PDF《火电厂化学水处理 DCS系统应用研究》

8 火电厂化学水处理 D C S系统应用研究 火电厂化学水处理 D C S系统应用研究 汪洋何星裴玉 良杨向东 ( 1镇江市国电谏壁发电厂, 江苏 镇江

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2上海交通大学电子信息学院, 上海

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4 0 ) 摘要国电谏 壁发 电厂 实施

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0 MW 火电机组化学水处理 D CS系统应 用研究项 目, 目的在 于通过 D CS系统应 用于火电厂化 学水处理 系统 , 解决一些 目前 同类程控 系统上难 以解 决的难点 , 该项 目在 实施过程 中重点在 于仔 细地 分析 了火电厂化 学水 处理控制 系统 D CS应用的必要性和技 术难点 , 充分发挥 了DCS固有的技 术优势.

关键词 : 火电机组 , 化学水处理 , D C S, 控制策略 在我国 , 自上世纪

9 0年代 引进 D CS控制系统以来 , 火电厂 的 自动控制水平上到 了一个新台阶.尤其 是在 火电厂 内重要 的热力设 备蒸汽锅炉和汽轮机所构成的系统 中,取得 了重大的突 破,对保证 火电厂安全经济运行起到了相当重要 作用 .但是 , 对 于火 电厂内的诸 如:业水处理、化学锅炉补给 水、凝结水处理、水汽物理化学处理和分析监督控制等 系统 , 炉内外水 、 汽品质的 全面集中综 合控制 , 目前 国内化学 水处理 D C S系统应用研究还 没有达到国外发达国家的水平 .

1 实现火 电机组化学水处理 D CS控制的必要性 目前 , 我国经济快速增长 , 而电力供应形势持续 紧张 , 保障电力的安全 、 稳定供应显得尤为重要 ;

同时 , 由于电力系统 的改 革,厂网分家 , 电力作 为商品进 入市场进 行运作 , 发、供、用电三 方 比以往任何时候都更加注重 自身 的经济效益 ,作为发 电一方 的各个 电厂 ,自身有提 高自动化水平 、降低运 营成本的内在要 求,因此 , 实现电厂热力 系统水 、 汽 品质的化学水处理 D CS集中控制已成为我国大中型火力发 电企业的迫 切需 要 ,而这也是研 发火电机 组水汽系统DCS控 制 系统 的 目的 . 化学水处理采用 D C S系统 , 可以解决大型火电厂化学水处 理 系统 工艺设备分散、化 学量的测量存在较大滞后 以及 介质存在腐蚀性等复杂条件导致全过程 自动集中控制 难的问题 ,实现 原水预处理、补给水处理、给水处理、覆盖过滤、凝结水精除盐、水汽监督等系统的集 中监控.改造后 的水汽诊 断系统利用 D C S 的强大功能 ,可以实现火电机组热力系统的水汽品质 的在线诊 断功 能 ,而 且可以达 到炉外原水系统 及 除盐 水 系统 在线诊断功能;

自动化水平大幅度提 高, 减员增效 , 减轻运 行劳动强度 , 减少 维护工作量 , 达到提高机组安全经济运行 的要求

2 实现火电机 组化学水处理 D C S控制的技术难点

1 ) 火 电厂的化学水处理过程大多 为地域分散 . 它包括 : ① 从 原水 ( 江水或湖水 ) 开始处理 , 生产 成为工业水( 自来水 ) 的水 厂(其中包括澄清 、 过滤 、 加 氯杀 菌灭藻等工艺 ) ;

② 化学锅炉 补给 水 的化水车问( 其中包括 全厂 的污水处理) ;

⑧ 给水热力 除氧 、 化 学除氧 及给 水的加氨防腐处理 ;

④炉 内加药 ( 磷酸 盐等 ) 、 排污 、 防腐蚀防结垢处理 ;

⑧热力系统的水汽品质分析取样 系统 ;

⑥ 凝 结水精处理及加氨化学防腐蚀处理等. 为此 , 集中控制 系统所要 求 的信 号电缆 、 控 制电缆 长、加药距 离远 , 管 道长 , 信号滞后 性大,还伴 随加 药过程中出现的吸热 介质产生结霜和液体烧碱在冬季结冰等现象也使控 制过程具有特殊的难点 .

