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今日煤炭
DCS系統(tǒng)在火電廠水網(wǎng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
2014-05-29 09:36:18   來源: 電子工程世界網(wǎng)
1 概述

火電廠輔助系統(tǒng)主要有水網(wǎng)、煤網(wǎng),、灰網(wǎng)、脫硫,、脫銷系統(tǒng)等,,對于300MW及以上的機(jī)組來說,輔助系統(tǒng)大都已采用計(jì)算機(jī)控制,,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù)及DCS控制技術(shù)的日益成熟,,這就為這些輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),,并且加速了輔控系統(tǒng)納入全廠管控一體化的進(jìn)程。

過去電廠輔控常采用傳統(tǒng)PLC實(shí)現(xiàn)獨(dú)立且分散的控制,,這種控制模式由于使用較多的運(yùn)行人員,,加上各系統(tǒng)間聯(lián)系不方便,備品備件種類多,,難于管理及設(shè)備投資大等缺點(diǎn)已經(jīng)基本不被采用,。輔助網(wǎng)絡(luò)控制采用新一代DCS系統(tǒng)后克服了原有獨(dú)立且分散的控制系統(tǒng)的缺點(diǎn),可最大可能的將運(yùn)行人員減到最少,。使控制系統(tǒng)在基本不提高造價(jià)的情況下,,使輔助網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的水平達(dá)到與主機(jī)DCS控制系統(tǒng)相當(dāng)?shù)乃剑瑸閷?shí)現(xiàn)全廠管控一體化打下良好基礎(chǔ),。本文重點(diǎn)介紹DCS在湖南創(chuàng)元電廠2×300MW火電機(jī)組水網(wǎng)中的應(yīng)用,。水網(wǎng)是輔網(wǎng)中最復(fù)雜的系統(tǒng),通常包括鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng),、凝結(jié)水精處理系統(tǒng),、汽水分析和化學(xué)加藥系統(tǒng)、制氫站,、綜合水泵房,、廢水處理系統(tǒng)(含工業(yè)廢水處理、生活污水處理,、含煤廢水,、含油廢水)等,。

2 系統(tǒng)以及實(shí)現(xiàn)的功能

HOLLiAS MACS 系列分布式控制系統(tǒng)是北京和利時(shí)公司在總結(jié)十多年用戶需求和多行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)、積累三代DCS系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,,全面繼承以往系統(tǒng)的高可靠性和方便性,,綜合自身核心技術(shù)與國際先進(jìn)技術(shù)而推出的新一代DCS ,具有開放化,、信息化,、智能化、小型化和高可靠的特點(diǎn),。

2.1 監(jiān)控功能

合理地進(jìn)行上位機(jī)軟件設(shè)計(jì),,統(tǒng)一上位機(jī)監(jiān)控界面,使各輔助系統(tǒng)具有統(tǒng)一的風(fēng)格,,統(tǒng)一的操作方式,,并能合理、靈活地進(jìn)行切換和調(diào)用,,將使整套輔助網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)受到電廠的歡迎,。

輔網(wǎng)的主要監(jiān)控功能:

各輔助系統(tǒng)之間能靈活、快速地切換,。

各系統(tǒng)內(nèi)部可進(jìn)行畫面切換,。

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示,包括實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示和實(shí)時(shí)參數(shù)顯示,。

實(shí)時(shí)趨勢顯示和歷史趨勢顯示,。

趨勢打印和報(bào)表打印功能。

實(shí)時(shí)報(bào)警,、語音報(bào)警,、彈出式畫面報(bào)警、報(bào)警確認(rèn)功能,。

報(bào)警歷史記錄,、打印功能。

每步現(xiàn)場操作記錄功能(即事件記錄功能),。

模擬量的棒狀圖顯示,、表盤顯示和數(shù)字量顯示。

主控室上位機(jī)和各輔助系統(tǒng)原來控制室中的上位機(jī)操作聯(lián)鎖,,并互為備用,。

安全(即口令)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

創(chuàng)元輔控水網(wǎng)包括:化學(xué)補(bǔ)水系統(tǒng)(2個(gè)站),,取樣加藥系統(tǒng)(1個(gè)站),,凈化站系統(tǒng)(1個(gè)站)和廢水處理系統(tǒng)(1個(gè)站),如圖1所示。

