问题解决型成果修改示例.doc

目 录小组概况2选题依据2现状调查2活动目标7原因分析及要因确认8制定对策 15对策实施 15效果确认 26巩固措施 27下步打算 28前 言孤岛采油厂位于渤海之滨、黄河入海口北闾，隶属中国石化股份胜利油田分公司，是全国八大高效开发油田之一。含油面积115.6km2，地质储量45156104t，已连续开采43年，累计生产原油16640104t。目前已进入特高含水期，稳产难度越来越大，原油开采也由单一的常规水驱开发过渡到了以稠油热采、化学驱为主，常规水驱开发为辅的多元方式开发。2010年孤岛采油厂稠油热采年产油量达到了138万吨，占到采油厂原油年总产量的40%，成为最主要的稳产措施。图1 孤岛油田稠油热采分布图热采大队成立于2003年，现有8个基层队，管理着13座活动式注汽锅炉，年注汽能力60104t，承担着孤岛油田稠油油藏、零散区块及边远井的热采注汽施工。热采三队成立于2003年9月，现有职工63人，65以上为35岁以下青工，管理着6、11两座活动式注汽站，累计完成注汽井230余口，完成蒸汽量50104t，为孤岛采油厂的稠油热采事业作出了积极的贡献。一、小组概况表1 小 组 概 况小组名称热采三队QC小组累计接受TQC教育20小时/人年建组时间2004年3月TQC获证100%课题类型攻关型本课题活动日期2010.03-2010.12注册登记号SGC-RC-003-2010活动时间32小时活动方式集中与分散相结合活动次数15次注册时间2010年3月活动课题降低注汽锅炉吨汽耗水量成 员 简 介序号姓名年龄文化程度职务职称组内分工1程若江37大学工程师组 长2赵盛礼26大学助 工方案设计3苗会清36大专工程师现状调查4吴卫国38技校站 长流程改造5李 刚31高中安全员安全监督6岳 峰33大专工程师质量监督7董宪彬35技校班 长现场试验8王 强36高中职 工计量检测9王学军35技校资料员资料整理10韩保锋31大学技术员现场试验方法指导：文凤余 技术顾问：苏敬宝热采三队QC小组自2004年成立以来已发布QC成果7项，荣获胜利石油管理局以上奖励3项，获国家专利1项。制表人：赵盛礼 制表时间：2010年3月2日二、选题依据在稠油热采注汽过程中，必须严格控制注汽干度、水质达标率、锅炉热效率、吨汽耗水量等八项经济技术指标，其中吨汽耗水量是重要指标之一，它是指热采注汽过程中，注汽锅炉每产生一吨（水当量）高温高压湿饱和蒸汽额外消耗的清水量。2009年，热采三队完成注汽井31口，完成蒸汽量7.95104t，平均吨汽耗水量0.31m3/t。根据中石化“三基”创建活动的要求，名牌热采队的吨汽耗水量指标要低于0.2m3/t。为了进一步提高精细化管理水平，成功争创名牌热采队，我们QC小组决定以“降低注汽锅炉吨汽耗水量”为课题展开攻关。三、现状调查1、注汽锅炉吨汽耗水现状针对选定的课题，小组成员首先对6#、11#两座活动式注汽站2009年的注汽耗水情况进行了详细的统计分析（见表2）。表2 2009年吨汽耗水量统计表站号序号井号注汽时间注汽量/t耗水量/m3吨汽耗水量/m3/t61GDN31X2091.101.212002633 0.316 2GD2-34X5302.12.122202705 0.320 3GDNB76X332.183.53006928 0.309 4GDX2-6033.93.212201661 0.300 5GDN31X2034.214.301880596 0.317 6GDN24X5055.15.132471789 0.319 7GDN10X5045.196.22892927 0.321 8GDGN206-16.136.272265712 0.314 9GDGN206-36.297.142592794 0.306 10GDGN201-37.238.32387716 0.300 11GD1-13P61410.410.2032601057 0.324 