2 ) 物理化学工 况复杂,互相制约,相互影响.在火电厂内,按照热力循环过程要求 , 并存着不同参数 即: 高温高压 、 中温 中压 、 低温低压等水汽系统.水厂工业水处理与不同季节及气候 变化 等带来 的河水变化密切相关 ,它直接影响到除盐水处理 的加药 再生和水质周期控制 ,除盐水和凝结水是锅炉给水的两 大组成 部分.它直接影响除氧器的运行 和给水加氨处理和锅炉加药排 污控制 , 反之 , 后 者的各种工况又影响着热力过程 的控制工况 , 如锅炉排污 、 水位 、 补水量 、 接带负荷速度和最 高出力等. 所 以说 火 电厂热力循环系统的水 汽品质与整个炉 内、炉外 的水处理过 程,与机、 炉运行工况等是相互关联 , 相互影响的.

3 ) 各种化学在线仪器的监测和加药控制过程中的化学变量与 电量间转换是电化学过程, 这种信号不仅很弱且干扰成份多.需要 经过多次深度反馈滤波和放大后才能正确识别. 所以, 要完成 D C S 全过程集 中控制, 须对一些仪表( 在线仪表) 进行必要的改造.

4 ) 水汽 系统 的全过程 、 涉及的热工控制 系统本 身也 是多样 化的 : 除盐水 和凝结水处理 本身各有一个程序控制系统 : 要使 之与化学水汽系统 D CS实现对接处理 ,以便纳入集 中 自动控 制. 火电厂集控所采用 的汽轮机 、 锅炉 的计算机 MI S系统也 需与化学水汽系统 D C S成功实现对接 .⑧炉内水 、 汽取样装 置 的巡检信号 和炉 内加药装 置的数据信 号要通过 MI S系统 与化 学水汽系统 D CS实现数据交换 .

5 ) 外围设备多 , 化学水处理过程主要涉及强酸、 强碱等腐蚀性 介质及炉水 、 蒸汽等高温、 高压介质 , 要将诸多的化学仪表、 热工仪 表、 电器设备 、 阀门等纳入系统 , 实现 自动控制的难度也较大.

3 化学水处理DCS系统 的主要特点 国电谏壁发电厂四期化学水 处理 系统 由四期化学水预处理 系统 、 四期锅炉化学 补给 水系统 、 四期覆盖系统 、 四期凝结水精 处理系统 、 工业水系统 、 生活消防水系统及 四期机炉汽水分析系 统等组成. 由于水汽 系统的工艺流程战线长且分散 , 化学工况复 杂,各分系统间相互联系 、 相互制约 、 相互 影响, 却在控制调节时 又 各自为政 , 从而造成整个化学汽水处理 流程中的众多因素 彼此间不能及时协调 、及时反应处理 ,被迫采取保 守的控制指 标,浪费了大量的人力、 物力.并且 由于部分设备已无法购买备 品备件造成系统运行故障率高 . 实际运行 中, 化学运行参数主要 依靠手工分析, 受操作人员技能水平和设 备影 响较大 , 难 以满足 机组对水 、 汽品质的精确控制的要求 . 同时 由于四期一级除盐补 给水系统的运行方式为母 管制运行方式 ,更进一步加大了四期 一 级除盐补给水系统的控制难度和运行人员劳动强度大. 根据四期 化水DCS系统 的实 际情况和运行控 制需求,以四期炉外化学水处理系统 ( 包括预处理系统 、 锅炉补给水 系统 、 覆 盖系统 、 凝结水精处理系统、 工业水系统 、 生活消防水系统 ) 为控 制主体 , 结合了专家诊断功能 , 并最大限度地发挥 了DCS数据 ( 下转第

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1 0 基于多 CP U控制系统的设计与实现

0 断:if(host―Ma x n o r ma l <

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