2002年第5期華殺電電站水處理DCS改造茅玉林,殷作敏,田定津(蕪湖發(fā)電廠,安徽蕪湖241009)關(guān)鍵詞:水處理;分散控制系統(tǒng);改造摘要:介紹了蕪湖發(fā)電廠將XDPS-40DCS應(yīng)用于化水監(jiān)控系統(tǒng),尤其是除鹽程控再生系統(tǒng),并依靠自身技術(shù)力量完成施工改造。改造后提高了設(shè)備可靠性和運行分析能力,降低了能耗及藥品用量,能夠更好地監(jiān)測水質(zhì)。中圖分類號:TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1001-9529(2002)05-0063-04蕪湖發(fā)電廠于1992~1997年分別投產(chǎn)了4臺上海三大動力設(shè)備廠生產(chǎn)的125MW機組。其1改造原因輔助設(shè)施化水系統(tǒng)投產(chǎn)于1992年,主要分爐外和改造前,除了除鹽室各泵設(shè)集中控制外,其它爐內(nèi)水處理系統(tǒng)兩塊。其中爐外水處理系統(tǒng)為共系統(tǒng)各泵均為就地控制;各系統(tǒng)液位計均為就地用系統(tǒng),由凈水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、除鹽系統(tǒng)等組式液位計。除鹽系統(tǒng)原設(shè)計為就地手操氣動控制成;爐內(nèi)水處理系統(tǒng)分Ⅲ、Ⅳ期兩部分,由給水加系統(tǒng),再生為就地手操氣動再生。該系統(tǒng)自投運以氨、除氧劑加藥、磷酸鹽加藥、集中取樣監(jiān)視等系來,電磁閥柜不能正常使用,電磁閥大部分銹壞,統(tǒng)組成氣動閥門基本以手操為主。僅在陰床、混床出口配2000年5月~2001年2月,我們對化水監(jiān)控有在線電導(dǎo)率儀;再生用酸、堿濃度計原為大連產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了改造,將上海新華控制工程有限公司的第一代產(chǎn)品,因使用情況不好,已在1999年4的XDPS-400DCS應(yīng)用于化水監(jiān)控系統(tǒng)。將就地月拆除。操作、就地監(jiān)控為主的化水系統(tǒng),改造成以集中監(jiān)加藥系統(tǒng)全為就地控制式。1997年,Ⅲ、Ⅳ期視、集中操作(OPU)、自動控制為主的先進(jìn)方式,水汽統(tǒng)一安裝了水汽監(jiān)控系統(tǒng)。由于受當(dāng)時計算使化水監(jiān)控系統(tǒng)的自動化水平又上了一個新的臺機水平的限制,且該監(jiān)控系統(tǒng)作為第一代產(chǎn)品,與現(xiàn)在的要求已有較大差距。另外,Ⅱ期未配備在線憐%四佟佟佟佟佟佟佟《興傳佟《餐興;佟;晉加裝吸聲結(jié)構(gòu),以減小兩端蓋外輻射噪聲。影響修正值Kz為1.6dB,修正后的球磨機噪聲(4)排粉風(fēng)機管道部分進(jìn)行隔聲包扎聲級數(shù)據(jù)如表3所示,均在95dB以下,與治理前(5)在安裝球磨機的廠房北側(cè)的墻體上,吊裝有了較大的改善,達(dá)到了球磨機噪聲聲級應(yīng)該低吸聲體以減小車間內(nèi)的噪聲,從而使球磨機周圍于95dB的要求。的噪聲得以降低。表3測試數(shù)據(jù)3結(jié)束語平均采取上述改進(jìn)措施后,委托上海石化股份有‖治前12121s|le限公司環(huán)境監(jiān)測站,于2001年8月1日,根據(jù)《電站汽輪機發(fā)電機組測量方法》(GB7441287)中的92.7有關(guān)規(guī)定,對現(xiàn)場的球磨機進(jìn)行了噪聲監(jiān)測,測得環(huán)境背景噪聲為90dB。