12GDN10-60510.2511.52231685 0.307 13GD2-34-52711.711.192442766 0.314 14GDN32X411.2612.2150041491 0.298 小 计3683511460 0.311 111GDGB1X1812.251.11210381 0.315 2GD1-16X5241.61.1922237110.320 3GDGB1X102.233.1228649040.316 4GDGB1X283.223.3030739210.300 5GD2-32X5334.124.2225258050.319 6GD2-33N5344.265.520076420.320 7GD2-33-5285.196.122496990.311 8GDN32X3016.307.716084850.302 9GDGB1-277.158.130019300.310 10GDGB1-268.18.1630029610.320 11GDGB1-028.168.2930869260.300 12GDGB1X188.319.1225137540.300 13GD2-36X5279.169.2724157580.314 14GDGB1X1010.610.2131149430.303 15GDGB1-1610.2611.417225390.313 16GDGB1X1711.511.1830119640.320 17GDGB1X2812.412.1730249030.299 小 计4264713226 0.310 总 计7948224686 0.311 制表人：赵盛礼 制表时间：2010.3.2 数据来源：热采三队注汽日报、水电计量台帐统计时段：2008.12.25-2010.12.17 调查人：苗会清、赵盛礼 从表中可以看出，2009年热采三队的平均吨汽耗水量为0.31m3/t, 两座活动式注汽站的吨汽耗水量差别不大，各注汽井的吨汽耗水量波动较小（图2），极差值为0.026m3/t。图2 2009年吨汽耗水量波动图制图人：赵盛礼 制图时间：2010.3.72、注汽工艺流程及水耗分析为了进一步找到降低吨汽耗水量的攻关方向，小组成员对热采注汽工艺流程及流程中的耗水情况进行了分析：注：图中 表示流量计锅炉给水 树脂软化罐（除硬）除氧器（脱氧）储水罐（缓冲）注汽锅炉（产生高温高压蒸汽）热采井水源冲洗用水 进盐用水 置换用水生活用水 清洗设备用水清水蒸汽再生耗水其他耗水图3 注汽工艺流程图制图人：程若江 制图日期：2010.3.8注汽锅炉工艺水汽流程（图3）共有水源、储水罐、树脂软化罐、除氧器、注汽锅炉、热采井6个关键点，5个中间过程，其耗水主要包括再生耗水和其他耗水两个方面（图4），各部分耗水情况见表3。注汽耗水再生耗水其他耗水生活耗水清洗设备耗水冲洗耗水置换耗水进盐耗水图4 注汽耗水树图表3 2009年6#、11#注汽锅炉各部分耗水统计表单位：m3 项目 站别总耗水量再生耗水其他耗水耗水量所占比例耗水量所占比例6#114601040690.8%10549.2%11#132261199890.7%12289.3%合计246862240490.8%22829.2%制表人：苗会清 制表时间：2010.3.9数据来源： 热采三队注汽日报、水电计量台帐统计时段：2008.12.25-2010.12.17 调查人：苗会清、赵盛礼图5 注汽锅炉各部分耗水对比图制图人：苗会清 制图时间：2010.03.09由图5、表3可以看出：再生耗水，包括冲洗用水、进盐用水、置换用水三部分，占吨汽耗水总量的90.8%；其他耗水，主要包括生活用水、清洗设备用水两部分，占吨汽耗水总量的9.2%。这部分用水是野外流动作业必不可少的，同时这部分用水已经通过水表计量以及相关的考核制度进行了规范，不易采取有效措施降低。因此，小组成员重点对再生耗水情况进行了调查分析。