電站水處理DCS改造

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(chǎng),安徽蕪湖241009)關(guān)鍵詞:水處理;分散控制系統;改造摘要:介紹了蕪湖發(fā)電廠(chǎng)將XDPS-40DCS應用于化水監控系統,尤其是除鹽程控再生系統,并依靠自身技術(shù)力量完成施工改造。改造后提高了設備可靠性和運行分析能力,降低了能耗及藥品用量,能夠更好地監測水質(zhì)。中圖分類(lèi)號:TP273文獻標識碼:B文章編號:1001-9529(2002)05-0063-04蕪湖發(fā)電廠(chǎng)于1992~1997年分別投產(chǎn)了4臺上海三大動(dòng)力設備廠(chǎng)生產(chǎn)的125MW機組。其1改造原因輔助設施化水系統投產(chǎn)于1992年,主要分爐外和改造前,除了除鹽室各泵設集中控制外,其它爐內水處理系統兩塊。其中爐外水處理系統為共系統各泵均為就地控制;各系統液位計均為就地用系統,由凈水系統、工業(yè)水系統、除鹽系統等組式液位計。除鹽系統原設計為就地手操氣動(dòng)控制成;爐內水處理系統分Ⅲ、Ⅳ期兩部分,由給水加系統,再生為就地手操氣動(dòng)再生。該系統自投運以氨、除氧劑加藥、磷酸鹽加藥、集中取樣監視等系來(lái),電磁閥柜不能正常使用,電磁閥大部分銹壞,統組成氣動(dòng)閥門(mén)基本以手操為主。僅在陰床、混床出口配2000年5月~2001年2月,我們對化水監控有在線(xiàn)電導率儀;再生用酸、堿濃度計原為大連產(chǎn)系統進(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應用于化水監控系統。將就地月拆除。操作、就地監控為主的化水系統,改造成以集中監加藥系統全為就地控制式。1997年,Ⅲ、Ⅳ期視、集中操作(OPU)、自動(dòng)控制為主的先進(jìn)方式,水汽統一安裝了水汽監控系統。由于受當時(shí)計算使化水監控系統的自動(dòng)化水平又上了一個(gè)新的臺機水平的限制,且該監控系統作為第一代產(chǎn)品,與現在的要求已有較大差距。另外,Ⅱ期未配備在線(xiàn)憐%四佟佟佟佟佟佟佟《興傳佟《餐興;佟;晉加裝吸聲結構,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)行隔聲包扎聲級數據如表3所示,均在95dB以下,與治理前(5)在安裝球磨機的廠(chǎng)房北側的墻體上,吊裝有了較大的改善,達到了球磨機噪聲聲級應該低吸聲體以減小車(chē)間內的噪聲,從而使球磨機周?chē)?5dB的要求。的噪聲得以降低。表3測試數據3結束語(yǔ)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)境監測站,于2001年8月1日,根據《電站汽輪機發(fā)電機組測量方法》(GB7441287)中的92.7有關(guān)規定,對現場(chǎng)的球磨機進(jìn)行了噪聲監測,測得環(huán)境背景噪聲為90dB。背景噪聲測點(diǎn)設在鍋爐中國煤化工109107103107車(chē)間0m層走道處,距開(kāi)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,不能連續監個(gè)化水監控系統共設1/O點(diǎn)907點(diǎn),其中開(kāi)關(guān)量督。氧表也為老指針式,急需更換。665點(diǎn),模擬量243點(diǎn)。當時(shí)化水運行人員共有55人,隨著(zhù)定崗、定2.1.1硬件配備編的需要,減人已是大勢所趨。故化水監控系統改系統共有5個(gè)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,兼歷史數據站和2改造內容MIS網(wǎng)通訊的多功能站),3臺操作員站(OPU),每個(gè)操作員站均平等,并互為備用?；瓺CS網(wǎng)2.1化水DCS絡(luò )原則性結構見(jiàn)圖1。XDPS-400分布控制系統的特點(diǎn)是:開(kāi)放的2.1.2軟件配備體系結構,充分利用最新通用機和通訊技術(shù),具有操作系統采用 WINDOWS NT4.0,DCS采很好的向上兼容性;基于TCP/IP的冗余高速數用XDPS2.0軟件,軟件系統分為人機接口、DPU據通訊網(wǎng),低層可采用以太、令牌等多種標準協(xié)站的過(guò)程控制軟件、GTW軟件和化學(xué)專(zhuān)業(yè)統計議;獨特的分布式實(shí)時(shí)數據庫與關(guān)系式數據庫融報表軟件四部分,通過(guò)系統網(wǎng)絡(luò )與I/O網(wǎng)絡(luò )的通為一體,對網(wǎng)上各節點(diǎn)透明;靈活的ⅠO支持;基信軟件融為一體,完成產(chