摘要:文章詳細(xì)介紹了基于HOLLiASMACS的電廠水網(wǎng)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組成及控制策略,該技術(shù)方案對(duì)電廠水網(wǎng)的改造有一定的借鑒。
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(duì)于300MW及以上的機(jī)組來(lái)說(shuō),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(guò)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zui大可能的將運(yùn)行人員減到zui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?,為?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zui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
HOLLiASMACS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(kāi)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*技術(shù)而推出的新一代DCS,具有開(kāi)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(huà)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(shì)顯示和歷史趨勢(shì)顯示。
●趨勢(shì)打印和報(bào)表打印功能。
●實(shí)時(shí)報(bào)警、語(yǔ)音報(bào)警、彈出式畫(huà)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(chǎng)操作記錄功能(即事件記錄功能)。
●模擬量的棒狀圖顯示、表盤(pán)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(lái)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(shù)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(zhǎng),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(guò)程中,將CITECT的PLC系統(tǒng)通過(guò)通訊方式與輔控水網(wǎng)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。
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(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)。由于廢水系統(tǒng)控制策略較為簡(jiǎn)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(kāi)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(shì)、歷史趨勢(shì)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過(guò)濾器投運(yùn)程控
?。?)充水排氣:開(kāi)進(jìn)水門(mén)/開(kāi)排氣門(mén);
(2)正洗:開(kāi)正洗排水門(mén),關(guān)排氣門(mén);
?。?)運(yùn)行:開(kāi)出水門(mén)/開(kāi)儀表取樣門(mén)(沒(méi)進(jìn)DCS),關(guān)正洗排水門(mén);
?。?)停運(yùn);關(guān)所有門(mén)。
3.2.2過(guò)濾器反洗程控
?。?)充水放松:開(kāi)反洗進(jìn)水門(mén)/開(kāi)反洗排水門(mén);
?。?)放水:開(kāi)排氣門(mén)/開(kāi)正洗排水門(mén),關(guān)反洗進(jìn)水門(mén);
?。?)空氣擦洗:開(kāi)進(jìn)氣門(mén)/啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī),關(guān)正洗排水門(mén);
?。?)水氣合洗:開(kāi)反洗進(jìn)水門(mén);
?。?)正洗:開(kāi)進(jìn)水門(mén)/開(kāi)正洗排水門(mén)/關(guān)進(jìn)氣門(mén)/關(guān)空氣門(mén)/關(guān)反洗進(jìn)水門(mén)/關(guān)反洗排水門(mén)/停止羅茨風(fēng)機(jī)。
