仿真系统在污泥处理装置中的应用分析

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1、仿真系统在污泥处理装置中的应用分析　　摘要中国石油呼和浩特石化公司于XX年对污水处理场建立了仿真培训系统，其中的污泥处理装置与实际操作高度仿真，文章对构建该平台的工具和原理进行简要介绍，并评价了应用效果。　　关键词仿真；培训；污泥处理；稳态模拟；模型建立；评价　　中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1671-759707-0138-01　　仿真培训系统能够模拟装置在开工、停工、正常运行操作、突发事故状态，无需投料，操作时没有任何生产风险，可以使操作人员在数周之内得到现场工作数年的经验，作为一种科

2、学的培训手段，仿真培训现在已在中国石油多家石化企业的生产装置中得到广泛应用[1，2]。　　污水处理单元由于其生产过程排水动态不易模拟、自动化程度较差等原因，在石化企业仿真培训应用较少。中国石油呼和浩特石化公司于XX年委托北京东方仿真控制技术公司对污水处理场建立了仿真培训系统，在双方技术人员的配合下，克服难点，完成该项工作，其中的污泥处理装置与实际操作高度仿真，在培训中取得了很好的效果。　　仿真开发工具　　针对性开发仿真系统所用平台工具为“过程仿真系统平台”及“分析与培训支撑系统”。　　PSSP平台是基于

3、面向对象的建模与仿真方法的先进仿真系统开发与运行环境体系，其运行环境为标准计算机，支持MicrosoftWindows全系列操作系统，可在网或脱网运行。　　污泥处理装置现状　　呼和浩特石化公司污泥处理装置主要由污泥浓缩罐、配药系统、进料泵、加药泵、污泥离心脱水机、转运车辆等组成，在整个污水处理场中属于自动化程度较高的工段。　　污泥处理工艺流程　　图1污泥处理工艺流程图　　仿真系统的模型选择　　通过对工艺流程的分析，将整个污泥处理装置分为三个　　模型：　　1）加药系统。　　2）加药泵、进料泵、刀闸阀操作面

4、板。　　3）污泥离心机的操作。　　仿真系统的建立　　稳态模拟　　针对污泥处理工艺流程，建立的稳态模拟包括：泥水分离参数稳态；加药系统螺杆输送机参数稳态；加药系统抽空器参数稳态；离心机油、水、泥分离参数稳态等。　　1）泥水分离参数稳态。泥水分离参数稳态的建立是基于迪克理论，即重力浓缩理论：　　Gu=uCi　　式中：Gu为下流固体通量，kg/；u为下流流速，即由于底部排泥导致产生的界面下降速度，m/h；Ci为截面的污泥浓度，kg/m3。　　2）加药系统螺旋输送机参数稳态。螺旋输送机参数稳态基于推料时间、螺旋

5、输送机的输出效率以及输出转速等因素：　　Fo=fx　　式中：Fo为螺旋输送机出料量，kg/h；t为推料时间；n为输出效率；rev为螺旋机的输出转速。　　3）加药系统抽空器参数稳态。抽空器参数稳态基于椎体内药/水润湿效率、椎体液位、动力水流量等因数：　　Fo=fx　　式中：Fo为抽空器出口流量；rsxl为椎体内润湿效率；HXT为椎体液位；fi为抽空器动力水流量。　　4）离心机油、水、泥分离参数稳态。离心机油、水、泥分离是基于离心力，离心力作为推动力作用于固相：　　C=*/2）*G　　式中：C为污泥颗粒在离

6、心机内的离心力；ωb为离心机旋转角速度，ωb=2*π*n/60；n为转数；r1为离心机转筒半径；r2为液相收集池半径；G为重力。　　模型开发　　仿真模型建立调试完成后，DCS画面中的仪表和后台模型变量以点对点的通讯模式进行数据传输，操作人员就可以在计算机上对污泥处理装置进行相应的开车、停车、事故等模拟操作。例如，加药系统的推料，点推料按钮，这个动作就会传到模型，模型中计算推料的模块就开始计算推料量。　　与实际操作过程比对　　画面比对：仿真培训画面与生产现场的实际工作画面在操作方式和人际界面、流程、控制组

7、细目、报警画面等方面高度相似，对生产现场模拟非常逼真，有利于员工融入仿真情景，达到较好的学习效果。　　应用评价　　1）全面提高员工操作素质，在日常培训、开工前强化培训、转岗培训、新入职员工培训、技能竞赛中可以广泛应用该仿真系统，分阶段提高开停车、正常运行状态下的操作，为500万扩能改造工程污泥处置装置顺利开工保驾护航。　　2）提供准确评价员工能力的平台，利用高仿真平台，改变员工技能评价“理论以笔试答卷+实际以口述描述开工过程”的较为落后考试测评方式，用准确而量化的方式对员工进行了评价，能够为公司进一步选

8、拔人才、重用人才提供了科学的平台。　　北京东方仿真控制技术公司为我公司污泥处理装置设计的仿真培训系统具有传统培训方法所不具备的逼真、高效、安　　全[3]等优点，不仅可以提高培训效果，而且可以大大缩短员工培训周期，打破了原有现场培训的地点限制，节省了培训成本，为呼和浩特石化公司大力开展的“一岗多能”活动提供了平台，为500万扩能改造装置的人才培养建立了良好的平台。　　[1]祈鲁梁.水处理工艺与管理使用手册[M].中国石化出版社，XX.　　[2