3 工藝流程和控制策略

電廠水網(wǎng)主要包括凝結(jié)水精處理,,化學(xué)補(bǔ)水處理和廢水處理三大部分,。

凝結(jié)水系統(tǒng)主要工藝流程包括:凝結(jié)水精處理及樹脂再生系統(tǒng)、水汽取樣分析系統(tǒng),、化學(xué)加藥系統(tǒng)等幾個(gè)部分,。創(chuàng)元電廠水網(wǎng)中凝結(jié)水精處理系統(tǒng)在輔網(wǎng)改造前采用CITECT公司的PLC,由于這套系統(tǒng)使用時(shí)間不長,,為了節(jié)省投資,,仍繼續(xù)使用原系統(tǒng)。在電廠實(shí)行輔控系統(tǒng)納入全廠管控一體化的過程中,,將CITECT的PLC系統(tǒng)通過通訊方式與輔控水網(wǎng)有機(jī)的結(jié)合起來,。

化學(xué)補(bǔ)給水系統(tǒng)由預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透預(yù)脫鹽系統(tǒng),、化學(xué)除鹽系統(tǒng),、酸堿系統(tǒng)四部分組成,控制范圍還包括水工凈水站,。廢水系統(tǒng)用來處理電廠的全部廢水,,包括灰渣廢水、化學(xué)廢水,、生活廢水和脫硫廢水等,。這兩部分功能采用DCS系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。由于廢水系統(tǒng)控制策略較為簡單,,此處不予詳述,,下面重點(diǎn)介紹一下化學(xué)補(bǔ)水系統(tǒng)的控制策略。

整個(gè)化水監(jiān)控系統(tǒng)共設(shè)2個(gè)I/O站,,共有840點(diǎn),其中開關(guān)量736點(diǎn),,模擬量104點(diǎn),。

化學(xué)補(bǔ)給水系統(tǒng)控制策略如下:

3.1 DAS系統(tǒng)

顯示所有參數(shù)(各種工質(zhì)狀態(tài)、設(shè)備控制狀態(tài),、設(shè)備報(bào)警狀態(tài)等)的實(shí)時(shí)值或狀態(tài),、報(bào)警記錄、操作記錄,、實(shí)時(shí)趨勢,、歷史趨勢外,還實(shí)現(xiàn)化水?dāng)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,自動(dòng)生成各類報(bào)表,。

3.2 SCS系統(tǒng)

3.2.1 高效過濾器投運(yùn)程控

(1) 充水排氣:開進(jìn)水門/開排氣門;

(2) 正洗:開正洗排水門,,關(guān)排氣門;

(3) 運(yùn)行:開出水門/開儀表取樣門(沒進(jìn)DCS),關(guān)正洗排水門;

(4) 停運(yùn);關(guān)所有門,。

3.2.2 高效過濾器反洗程控

(1) 充水放松:開反洗進(jìn)水門/開反洗排水門;

(2) 放水:開排氣門/開正洗排水門,,關(guān)反洗進(jìn)水門;

(3) 空氣擦洗:開進(jìn)氣門/啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī),,關(guān)正洗排水門;

(4) 水氣合洗:開反洗進(jìn)水門;

(5) 正洗:開進(jìn)水門/開正洗排水門/關(guān)進(jìn)氣門/關(guān)空氣門/關(guān)反洗進(jìn)水門/關(guān)反洗排水門/停止羅茨風(fēng)機(jī)。