3.2.3活性炭過(guò)濾器投運(yùn)程控
?。?)充水排氣:開(kāi)進(jìn)水門(mén)/排氣門(mén);
?。?)正洗:開(kāi)正洗排水門(mén),關(guān)排氣門(mén);
?。?)運(yùn)行:開(kāi)出水門(mén)/開(kāi)儀表取樣門(mén)(沒(méi)進(jìn)DCS),關(guān)正洗排水門(mén);
?。?)停運(yùn):關(guān)所有門(mén)。
3.2.4活性炭過(guò)濾器反洗程控
?。?)放水Ⅰ:開(kāi)正洗排水門(mén)/開(kāi)排氣門(mén);
?。?)預(yù)反洗:開(kāi)反洗進(jìn)水門(mén)/開(kāi)反洗排水門(mén),關(guān)正洗排水門(mén)/關(guān)排氣門(mén);
(3)放水Ⅱ:開(kāi)正洗排水門(mén)/開(kāi)排氣門(mén),關(guān)反洗進(jìn)水門(mén)/關(guān)反洗排水門(mén);
?。?)空氣擦洗:開(kāi)進(jìn)氣門(mén),關(guān)正洗排水門(mén);
?。?)反洗:開(kāi)反洗進(jìn)水門(mén)/開(kāi)反洗排水門(mén),關(guān)進(jìn)氣門(mén)/關(guān)排氣門(mén);
(6)靜止沉降:關(guān)所有閥門(mén)(關(guān)正洗排水門(mén)/關(guān)排氣門(mén)/關(guān)反洗進(jìn)水門(mén)/關(guān)反洗排水門(mén)/關(guān)進(jìn)氣門(mén)/);
?。?)充水:開(kāi)進(jìn)水門(mén)/開(kāi)排氣門(mén);
?。?)正洗:開(kāi)正洗排水門(mén),關(guān)排氣門(mén)。
3.2.5一級(jí)除鹽設(shè)備投運(yùn)程控
?。?)陽(yáng)床充水排氣:開(kāi)陽(yáng)床進(jìn)水門(mén)/開(kāi)陽(yáng)床排氣門(mén);
(2)陽(yáng)床正洗:開(kāi)陽(yáng)床正洗排水門(mén)/開(kāi)陽(yáng)床儀表取樣門(mén)(沒(méi)有進(jìn)DCS),關(guān)陽(yáng)床排氣門(mén);
?。?)陰床排氣:?jiǎn)?dòng)除碳風(fēng)機(jī)/開(kāi)陽(yáng)床出水門(mén)(調(diào)節(jié)中間水箱水位1/2以上高度)/啟動(dòng)中間水泵/開(kāi)陰床進(jìn)水門(mén)/開(kāi)陰床排氣門(mén),關(guān)陽(yáng)床正洗排水門(mén)/關(guān)陽(yáng)床儀表取樣門(mén)(沒(méi)有進(jìn)DCS);
?。?)陰床正洗:保持中間水箱水位1/2以上高度/開(kāi)陰床正洗排水門(mén)/開(kāi)陰床儀表取樣門(mén),關(guān)陰床排氣門(mén);
?。?)運(yùn)行:開(kāi)陽(yáng)床儀表取樣門(mén)(沒(méi)有進(jìn)DCS)/開(kāi)陰床出水門(mén);
?。?)停運(yùn):關(guān)所有設(shè)備。
3.2.6一級(jí)除鹽設(shè)備再生程控
投運(yùn)允許條件:開(kāi)酸計(jì)量箱進(jìn)酸門(mén),堿計(jì)量箱進(jìn)堿門(mén)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(mén)準(zhǔn)備再生劑。
(1)陰床小反洗:開(kāi)陽(yáng)床進(jìn)水門(mén)/開(kāi)陽(yáng)床出水門(mén)/開(kāi)除碳風(fēng)機(jī)/開(kāi)中間水泵/開(kāi)陰小反洗進(jìn)水門(mén)/開(kāi)陰反洗排水門(mén);
?。?)陽(yáng)床小反洗:開(kāi)陽(yáng)床小反洗進(jìn)水門(mén)/開(kāi)陽(yáng)床反洗排水門(mén),關(guān)陽(yáng)床進(jìn)水門(mén)/關(guān)陽(yáng)床出水門(mén)/關(guān)除碳風(fēng)機(jī)/關(guān)中間水泵/關(guān)陰小反洗進(jìn)水門(mén)/關(guān)陰床反洗排水門(mén);
?。?)靜止沉降:關(guān)陽(yáng)床小反洗進(jìn)水門(mén)/關(guān)陽(yáng)床反洗排水門(mén);
(4)放水:開(kāi)陽(yáng)床中間排水門(mén)/開(kāi)陽(yáng)床空氣門(mén)/開(kāi)陰床中間排水門(mén)/開(kāi)陰床空氣門(mén);
?。?)預(yù)噴射:開(kāi)陽(yáng)床進(jìn)酸門(mén)/開(kāi)陰床進(jìn)堿門(mén)/開(kāi)再生水泵/開(kāi)再生水泵出口門(mén)/開(kāi)陽(yáng)酸噴射器進(jìn)水門(mén)/開(kāi)陰堿噴射器進(jìn)水門(mén),關(guān)陽(yáng)床空氣門(mén)/關(guān)陰床空氣門(mén);