背景噪聲測點設(shè)在鍋爐中國煤化工109107103107車間0m層走道處,距開啟的球磨機約20m。背dYHCNMH景噪聲影響修正值K1為1dB。經(jīng)計算,環(huán)境發(fā)射收稿日期:2002-03-252002年第5期硅表、磷表、鈉表,只能以手工分析,不能連續(xù)監(jiān)個化水監(jiān)控系統(tǒng)共設(shè)1/O點907點,其中開關(guān)量督。氧表也為老指針式,急需更換。665點,模擬量243點。當(dāng)時化水運行人員共有55人,隨著定崗、定2.1.1硬件配備編的需要,減人已是大勢所趨。故化水監(jiān)控系統(tǒng)改系統(tǒng)共有5個機柜,2對冗余分布式處理單造已迫在眉睫。元(DPU),1臺工程師站(ENG,兼歷史數(shù)據(jù)站和2改造內(nèi)容MIS網(wǎng)通訊的多功能站),3臺操作員站(OPU),每個操作員站均平等,并互為備用?；瓺CS網(wǎng)2.1化水DCS絡(luò)原則性結(jié)構(gòu)見圖1。XDPS-400分布控制系統(tǒng)的特點是:開放的2.1.2軟件配備體系結(jié)構(gòu),充分利用最新通用機和通訊技術(shù),具有操作系統(tǒng)采用 WINDOWS NT4.0,DCS采很好的向上兼容性;基于TCP/IP的冗余高速數(shù)用XDPS2.0軟件,軟件系統(tǒng)分為人機接口、DPU據(jù)通訊網(wǎng),低層可采用以太、令牌等多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)站的過程控制軟件、GTW軟件和化學(xué)專業(yè)統(tǒng)計議;獨特的分布式實時數(shù)據(jù)庫與關(guān)系式數(shù)據(jù)庫融報表軟件四部分,通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與I/O網(wǎng)絡(luò)的通為一體,對網(wǎng)上各節(jié)點透明;靈活的ⅠO支持;基信軟件融為一體,完成產(chǎn)生過程的實時控制、監(jiān)視于 WINDOWS的圖形人機接口站;DPU圖形組和操作。操作員站軟件包功能豐富,涵蓋了現(xiàn)今幾態(tài)軟件具有極強的在線組態(tài)和調(diào)試能力;具有從乎所有的流行操作員站功能,操作界面簡單直觀在線的冗余通訊網(wǎng)到通道的自診斷能力;以工程師站軟件包采用先進(jìn)實用的圖形組態(tài)軟件,GTW/WEB/DDE/OPC的方式與其他控制系統(tǒng)簡便易用,特別是DPU組態(tài)軟件極為方便,可以如MIS/ INTRANET/ INTERNET接口。硬件模對組態(tài)文件進(jìn)行在線修改、調(diào)試、操作、下裝等。塊化設(shè)計,使系統(tǒng)易于擴展。2.1.3系統(tǒng)功能XDPS-400DCS的系統(tǒng)組成:水汽監(jiān)控系統(tǒng)(1)DAS功能工業(yè)水恒壓、恒水位控制系統(tǒng);生活水恒壓、恒水除顯示所有參數(shù)(化學(xué)在線儀表檢測數(shù)據(jù)、監(jiān)位控制系統(tǒng);除鹽控制系統(tǒng);DAS系統(tǒng);給水自動控參數(shù)、變頻泵控制狀態(tài)、功頻泵狀態(tài)、除鹽程控加氨控制系統(tǒng);爐水磷酸鹽自動加藥控制系統(tǒng)。整狀態(tài)等)的當(dāng)前值或狀態(tài)、報警記錄、操作記錄、實四期L程師站期工程師站5號柜LABAB轉(zhuǎn)換器光端機接線盒轉(zhuǎn)換器光端機接線盒OPUs轉(zhuǎn)換器光端機接線盒Y中國煤化工按線CNMH圖1化水DCS網(wǎng)絡(luò)原則性結(jié)構(gòu)圖2002年第5期東吃時曲線、歷史曲線外,還實現(xiàn)化學(xué)運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計行來實現(xiàn)。