濾液流入排水池。

排水池設有液位控制系統，排水池中的污水由排水泵自動送入調節池。

2.3生活給水部分

新鮮水經轉子流量計測量后，進入凈水器混凝池，充分反應后，流入沉淀池，沉淀的污泥從底部排泥閥排入污水池，上清液流入過濾池，最后流入清水池，消毒后，恒壓給水裝置

污水池設有液位控制系統，污水泵自動將污水送入氧化槽配水井。

2.4鍋爐

來自給排水間的生活水經浮動床進行離子交換后，進入軟化水箱，通過泵2801＃或2802＃，間斷補水至鍋爐進水管。從鍋爐出來的熱水通過配管送到各供暖包和氧化二沉區、中和浮選區的下水道頂部。

3污水處理的控制系統

根據污水處理站工藝流程比較復雜的特點，我們采用直流S系統自動控制污水處理流程。DCS系統是以通信網絡為紐帶的多級控制系統，由過程控制級和過程監控級組成，整合了計算機、通信、顯示和控制技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理，具有高可靠性、開放性、安全性和易操作性。

3.1DCS系統結構

控制系統由工程師站、操作員站、I/O站和過程控制網組成，通過以太坊與管理計算機相連，實現遠程查詢監控。工程師站內設有組織軟件平臺，修改過程參數，進行系統維護的操作員站內操作員監視生產過程的I/O站監視整個工業過程，由主控制卡、數據轉發卡、I/O卡、供電單元等構成。為了確保系統的可靠性，主控制卡、數據轉發卡是冗馀配置。

3.3系統功能

DCS系統簡化整個控制系統，操作人員在控制中心操作即可。因此，需要友好、功能豐富的人機界面作為交互，大幅度提高效率，降低對操作者的要求，節約人工費。接口的具體功能如下:

1)顯示整個處理過程的過程圖和各具體過程的控制過程圖，以此為中心顯示現場參數、生產狀態等，便于查詢。

2）可以根據調度要求以及現場情況方便對過程設定值進行調整或直接對現場設備進行操作。

3）顯示報警信息以及具體的報警位置、狀態等。

3.3.2數據記錄與分析

建立歷史數據庫，記錄生產中一些重要的過程數據、報警信息和操作人員的操作記錄，作為今后進行生產技術優化和控制系統改造的重要依據，有利于分析生產過程中存在的漏洞，及時修正。

3.3.3通信功能

通信包括與各種現場設備、控制器之間的通信，以及管理系統與調度系統之間的通信。與現場設備之間一般采用4~20mA標準信號通信，與管理系統和調度系統的通信可通過TCP/IP協議通過有線或無線的方式在局域網內實現。

3.3.4工藝控制功能

這是DCS最重要的功能，整套DCS解決方案需要構建整個生產過程的控制系統，實現對各種設備的監控和操作。根據工藝要求，各生產環節分別監控和控制。

3.4控制過程

3.4.1液位控制

如圖為液位控制的控制流程圖，使用差壓變送器測量容器中的液位，進入控制器與設定值的偏差為e，使用PID算法根據偏差計算控制器輸出，控制出口閥的開度，控制液位。

?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????通過Kp、Ki和Kd三個參數的設定。PID控制器主要適用于基本線性和動態特性不隨時間變化的系統。其計算公式如下:

(理想PID)

(工業PID)

其特點是能更好地控制振動，原理簡單，易于實現。缺點是魯棒性不強，需要根據經驗整理控制器，隨著設備老化和系統變化，控制系統的特性也發生變化，PID控制器的工作性能受到影響。此外，PID控制器不適用于滯后較大的系統，如加藥量控制。污水處理DCS系統內置有PID控制模塊，易于實現，性能穩定，主要應用于液位控制、流量控制和水壓控制。

3.4.2PH控制

如圖為PH控制流程圖，主要通過加酸和加堿量來調節PH值，一方面考慮當前PH值的大小，另一方面考慮進水和出水的流量，需要保證下一個流程的設計流量。因此，中和池的控制也包括流量控制、液位控制等，是一個強耦合的過程，即一個輸入量同時影響多個輸出量，導致過程的難控性。普通的PID方法一般超調大，控制效果差，系統不穩定。在這種情況下，使用耦合控制方法，將強耦合過程在控制過程中耦合，分別控制輸出變量，同樣使用PID控制器控制各控制回路。解耦后，控制效果大大提高，過程控制穩定可靠。

3.5溫度控制

如圖為溫度控制流程圖，根據鍋爐加熱的情況，為了保證鍋爐內的溫度在設定值，必須使用溫度變送器(熱電偶)來測量鍋爐內的溫度和出口液體的溫度，進入控制器后調節燃料氣的進口閥。燃料氣源壓力不穩定，氣閥具有一定的非線性，因此使用普通單回路PID控制時控制效果差，會產生很多振動。

串級控制系統采用兩套檢測變送器和兩個調節器，前一個調節器的輸出作為后一個調節器的設節器的輸出輸送到調節閥。控制系統包括兩個控制電路、主電路和副電路。副回路由副變量檢測變送、副調節器、調節閥和副工藝組成；主回路由主變量檢測變送、主調節器、副調節器、調節閥、副工藝和主工藝組成。

串行控制系統具有以下優點:1、改善過程動態特性，提高系統控制性能2、能夠迅速克服進入副回路的二次干擾3、提高系統工作頻率4、對負荷變化的適應性強5、能夠克服控制過程的非線性。主要用于滯后大的液位控制、克服閥門的非線性等。從控制系統的角度來看，DCS系統是一個大串聯控制系統。

4結語

DCS系統融合了計算機技術、網絡技術、自動控制技術、檢測技術等，在生產中充分體現了其優勢，提高了生產效率和生產安全性、規范性。在未來的發展中，隨著新技術的應用和控制理論的進步，DCS系統在工業生產中的地位將進一步提高，其性能也將進一步提高。