?。?)進(jìn)再生劑:開(kāi)酸計(jì)量箱出酸門(mén)/開(kāi)堿計(jì)量箱出堿門(mén);
?。?)置換:關(guān)酸計(jì)量箱出酸門(mén)/關(guān)堿計(jì)量箱出堿
(8)陽(yáng)床充水:開(kāi)陽(yáng)床進(jìn)水門(mén)/陽(yáng)床排氣門(mén),關(guān)陽(yáng)床中間排水門(mén)/關(guān)陽(yáng)床進(jìn)酸門(mén)/關(guān)陰床中間排水門(mén)/關(guān)陰床進(jìn)堿門(mén)/關(guān)再生水泵/關(guān)再生水泵出口門(mén)/關(guān)陽(yáng)酸噴射器進(jìn)水門(mén)/關(guān)陰堿噴射器進(jìn)水門(mén);
?。?)陽(yáng)床小正洗:開(kāi)陽(yáng)床中間排水門(mén),關(guān)陽(yáng)床排氣門(mén);
?。?0)陽(yáng)床正洗:開(kāi)正洗排水門(mén),關(guān)陽(yáng)床中間排水門(mén);
?。?1)陰床排氣:開(kāi)除碳風(fēng)機(jī)/開(kāi)中間水泵/開(kāi)陽(yáng)床出水門(mén)/開(kāi)陰床進(jìn)水門(mén)/開(kāi)陰床排氣門(mén),關(guān)正洗排水門(mén);
?。?2)陰床小正洗:開(kāi)陽(yáng)床中間排水門(mén),關(guān)陰床排氣門(mén);
?。?3)陰床正洗:開(kāi)正洗排水門(mén),關(guān)陽(yáng)床中間排水門(mén);
?。?4)關(guān)所有門(mén)。
3.2.7一級(jí)除鹽設(shè)備大反洗程控
(1)陰床大反洗:開(kāi)陽(yáng)床進(jìn)水門(mén)/開(kāi)陽(yáng)床出水門(mén)/開(kāi)除碳風(fēng)機(jī)/開(kāi)中間水泵/開(kāi)陰床大反洗進(jìn)水門(mén)/開(kāi)反洗排水門(mén),調(diào)節(jié)反洗進(jìn)水手動(dòng)門(mén)/調(diào)節(jié)反洗流量;
?。?)陽(yáng)床大反洗:開(kāi)陽(yáng)床大反洗進(jìn)水門(mén)/開(kāi)陽(yáng)床反洗排水門(mén),關(guān)陽(yáng)床進(jìn)水門(mén)/關(guān)陽(yáng)床出水門(mén)/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(mén)/關(guān)陰床反洗排水門(mén);
?。?)靜止沉降:關(guān)陽(yáng)床大反洗進(jìn)水門(mén)/關(guān)陽(yáng)床反洗排水門(mén);
?。?)放水:開(kāi)陽(yáng)床中間排水門(mén)/開(kāi)陽(yáng)床空氣門(mén)/開(kāi)陰床中間排水門(mén)/開(kāi)陰床空氣門(mén);
?。?)預(yù)噴射:開(kāi)陽(yáng)床進(jìn)酸門(mén)/開(kāi)陰床進(jìn)堿門(mén)/開(kāi)再生水泵/開(kāi)再生水泵出口門(mén)/開(kāi)陽(yáng)酸噴射器進(jìn)水門(mén)/開(kāi)陰堿噴射器進(jìn)水門(mén),關(guān)陽(yáng)床空氣門(mén)/關(guān)陰床空氣門(mén);
(6)進(jìn)再生劑:開(kāi)酸計(jì)量箱出酸門(mén)/開(kāi)堿計(jì)量箱出堿門(mén);
?。?)置換:關(guān)酸計(jì)量箱出酸門(mén)/關(guān)堿計(jì)量箱出堿門(mén);
?。?)陽(yáng)床充水:開(kāi)陽(yáng)床進(jìn)水門(mén)/陽(yáng)床排氣門(mén),關(guān)陽(yáng)床中間排水門(mén)/關(guān)陽(yáng)床進(jìn)酸門(mén)/關(guān)陰床中間排水門(mén)/關(guān)陰床進(jìn)堿門(mén)/關(guān)再生水泵/關(guān)再生水泵出口門(mén)/關(guān)陽(yáng)酸噴射器進(jìn)水門(mén)/關(guān)陰堿噴射器進(jìn)水門(mén);
(9)陽(yáng)床小正洗:開(kāi)陽(yáng)床中間排水門(mén),關(guān)陽(yáng)床排氣門(mén);
?。?0)陽(yáng)床正洗:開(kāi)正洗排水門(mén),關(guān)陽(yáng)床中間排水門(mén);
(11)陰床排氣:開(kāi)除碳風(fēng)機(jī)/開(kāi)中間水泵/開(kāi)陽(yáng)床出水門(mén)/開(kāi)陰床進(jìn)水門(mén)/開(kāi)陰床排氣門(mén),關(guān)正洗排水門(mén);