3.2.3 活性炭過濾器投運(yùn)程控

(1) 充水排氣:開進(jìn)水門/排氣門;

(2) 正洗:開正洗排水門,,關(guān)排氣門;

(3) 運(yùn)行:開出水門/開儀表取樣門(沒進(jìn)DCS),,關(guān)正洗排水門;

(4) 停運(yùn):關(guān)所有門。

3.2.4 活性炭過濾器反洗程控

(1) 放水Ⅰ:開正洗排水門/開排氣門;

(2) 預(yù)反洗:開反洗進(jìn)水門/開反洗排水門,,關(guān)正洗排水門/關(guān)排氣門;

(3) 放水Ⅱ:開正洗排水門/開排氣門,,關(guān)反洗進(jìn)水門/關(guān)反洗排水門;

(4) 空氣擦洗:開進(jìn)氣門,關(guān)正洗排水門;

(5) 反洗:開反洗進(jìn)水門/開反洗排水門,,關(guān)進(jìn)氣門/關(guān)排氣門;

(6) 靜止沉降:關(guān)所有閥門(關(guān)正洗排水門/關(guān)排氣門/關(guān)反洗進(jìn)水門/關(guān)反洗排水門/關(guān)進(jìn)氣門/);

(7) 充水:開進(jìn)水門/開排氣門;

(8) 正洗:開正洗排水門,,關(guān)排氣門。

3.2.5 一級除鹽設(shè)備投運(yùn)程控

(1) 陽床充水排氣:開陽床進(jìn)水門/開陽床排氣門;

(2) 陽床正洗:開陽床正洗排水門/開陽床儀表取樣門(沒有進(jìn)DCS),,關(guān)陽床排氣門;

(3) 陰床排氣:啟動(dòng)除碳風(fēng)機(jī)/開陽床出水門(調(diào)節(jié)中間水箱水位1/2以上高度)/啟動(dòng)中間水泵/開陰床進(jìn)水門/開陰床排氣門,,關(guān)陽床正洗排水門/關(guān)陽床儀表取樣門(沒有進(jìn)DCS);

(4) 陰床正洗:保持中間水箱水位1/2以上高度/開陰床正洗排水門/開陰床儀表取樣門,關(guān)陰床排氣門;

(5) 運(yùn)行:開陽床儀表取樣門(沒有進(jìn)DCS)/開陰床出水門;

(6) 停運(yùn):關(guān)所有設(shè)備,。

3.2.6 一級除鹽設(shè)備再生程控

投運(yùn)允許條件:開酸計(jì)量箱進(jìn)酸門,,堿計(jì)量箱進(jìn)堿門到達(dá)計(jì)量箱的液位設(shè)定值時(shí)關(guān)進(jìn)酸和進(jìn)堿門準(zhǔn)備再生劑。

(1) 陰床小反洗:開陽床進(jìn)水門/開陽床出水門/開除碳風(fēng)機(jī)/開中間水泵/開陰小反洗進(jìn)水門/開陰反洗排水門;

(2) 陽床小反洗:開陽床小反洗進(jìn)水門/開陽床反洗排水門,,關(guān)陽床進(jìn)水門/關(guān)陽床出水門/關(guān)除碳風(fēng)機(jī)/關(guān)中間水泵/關(guān)陰小反洗進(jìn)水門/關(guān)陰床反洗排水門;

(3) 靜止沉降:關(guān)陽床小反洗進(jìn)水門/關(guān)陽床反洗排水門;

(4) 放水:開陽床中間排水門/開陽床空氣門/開陰床中間排水門/開陰床空氣門;

(5) 預(yù)噴射:開陽床進(jìn)酸門/開陰床進(jìn)堿門/開再生水泵/開再生水泵出口門/開陽酸噴射器進(jìn)水門/開陰堿噴射器進(jìn)水門,,關(guān)陽床空氣門/關(guān)陰床空氣門;