因此設(shè)計為兩臺工頻泵運行,兩臺工頻分析,自動生成各類報表。泵備用。1或4號變頻泵調(diào)節(jié)工業(yè)水母管壓力。當(dāng)(2)SCS功能變頻泵自動調(diào)節(jié)到95%時,啟動1臺工頻泵;當(dāng)換床。首先根據(jù)運行參數(shù)判斷交換器是否失變頻泵自動調(diào)節(jié)到5%時,關(guān)閉1臺工頻泵效;當(dāng)確認(rèn)交換器失效后,在顯示畫面上提示換生活水池水位控制系統(tǒng)。生活水池水位由3床;畫面上自動彈出備用床號,在開啟該床手動進(jìn)臺升壓泵(1~3號)調(diào)節(jié)。合理調(diào)配3臺泵的工口閥并確認(rèn)后,進(jìn)入正洗程序;至此換床結(jié)束。作,可保持生活水池水位的穩(wěn)定。3臺升壓泵中1再生。當(dāng)確認(rèn)交換器失效后,在畫面的提示中號為變頻泵,2號為工頻泵。選擇再生并確認(rèn)啟動再生程序;然后啟動壓縮空生活水母管壓力控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要依靠氣系統(tǒng);待壓力正常后顯示再生程序細(xì)節(jié)表;經(jīng)確1~4號生活水泵來調(diào)節(jié)生活水母管壓力,其中1認(rèn)后,系統(tǒng)將運行設(shè)備停用,并提示是否關(guān)閉其手號為變頻泵,2~4號為工頻泵。通過調(diào)節(jié)1號生動進(jìn)出口閥;經(jīng)確認(rèn)后,開啟酸(堿)計量箱進(jìn)口活水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)工業(yè)水母管壓力。當(dāng)變頻泵閥,放酸(堿)至預(yù)定液位,關(guān)閉計量箱進(jìn)口閥;區(qū)自動調(diào)節(jié)指令到98%時自動啟動一臺工頻泵,當(dāng)別陰、陽床或混床再生,依次按各自再生步驟進(jìn)行變頻泵自動調(diào)節(jié)指令到10%時自動關(guān)閉一臺工再生,并停壓縮空氣系統(tǒng)。頻泵。同時,當(dāng)生活水母管壓力低于0.2MPa時,系統(tǒng)連鎖。當(dāng)1、2號空壓機軟手操在自動,儲自動啟動一臺功頻泵;高于0.5MPa時,自動關(guān)氣罐壓力低于0.43MPa時,啟動空壓機;高于閉一臺功頻泵。0.63MPa時,停空壓機。當(dāng)1、2號中和泵軟手操化學(xué)水池水位控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過自在自動,中和池的水位高于1.6m時,啟動中和動調(diào)節(jié)化學(xué)水池進(jìn)口閥的開度來控制水池水位泵;當(dāng)中和池水位低于0.8m時,停中和泵。當(dāng)屋原則上采用單沖量回路。考慮到清水泵的啟動將頂水箱水位低于1m時,啟動除鹽水泵;高于1.8影響化學(xué)水池水位,所以在啟停清水泵時,設(shè)計延m時,停除鹽水泵。時30s后再接受調(diào)節(jié)指令變化。(3)MCS功能給水自動加氨控制系統(tǒng)。Ⅳ期中已有給水自工業(yè)水水池水位控制系統(tǒng)。工業(yè)水池水位的動加氨系統(tǒng),暫不動。Ⅲ期中給水加氨系統(tǒng)通過調(diào)控制由4臺升壓泵(4~7號)調(diào)節(jié),其中4號為變節(jié)加氨變頻泵來控制給水pH值和給水電導(dǎo)率頻調(diào)節(jié)泵,其余為工頻泵。