3、再生耗水现状运行停止浸泡一级正洗二级正洗进盐反洗置换参数设置运行过程再生过程再生耗水是指为恢复树脂交换能力，保证水处理软化器正常工作（分为运行和再生两个过程，图6）时消耗的水，其用水多少由再生次数和单次再生耗水量两个因素决定：图6 水处理软化器工作流程图 制图人：李刚 制图日期：2010.3.21总再生耗水量=再生次数单次再生耗水量小组成员对再生次数和单次再生耗水量情况展开进一步调查分析：（1）再生次数：再生次数就是水处理制水周期的周期数，等于生产蒸汽量与单次制水量-周期制水量（水处理一个运行周期内生产出锅炉合格水的量）的比值。小组成员对6#、11#两注汽站2009年的水处理运行日报、注汽日报进行查阅统计，发现6#注汽站生产3.6835104t蒸汽，再生次数为409次；11#注汽站生产4.2647104t蒸汽，再生次数为426次；两站共生产7.9482104t蒸汽，再生835次，平均生产95.2t蒸汽就要再生一次，即平均周期制水量只有95.2m3。在当前锅炉用水水质硬度为250-270mg/L的情况下，6#、11#两站的水处理软化器理论周期制水量最大为150m3，因此，周期制水量低大大增加了再生耗水量。（2）单次再生耗水：由表3知2009年两站再生耗水22404m3，两站共再生835次，平均单次再生耗水量为26.8m3。再生过程分为反洗、进盐、浸泡、置换、一级正洗、二级正洗等六个步骤，小组成员对单次再生耗水情况进行了详细统计分析（表4、图7），从图表中看出再生过程中一级正洗、二级正洗用水量占到单次再生用水量的80%以上。表4 再生各步耗水统计表 注汽站反洗进盐浸泡置换一级正洗二级正洗合计耗水（m3）6#2.51.21.210.210.125.2耗水（m3）11#2.81.51.411.411.328.4耗水平均2.651.3501.310.810.726.8制表人：李刚 制表日期：2010.3.13结论：通过现状调查分析发现，注汽锅炉水处理周期制水量低和单次再生过程中的一、二级正洗耗水量大是导致吨汽耗水量高的主要问题。图7 再生各步耗水饼分图四、活动目标1.制定目标本次活动目标：吨汽耗水量由 0.31m3/t降到 0.20m3/t。（见图8）。目标制定依据：中石化基层“三基”创建名牌基层队经济技术指标-吨汽耗水量考核标准0.20m3/t。2.目标可行性分析（1）中石化要求的名牌注汽队吨汽耗水量应低于0.20m3/t。图 8 小组活动目标柱状图制图人：程若江 制图日期：2010.3.21（2）降低锅炉吨汽耗水量可以从提高周期制水量-降低再生次数和降低单次再生耗水量两方面做工作。假设周期制水量提高25%，即由95.2m3提高到119m3，则再生次数降为：79482119=667.9668（次）如要实现吨汽耗水量0.2m3/t的目标，则单次再生耗水量需降到：（794820.20-2282）668=20.38（m3）则一级正洗、二级正洗单次耗水量降低幅度为（26.8-20.38）（26.8-5.3）100%=29.86%也就是说周期制水量提高25%，一级正洗、二级正洗耗水量降低30%，即可以实现吨汽耗水量低于0.20m3/t的目标。因此，我们认为目标可行。五、原因分析及要因确认1.原因分析小组成员应用头脑风暴法，集思广益，对所选课题进行了深入分析，绘制出周期制水量低和一、二级正洗用水量大影响因素关联图（图9）。图 9 影响因素关联图制图人：程若江 制图日期：2010.4.12再生外排水质无法自动判别一、二级正洗耗水量大周期制水量低设备处理能力不饱和计量误差大水源不固定再生切换时间提前水硬度高杂质多正洗参数设定不合理设备维护不到位可再用水浪费缺少回收装置树脂处理能力差树脂更换不及时人员技术水平低操作不当再生系统不完善树脂品质差培训力度不够再生时机未优化作业环境差计量仪表不准确周期制水量参数设置小根据影响因素关联图可以看出：影响周期制水量设置低和一、二级正洗耗水量大的边缘因素有六个：（1）作业环境差；（2）计量仪表不准确；（3）再生时机未优化；（4）培训力度不够；（5）再生系统不完善；（6）树脂品质差。