(6) 進(jìn)再生劑:開酸計(jì)量箱出酸門/開堿計(jì)量箱出堿門;

(7) 置換:關(guān)酸計(jì)量箱出酸門/關(guān)堿計(jì)量箱出堿

(8) 陽床充水:開陽床進(jìn)水門/陽床排氣門,關(guān)陽床中間排水門/關(guān)陽床進(jìn)酸門/關(guān)陰床中間排水門/關(guān)陰床進(jìn)堿門/關(guān)再生水泵/關(guān)再生水泵出口門/關(guān)陽酸噴射器進(jìn)水門/關(guān)陰堿噴射器進(jìn)水門;

(9) 陽床小正洗:開陽床中間排水門,,關(guān)陽床排氣門;

(10) 陽床正洗:開正洗排水門,,關(guān)陽床中間排水門;

(11) 陰床排氣:開除碳風(fēng)機(jī)/開中間水泵/開陽床出水門/開陰床進(jìn)水門/開陰床排氣門,關(guān)正洗排水門;

(12) 陰床小正洗:開陽床中間排水門,,關(guān)陰床排氣門;

(13) 陰床正洗:開正洗排水門,,關(guān)陽床中間排水門;

(14) 關(guān)所有門。

3.2.7 一級除鹽設(shè)備大反洗程控

(1) 陰床大反洗:開陽床進(jìn)水門/開陽床出水門/開除碳風(fēng)機(jī)/開中間水泵/開陰床大反洗進(jìn)水門/開反洗排水門,,調(diào)節(jié)反洗進(jìn)水手動(dòng)門/調(diào)節(jié)反洗流量;

(2) 陽床大反洗:開陽床大反洗進(jìn)水門/開陽床反洗排水門,,關(guān)陽床進(jìn)水門/關(guān)陽床出水門/關(guān)除碳風(fēng)機(jī)/關(guān)中間水泵/關(guān)陰床大反洗進(jìn)水門/關(guān)陰床反洗排水門;

(3) 靜止沉降:關(guān)陽床大反洗進(jìn)水門/關(guān)陽床反洗排水門;

(4) 放水:開陽床中間排水門/開陽床空氣門/開陰床中間排水門/開陰床空氣門;

(5) 預(yù)噴射:開陽床進(jìn)酸門/開陰床進(jìn)堿門/開再生水泵/開再生水泵出口門/開陽酸噴射器進(jìn)水門/開陰堿噴射器進(jìn)水門,關(guān)陽床空氣門/關(guān)陰床空氣門;

(6) 進(jìn)再生劑:開酸計(jì)量箱出酸門/開堿計(jì)量箱出堿門;

(7) 置換:關(guān)酸計(jì)量箱出酸門/關(guān)堿計(jì)量箱出堿門;

(8) 陽床充水:開陽床進(jìn)水門/陽床排氣門,,關(guān)陽床中間排水門/關(guān)陽床進(jìn)酸門/關(guān)陰床中間排水門/關(guān)陰床進(jìn)堿門/關(guān)再生水泵/關(guān)再生水泵出口門/關(guān)陽酸噴射器進(jìn)水門/關(guān)陰堿噴射器進(jìn)水門;

(9) 陽床小正洗:開陽床中間排水門,,關(guān)陽床排氣門;

(10) 陽床正洗:開正洗排水門,關(guān)陽床中間排水門;

(11) 陰床排氣:開除碳風(fēng)機(jī)/開中間水泵/開陽床出水門/開陰床進(jìn)水門/開陰床排氣門,,關(guān)正洗排水門;

(12) 陰床小正洗:開陽床中間排水門,,關(guān)陰床排氣門;

(13) 陰床正洗:開正洗排水門,關(guān)陽床中間排水門;

(14) 關(guān)所有門,。

3.2.8 混床投運(yùn)程控

(1) 排氣:開混床進(jìn)水門/開排氣門;