定義每臺工頻泵的出力比較兩個信號的相互關(guān)系,選擇給水電導(dǎo)率為主為100%,變頻泵的出力為0~100%。經(jīng)過對運行要控制信號。借鑒N期水汽給水自動加氨系統(tǒng)運數(shù)據(jù)分析,可看出維持水池正常水位通常是在行經(jīng)驗,加氨泵轉(zhuǎn)速指令變化10%后,需經(jīng)過130%~170%的泵出力狀態(tài)下工作。據(jù)此在該控段時間的延時(約20min),才能使給水電導(dǎo)率改制系統(tǒng)中采取一投、一調(diào)、二備的方案。即:一臺工變。因此加入了給水電導(dǎo)率的變化率作為調(diào)節(jié)因頻泵以手動方式投人,另兩臺工頻泵以自動方式素,來彌補延時產(chǎn)生的影響。整個系統(tǒng)以單沖量回備用;一臺變頻泵以自動方式運行,對水位進(jìn)行跟路為基本框架,合理整定控制參數(shù)來控制變頻加蹤調(diào)節(jié)。在水位落到保護(hù)水位時,備用泵自動投氨泵轉(zhuǎn)速,以調(diào)整給水pH在8.8~9.3之間,入,用300%~400%的泵出力將水位抬高。爐水磷酸鹽自動加藥控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過兩臺備用工頻泵的優(yōu)先級以切為自動的先后控制磷酸鹽變頻泵來控制爐水PO;、pH值和電為準(zhǔn)。工頻泵的自動與手動工作方式是可以互換導(dǎo)率。由于一個調(diào)節(jié)量控制3個被調(diào)量,控制作用的。當(dāng)系統(tǒng)在不正常工況下工作時,應(yīng)切換到手動相當(dāng)復(fù)雜。通過運行和試驗結(jié)果分析,總結(jié)3個變方式運行。量的變化情況和相互關(guān)系,暫定以爐水pH值為工業(yè)水母管壓力控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)依靠1~6主要控制信號,同時考慮由于鍋爐排污對測量信號工業(yè)水泵調(diào)節(jié)工業(yè)水母管壓力,其中1號和4號系紛中國煤化工輯判斷和控制算號為變頻泵(互為備用),其余為工頻泵。經(jīng)過對運法,經(jīng)CNMH使?fàn)t水3個變量行數(shù)據(jù)的分析,看出機組穩(wěn)定運行所需的工業(yè)水維持在下池圍內(nèi)題行:pH94~9.6,PO2.0母管壓力,通常由兩臺工頻泵和1臺變頻泵的運4.0mg/LDD10~25pS/cm。米也力2002年第5期2.2增加變頻器硅表、OR1ON公司的1811AO鈉表、北京華科儀就地變頻按以下方案進(jìn)行控制:OPU監(jiān)控表研究所的HK-108C磷表,內(nèi)冷水增裝國產(chǎn)在線(集中控制)一變頻器柜、變頻器(分散控制)。各變pH表,氧表更換成 Honey Well公司的7020型氧頻器的信號輸入DCS,變頻器的狀態(tài)可以通過表。這樣,、Ⅳ期水汽所有化學(xué)在線儀表已全部DCS在OPU上實時反映。DCS可以根據(jù)各種工配齊,實現(xiàn)準(zhǔn)確、連續(xù)檢測藝要求對其實行智能化控制,使被控對象達(dá)到最2000年12月,化水DCS系統(tǒng)改造基本結(jié)佳工況。束,進(jìn)入調(diào)試階段。調(diào)試按系統(tǒng)分步進(jìn)行。2001年本次改造安裝的就地變頻器控制柜有4種,2月調(diào)試結(jié)束,化水DCS系統(tǒng)正式投入運行。皆為日本三菱產(chǎn)品。