2.要因确认小组制定了要因确认计划表，并按计划表的安排逐条进行确认（见表5）。表5 要因确认表序号边缘因素确认内容确认方法标准负责人完成日期1作业环境差不同水源对吨汽耗水量的影响程度现场调查影响程度董宪斌李刚2010.4.162计量仪表不准确计量仪表校验结果调查检测仪表合格率苗会清赵盛礼2010.4.163再生时机未优化再生时机是否达最佳调查、测试周期制水量参数设定是否优化苗会清王强2010.4.184培训力度不够培训情况调查分析员工技术水平是否达到岗位要求韩保锋王强2010.4.185再生系统不完善再生系统是否完善现场调查、检测分析可再用水是否回收利用程若江苗会清2010.4.226树脂品质差树脂品质调查、检测树脂合格率95%王学军赵盛礼2010.4.23制表人：王强 制表日期：2010.4.12要因确认一： 作业环境差活动式注汽属于野外流动作业，搬迁频繁，水源、场地都不固定，不同水源水质存在一定差别。小组成员对2009年两注汽站因搬迁而导致的水源更换及吨汽耗水情况进行了调查（见表6）。表6 不同水源对吨汽耗水量影响统计表站号序号井号注汽时间是否搬迁是否更改水源水源硬度/mg/L吨汽耗水量/m3/t61GDN31X2091.101.21是是253 0.32 2GD2-34X5302.12.12是是260 0.32 3GDNB76X332.183.5是否260 0.31 4GDX2-6033.93.21否否260 0.30 5GDN31X2034.214.30否否260 0.32 6GDN24X5055.15.13否否260 0.32 7GDN10X5045.196.2否否260 0.32 8GDGN206-16.136.27是是253 0.31 9GDGN206-36.297.14否否253 0.31 10GDGN201-37.238.3否否253 0.30 11GD1-13P61410.410.20是是259 0.32 12GDN10-60510.2511.5否否259 0.31 13GD2-34-52711.711.19是是267 0.31 14GDN32X411.2612.21是是260 0.30 小 计搬迁7次水源更改6次258 0.31 1115GDGB1X1812.251.1是是253 0.31 16GD1-16X5241.61.19否否253 0.32 17GDGB1X102.233.12否否253 0.32 18GDGB1X283.223.30否否253 0.30 19GD2-32X5334.124.22是是2600.32 20GD2-33N5344.265.5否否2600.32 21GD2-33-5285.196.1否否2600.31 22GDN32X3016.307.7是是2650.30 23GDGB1-277.158.1是是2630.31 24GDGB1-268.18.16否否2630.32 25GDGB1-028.168.29否否2630.30 26GDGB1X188.319.12否否2630.30 27GD2-36X5279.169.27是是2650.31 28GDGB1X1010.610.21是是2610.30 29GDGB1-1610.2611.4否否2610.31 30GDGB1X1711.511.18否否2610.32 31GDGB1X2812.412.17否否2610.30 小 计搬迁6次水源更改6次260 0.31 总 计搬迁13次水源更改12次259 0.31 制表人：岳峰 制表日期：2010.4.15图 10 不同水源水质硬度与吨汽耗水量关系图制图人：岳峰 制图日期：2010.4.15由表6和图10可以看出，不同的水源水质硬度在250-270mg/L以内，变化不大；吨汽耗水量也在很小范围波动，受水源影响小。此外，注汽锅炉所用水都是地下管线输送，所含杂质较少，清水在进入储水罐及树脂软化罐前均有过滤装置，水源杂质对周期制水量影响小。