(2) 正洗:開混床正洗排水門/開混床儀表取樣門,,關(guān)排氣門;

(3) 運(yùn)行:開混床出水門/關(guān)正洗排水門;

(4) 停運(yùn):關(guān)所有門。

3.2.9 混床再生程控

(1) 反洗分層:開混床反洗進(jìn)水門/開反洗排水門;

(2) 靜止沉降:關(guān)混床反洗進(jìn)水門/關(guān)反洗排水門;

(3) 放水:開混床中間排水門/開空氣門;

(4) 預(yù)噴射:開進(jìn)堿門/開進(jìn)酸門/開再生水泵/開再生水泵出口門/開混床酸噴射器進(jìn)水門/開混床堿噴射器進(jìn)水門,關(guān)空氣門;

(5) 進(jìn)酸堿:開混床酸計(jì)量箱的出酸門/開混床堿計(jì)量箱的出堿門;

(6) 置換:關(guān)混床酸計(jì)量箱的出酸門/關(guān)混床堿計(jì)量箱的出堿門;

(7) 陰樹脂正洗:保持一級除鹽設(shè)備運(yùn)行,,開混床進(jìn)水門/開排空氣門(排盡空氣關(guān)),,關(guān)進(jìn)堿門/關(guān)進(jìn)酸門/關(guān)再生水泵/關(guān)再生水泵出口門/關(guān)混床酸噴射器進(jìn)水門/關(guān)混床堿噴射器進(jìn)水門;

(8) 串洗:開正洗排水門,關(guān)排空氣門;

(9) 放水:開混床空氣門,,關(guān)混床進(jìn)水門;

(10) 樹脂混合:開進(jìn)壓縮空氣門/開反洗排水門,,關(guān)混床空氣門(關(guān)其他門),至樹脂完全混合;

(11) 急速排水:開混床空氣門/開混床進(jìn)水門/開正洗排水門/開中間排水門,,關(guān)進(jìn)壓縮空氣門;

(12) 充水:開排氣門,,關(guān)混床空氣門關(guān)正洗排水門/關(guān)中間排水門;

(13) 正洗:開正洗排水門,關(guān)排氣門;

(14) 關(guān)所有門,。

3.3MCS系統(tǒng)在除碳器水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

除碳器水位控制系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)除碳器液位,,通過調(diào)節(jié)陽床入口調(diào)節(jié)門來實(shí)現(xiàn)。其特征在于當(dāng)除碳器液位高于設(shè)定的高值時(shí),,液位傳感器傳遞信號使控制器控制陽床入口調(diào)節(jié)閥的開度變小;當(dāng)除碳器液位小于設(shè)定的低值時(shí),,液位傳感器傳遞信號使控制器控制陽床入口調(diào)節(jié)閥的開度變大。由于流經(jīng)陽床入口調(diào)節(jié)閥的工質(zhì)要先經(jīng)過陽床才能到達(dá)除碳器,,工藝流程較長(見圖2),,所以回路調(diào)節(jié)時(shí)要加入慣性作用。

4 結(jié)束語

創(chuàng)元電廠水網(wǎng)改造完成后,,自動(dòng)化控制水平明顯提高,,完全保證了兩臺發(fā)電機(jī)組的用水需要。同時(shí)改造后,,水網(wǎng)制水過程中產(chǎn)生的廢水量明顯減少,,起到了一定的節(jié)能環(huán)保效果。系統(tǒng)高度的可靠性和直觀簡易的操作性大大節(jié)約了人力成本,。該系統(tǒng)建成后運(yùn)行可靠,,生產(chǎn)效率明顯提高,也為其它電廠同行實(shí)現(xiàn)DCS管控一體化提供了寶貴的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),�,?傊S著自控技術(shù)的不斷發(fā)展和電廠水網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,,電廠水網(wǎng)乃至輔網(wǎng)的監(jiān)控將向更加智能化、合理化和人性化趨勢發(fā)展,。

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