一種為FRF540-90K型,3改造后效果有1臺,為1號生活水泵;一種為FRF540-45K型,共有2臺,為1、4號工業(yè)泵;一種為FR(1)實現(xiàn)減人增效目標(biāo)F540L-30K型,共有2臺,為1、4號升壓泵;一種化水DCS系統(tǒng)投運后,運行人員工作量、勞為FR-F540I-2.2K型,共有10臺,分別用于1、3動強度大幅度下降?；瘜W(xué)運行人員人數(shù)由改造前號加氨泵、11~14號甲/乙磷酸鹽加藥泵(8臺)。的55人減為現(xiàn)在的30人。變頻器柜就地設(shè)置,柜內(nèi)設(shè)通風(fēng)、防塵裝置,且有(2)提高設(shè)備可靠性便于控制的面板。變頻柜還設(shè)有過流過熱保護(hù)、信經(jīng)過本次化水DCS系統(tǒng)改造,整個化水系統(tǒng)號采集及控制電路等裝置,并設(shè)有斷電保護(hù)自恢中原來可靠性較差、或長期不用、或使用不正常的復(fù)功能。變頻器的控制有就地和遙控兩種方式。設(shè)備,均得到有效改造或更換。如氣動閥門、電磁改造所有工頻泵控制回路,增加就地控制箱,閥柜、在線氧表等保證能實現(xiàn)就地和遠(yuǎn)方操作。控制箱同時具有泵(3)降低能耗及藥品用量或風(fēng)機運行狀態(tài)信號和電機電流信號,并具有電由于采用了工業(yè)水恒壓;恒水位控制系統(tǒng)和機控制回路所需保護(hù)功能。生活水恒壓、恒水位控制系統(tǒng),使各水池水位2.3凈水系統(tǒng)業(yè)水和生活水母管壓力均得到安全有效控制,能廢除原就地控制的CIO2消毒系統(tǒng),采用一套耗大大降低。按節(jié)約2t/h水保守算法,一年就可德國 ProMinet產(chǎn) Bello Zon型CDVa二氧化氯節(jié)水17520t。1臺變頻泵節(jié)電效率按20%消毒系統(tǒng)。實行就地自動控制。該系統(tǒng)與生活水40%計算,15臺變頻泵總額定功率為240kW,每混凝自動加藥系統(tǒng)配套安裝后投運,可確保生產(chǎn)小時可節(jié)電48~96kW·h,每年可節(jié)電420480區(qū)、生活區(qū)人員喝上潔凈水。840960kW·h,效益顯著。由于加藥全部實現(xiàn)2.4除鹽系統(tǒng)自動,減少了藥品用量。取樣改為集中取樣;陰床、混床出口增裝(4)水質(zhì)得到更好控制Polymetron公司的8891在線硅表,陽床、混床出加藥全部實現(xiàn)自動,水質(zhì)實現(xiàn)連續(xù)實時監(jiān)控,口增裝 ORION公司的181lEL鈉表;新裝4臺美使水質(zhì)波動幅度減少;由于增裝了生活水在線國GⅠ公司產(chǎn)E33型酸堿濃度計;更換所有電磁CIO2儀,除鹽增裝了在線硅表、鈉表,水汽增裝了閥柜及氣動閥門上的信號反饋裝置在線硅表、鈉表、pH表,使水質(zhì)得到準(zhǔn)確、連續(xù)監(jiān)5水汽系統(tǒng)14只溶藥箱各裝1臺磁翻板液位計,信號進(jìn)(5)提高運行分析能力計算機畫面。改造重點是將Ⅱ期加氨由手動改為XDPS有大容量歷史數(shù)據(jù)庫記錄各點的參數(shù)自動。增裝1臺加藥泵、2臺變頻器、2臺在線電導(dǎo)及狀態(tài),數(shù)據(jù)可保持幾個月,且隨時可打印操作記率儀及其輔助設(shè)施。泵的啟停、變頻器的投切實行錄、實時曲線、歷史曲線,實現(xiàn)化學(xué)運行的統(tǒng)計分軟操和就地操作。所有化學(xué)在線儀表信號,包括水析計中國煤化工是高了運行分析能樣溫度和高溫架冷卻水母管壓力等信號進(jìn)計算力。CNMHG能,可記錄狀態(tài)變機,并設(shè)超限報警。該系統(tǒng)投運后,可實現(xiàn)實時監(jiān)化及操作員行為,供分析事故參考?？亍＂蚱谒鲅b Polymetron公司的8891在線收稿日期:2002-01-11