(12)陰床小正洗:開(kāi)陽(yáng)床中間排水門(mén),關(guān)陰床排氣門(mén);
?。?3)陰床正洗:開(kāi)正洗排水門(mén),關(guān)陽(yáng)床中間排水門(mén);
?。?4)關(guān)所有門(mén)。
3.2.8混床投運(yùn)程控
?。?)排氣:開(kāi)混床進(jìn)水門(mén)/開(kāi)排氣門(mén);
?。?)正洗:開(kāi)混床正洗排水門(mén)/開(kāi)混床儀表取樣門(mén),關(guān)排氣門(mén);
?。?)運(yùn)行:開(kāi)混床出水門(mén)/關(guān)正洗排水門(mén);
?。?)停運(yùn):關(guān)所有門(mén)。
3.2.9混床再生程控
?。?)反洗分層:開(kāi)混床反洗進(jìn)水門(mén)/開(kāi)反洗排水門(mén);
?。?)靜止沉降:關(guān)混床反洗進(jìn)水門(mén)/關(guān)反洗排水門(mén);
?。?)放水:開(kāi)混床中間排水門(mén)/開(kāi)空氣門(mén);
(4)預(yù)噴射:開(kāi)進(jìn)堿門(mén)/開(kāi)進(jìn)酸門(mén)/開(kāi)再生水泵/開(kāi)再生水泵出口門(mén)/開(kāi)混床酸噴射器進(jìn)水門(mén)/開(kāi)混床堿噴射器進(jìn)水門(mén),關(guān)空氣門(mén);
?。?)進(jìn)酸堿:開(kāi)混床酸計(jì)量箱的出酸門(mén)/開(kāi)混床堿計(jì)量箱的出堿門(mén);
?。?)置換:關(guān)混床酸計(jì)量箱的出酸門(mén)/關(guān)混床堿計(jì)量箱的出堿門(mén);
?。?)陰樹(shù)脂正洗:保持一級(jí)除鹽設(shè)備運(yùn)行,開(kāi)混床進(jìn)水門(mén)/開(kāi)排空氣門(mén)(排盡空氣關(guān)),關(guān)進(jìn)堿門(mén)/關(guān)進(jìn)酸門(mén)/關(guān)再生水泵/關(guān)再生水泵出口門(mén)/關(guān)混床酸噴射器進(jìn)水門(mén)/關(guān)混床堿噴射器進(jìn)水門(mén);
(8)串洗:開(kāi)正洗排水門(mén),關(guān)排空氣門(mén);
?。?)放水:開(kāi)混床空氣門(mén),關(guān)混床進(jìn)水門(mén);
?。?0)樹(shù)脂混合:開(kāi)進(jìn)壓縮空氣門(mén)/開(kāi)反洗排水門(mén),關(guān)混床空氣門(mén)(關(guān)其他門(mén)),至樹(shù)脂*混合;
?。?1)急速排水:開(kāi)混床空氣門(mén)/開(kāi)混床進(jìn)水門(mén)/開(kāi)正洗排水門(mén)/開(kāi)中間排水門(mén),關(guān)進(jìn)壓縮空氣門(mén);
?。?2)充水:開(kāi)排氣門(mén),關(guān)混床空氣門(mén)關(guān)正洗排水門(mén)/關(guān)中間排水門(mén);
(13)正洗:開(kāi)正洗排水門(mén),關(guān)排氣門(mén);
(14)關(guān)所有門(mén)。
3.3 MCS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(guò)調(diào)節(jié)陽(yáng)床入口調(diào)節(jié)門(mén)來(lái)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(hào)使控制器控制陽(yáng)床入口調(diào)節(jié)閥的開(kāi)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(hào)使控制器控制陽(yáng)床入口調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度變大。由于流經(jīng)陽(yáng)床入口調(diào)節(jié)閥的工質(zhì)要先經(jīng)過(guò)陽(yáng)床才能到達(dá)除碳器,工藝流程較長(zhǎng)(見(jiàn)圖2),所以回路調(diào)節(jié)時(shí)要加入慣性作用。
4、結(jié)束語(yǔ)
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,*保證了兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組的用水需要。同時(shí)改造后,水網(wǎng)制水過(guò)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(jiǎn)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(shì)發(fā)展。