同时，水源不固定是由活动注汽的工作性质所决定的，属于客观因素，故确认为非要因。要因确认二： 计量仪表不准确小组成员采取随机抽查的方式，抽检6#、11#两站在用水表、电磁流量计等计量仪表，校验结果见表7：表7 计量仪表抽检结果统计表序号仪表名称安装位置数量精度校验日期校验单位校验情况1普通水表水罐2A级3.8技术质量监督中心合格2电磁流量计树脂软化罐20.13.9合格3电磁流量计除氧器出口20.13.9合格制表人：李刚 制表日期：2010.4.16从表7可看出两注汽站在用清水计量仪表全部合格。同时，在日常工作中，有专人负责流量计检验工作，按期校验；出现问题时及时更换、检修；水表按技术标准安装，降低计量误差。不存在计量仪表不准确而导致正洗参数设定不合理和再生时间提前的状况，故确认为非要因。图10 现场再生正洗水外排要因确认三： 再生时机未优化水处理再生是一个全自动过程，运行过程中当实际制水量达到设定值时自动转为再生。小组成员调查发现，6#、11#两注汽站水处理软化器最大理论周期制水量为150m3，而现场生产中我们一直沿用设备出厂时厂家推荐的参数（6#站周期制水量设定为90m3；11#站周期制水量设定为100m3）运行，没有对再生时机进行精细分析。小组成员改变不同的周期制水量参数，并对6#站水处理软化器运行过程中出水水质进行了现场实验检测，检测结果见表8：表8 6#注汽站出水水质随制水量变化情况统计表（一）序号制水量/m3一级软化罐出水硬度/mg/L二级软化罐出水硬度/mg/L序号制水量/m3一级软化罐出水硬度/mg/L二级软化罐出水硬度/mg/L1102081101202502091203203602010130630470301114016215803012150258169030131602581710060141702582制表人：董宪彬 制表日期：2010.4.17从表8数据可以看出制水量超过140m3时，二级软化罐出口水质硬度才发生变化。在注汽过程中，二级软化罐是对一级软化罐水处理的缓冲，保证最终处理水质硬度必须为0。可以肯定，在周期制水量设定为90m3或100m3时，二级软化罐的处理能力未发生任何作用，富余水处理能力较多，造成再生用水量大。因此，根据一级软化罐出口硬度的变化，选择水处理软化器的合适再生时机改变周期制水量，可以较好地减少再生次数，降低再生用水量。因此，水处理再生时机的选择对周期制水量影响较大，故确认为要因。要因确认四： 培训力度不够我队非常重视职工培训，采取每周一课、岗位练兵、月度考核等形式对全队职工进行技术培训，年均职工培训达40课时以上。为了检查职工技术水平，对两注汽站32名一线操作工进行了基础理论知识和实践操作技能考试，其总成绩中基础理论知识占40%，实践操作技能占60%，成绩统计如下：表9 热采三队职工抽考成绩统计表成绩项目人数优秀良好及格不及格人数121820比例%37.656.26.20制表人：韩保锋 制表日期：2010.4.18考核结果表明：所有一线员工理论知识扎实，操作技能娴熟，考核成绩全部合格，良好率达93%以上，热采三队职工技术水平完全能胜任岗位要求，能够严格按照操作规程进行操作，不存在责任心不强、操作不当、设备维护不到位、树脂更换不及时等现象，确认为非要因。要因确认五： 再生系统不完善为了彻底清除软化器树脂罐内的再生产物和剩余的再生液，在再生后期要进行一、二级正洗。小组成员现场调查发现，两注汽站正洗参数严格按照设备要求和结合现场实际检测情况设定，一、二级正洗有明确的停止判定标准，为了保证锅炉给水水质，一、二级正洗用水量已达最低水平，无法再降低。但是小组成员对6#注汽站一、二级正洗水进行化验检测，发现在一级正洗28min、二级正洗26min时，正洗排出水已经满足水处理用生水标准（表10），可以回收二次利用，由于水处理设备设计时未考虑回收这部分水，未设计回收装置，现场生产中只能将这部分水按污水处理直接注入单井管线回联合站进行处理，造成了可再用水的浪费。表10 水处理再生外排水水质化验结果统计表编号正洗时间硬度（mg/L）碱度（mg/L）总矿化度（100mg/L）1#生水26423862773#584530596.964#1035225542.915#1513225523.336#206725513.857#25282558.858#28232556.599#30202456.1210#35152035.6111#40152015.6512#128.8201.043.3613#1016.8245.223.614#2011.2245.210.7515#239.4245.28.4616#258.7248.07.1517#268.2247.06.2718#287.5248.15.7619#307.0250.55.5820#406.3250.55.47制表人: 吴卫国 制表时间：2010.4.22取样地点：热采6#活动注汽站 检测单位：技术检测中心 测试日期：2010.4.22因此，由于再生系统不完善，水处理再生系统未对正洗外排可用水回收利用，造成了一、二级正洗耗水量大，故确认为要因。要因确认六： 树脂品质差树脂品质的好、差会极大地影响水处理的时间，增加吨汽耗水量。热采三队现用0017钠型强酸性阳离子树脂，树脂的交换当量和其他性能符合要求。生产厂家的树脂在进入采油厂之前，会由油田专业检测机构进行检测，合格后发送至采油厂，再由采油厂技术检验机构对树脂进行第二次抽检，两次检验合格后再发送至使用单位。经过了解，在用的0017型树脂在多年来的抽检过程中无任何质量问题。同时，我们委托采油厂技术监督中心对两注汽站软化器中的树脂进行检测，树脂透明、无破损，物理性质良好，工作交换能力在49000mg/L以上，处理能力良好，树脂合格率100%。对三队树脂更换台帐进行查看，两站树脂添加、更换及时，不存在因树脂品质差而增加再生耗水量的状况。故确认为非要因。结论：经现场验证，最终QC小组确定影响周期制水量低和一、二级正洗用水量大的要因为：再生时机未优化、再生系统不完善。六、制定对策根据确定的要因以及需要实现的目标，QC小组成员认真讨论研究，制定对策如下（表11）：表11对策措施表序号要因对 策目 标措 施地 点负责人完成时间1再生时机未优化优化调整再生时机提高周期制水量25%以上1、现场测定出口水质硬度2、数据分析3、优化调整周期制水量6#、11#注汽站赵盛礼2010.2-2010.52再生系统不完善增设再生外排水监测、回收装置降低一、二级正冼用水量30%以上1、测定出口水质2、方案设计3、线路、流程改造回收可用水4、试用改进6#注汽站程若江2010.2-2010.7制表人：王强 制表日期：2010.5.5七、对策实施（一）优化调整再生时机对策的实施：1、软化器树脂罐处理能力分析为了找到最佳再生时机，即周期制水量最佳设置标准，小组成员在GDD20X17井注汽现场对6#软化器处理能力进行了详细的检测分析：检测水源水质硬度为258mg/L，树脂体积为0.73m3，根据周期制水量理论计算公式（下式）得理论周期制水量为141m3。周期制水量理论计算公式：DLZ=CV/H式中：DLZ理论周期制水量，m3；C树脂工作交换能力，对于0017阳离子交换树脂，其C值取50000mg/L；V树脂体积，m3；H生水硬度，mg/L。从表12中数据可以看出制水量在130m3时，软化器出水水质依然合格。为了找到再生最佳点，充分发挥水处理制水能力，小组成员加密硬度检测点：表12 6#注汽站出水水质随制水量变化情况统计表（二）序号制水量/m3一级软化罐出口硬度/mg/L二级软化罐出口硬度/mg/L序号制水量/m3一级软化罐出口硬度/mg/L二级软化罐出口硬度/mg/L180 3 0 8125 47 0 290 3 0 9130 63 0 3100 6 0 10132 79 0 4105 8 0 11133 88 1 5110 12 0 12135 103 1 6115 21 0 13140 152 1 7120 32 0 14145 223 1 制表人：董宪彬 制表日期：2010.5.10图 11 不同水源水质硬度与吨汽耗水量关系图制图人: 董宪彬 制图时间：2010.5.23 从表12和图11可看出，当一级罐出水硬度达88mg/L时，二级罐出水开始有硬度，水质不合格，最大制水量为133m3。所以在一级出水硬度到88mg/L以前，必须转组再生；同时考虑到日常工作中1h巡检化验一次水质和水源水质会有微小波动，为了充分保证水处理最终水质硬度始终为0，考虑极端情况1h最大制水9m3，我们预留1.4h余量，最佳周期制水量可设为120m3，也就是一级出水硬度小于等于32mg/L。2、现场试用及效果评价小组成员将6#注汽站周期制水量由90m3调整到120m3（提高33.3%）现场试用。考虑到水源水质硬度波动会对周期制水量的设置有一定影响，我们在6#注汽站利用不同水源水质硬度注汽的过程中，对水处理软化器出水水质进行了检测（表13）：表13 优化调整后出水水质统计表序号水源硬度/mg/L一级软化罐出水硬度/mg/L二级软化罐出水硬度/mg/L1253 28 0 2258 30 0 3259 30 0 4260 310 5261 31 0 6263 330 7265 33 0 制表人：王强 制表日期：2010.5.15由检测结果可以看出一级树脂罐出水水质波动不大，二级树脂罐出水水质始终为0，可以保证锅炉给水水质。实施效果：再生时机的调整使得周期制水量提高了33%，大于目标预测值25%，大大降低了再生次数，从而降低了锅炉吨汽耗水量。(二)增设再生外排水监测、回收装置对策的实施：1、设计思路及原理方案由于一、二级正洗时间只有80min，现场人工测试外排水质劳动强度会大大增加，且时间来不及，根据水处理用水中Cl-和矿化度两个重要指标，小组成员打算采用再生外排水的电导率作为判定标准，用电导率仪进行实时在线检测再生外排水水质，并将监测信号远传水处理控制系统和原水进行对比，从而实现自动回收。根据设计思路，小组成员设计了回收装置原理方案及流程改造方案（图12、图13）。回收装置原理方案：该系统由测量部分、控制部分、执行部分三部分和管线流程组成，其构成了一个单回路反馈控制系统。测量部分主要由一个电导率仪和一个电磁流量计构成，完成再生外排水流量和电导率的实时监测采集；控制部分在水处理现有PLC控制系统基础上，改造线路，修改再生程序，实现监测采集的信号输出至触摸屏并能和设定值判断比较，进而控制执行部分动作；执行部分主要有两个气动阀和管线流程组成，实现回收水进入储水罐。图12 回收装置原理图制图人: 赵盛礼 制图时间：2010.5.23电导率测试仪、电磁流量计PLC控制器1#、2#气动阀再生外排水是否回收再生外排水电导率、流量人机交互界面触摸屏实时监测判断比较执行测量部分控制部分执行部分流程改造方案： 图13 回收装置流程设计图制图人: 赵盛礼 制图时间：2010.5.26在排污管线出口附近安装电导率测试仪和电磁流量计，检测排出水的电导率和流量，并进入PLC程序器进行处理。在排污管线出口和储水罐间增设一段流程，其上安装常闭气动阀，利用再生外排水自身压力将回收水压至储水罐；排污管线出口安装一常开气动阀。2.可行性验证及程序设置（1）用电导率作为回收水分界可行性验证电导率的测量原理其实就是按欧姆定律测定平行电极间溶液部分的电阻。电导率的大小与溶液中离子浓度成正比。当电导率低于一定值，溶液中离子浓度也就低于一定值，在理论上可以找到一点，使其满足生水用标准。小组成员采取现场试验测量的方法，对一、二级正洗外排水的电导率、硬度、碱度、总矿化度等关键指标进行了测量（表14、表15）。表14 一级正洗外排水水质变化统计表序号一级正洗时间（min）硬度（mg/L）碱度（mg/L）总矿化度（100mg/L）电导率（ms/cm）113012297302.77189.32584530596.9676.231035225542.9139.241513225523.3321.35206725513.8512.6625282558.858.1728232556.596.0830202456.125.8932162105.845.31035152035.615.11138152015.485.01240152015.655.2制表人：苗会清 制表日期：2010.5.20表15 二级正洗外排水水质变化统计表序号二级正洗时间（min）硬度（mg/L）碱度（mg/L）总矿化度（100mg/L）电导率（ms/cm）备注1128.8201.043.3639.612521.3261.932.5027.4531016.8245.223.618.91041513.6245.216.613.51552011.2245.210.759.4206239.4245.28.467.4237258.7248.07.156.4258268.2247.06.275.8267287.5248.15.765.6288307.0250.55.585.5309356.8250.55.585.43510406.3250.55.475.140制表人：苗会清 制表日期：2010.5.20一级正洗各时间测得电导率值如图14、图15。图14 一级正洗各时间段电导率值（一）一级正洗外排水电导率与矿化度关系0.005.0010.0015.0020.0025.0015202528303235一级正洗时间/min020406080100120140总矿化度（100mg/L）电导率（ms/cm）硬度（mg/L）图15 一级正洗各时间段电导率值（二）二级正洗外排水电导率与硬度、总矿化度对比图0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0015913172125293337时间（min）总矿化度（100mg/L）电导率（ms/cm）硬度（mg/L）图16 二级正洗各时间段电导率值由以上表14、表15、图15、图16可以看出生水中总矿化度（总溶解固体物）、硬度与电导率有很好的匹配关系，电导率小于6ms/cm时，一二级正洗外排水的矿化度低于700mg/L，硬度低于25mg/L，可以很好的满足生水用标准。可见我们将正洗外排水电导率设定为6ms/cm作为能否回收的标准，可以很好的满足现场应用条件。（2）利用再生外排水自身压力将回收水回收至储水罐可行性验证排污出口绝对高程为0.5m，储水罐回收出口高程2.5m，两点高程差为2.0m。根据伯努利方程:式中：Z1排污出口高度（m）；P1排污出口处压力（Pa）；回收水密度（kg/m3）；V1排污出口处回收水流速（m/s），g重力加速度（9.81m/s2）；Z2回收水可外排（m）；P2回收水出口处压力（Pa）；V2回收水出口处水流速（m/s）。设定回收水温度为常温20，现场测定P1为0.38MPa, P2为0.1MPa,速度变化不大忽略不计，代入计算得外排扬程可达28m，远远大于储水罐回收出口高程2.5m，能够满足直接外排至储水罐的要求。（3） 程序设置根据电导率采集信号编程将其并在正常再生程序上，实现再生外排水自动回收、外排。外排水电导率的采样原理：电导率读入的数是以二进制形式存放通道101内，首先对通道内的数进行判断，采集的数是否有效。它是采取与二进制数FA0（4000）比较，如果大于它，表明超限，该数不处理，设置超限标志报警。电导率的最大量程设定为200mScm1，A/D最大有效位数4000，因此采样值X所对应的电导率值=200*X/4000，采用整型数进行运算，且电导率需要显示小数点后两位，电导率值=50*X/100050X/100，将结果扩大10倍（为保证运算精度，先将采集量乘50，再除以100，其运算结果为实际的电导率值，数型为两位小数）。为了提高系统的模拟量采集的可靠性和稳定性，消除现场干扰，模拟量的输入端加装信号变换隔离器；模拟量输出也加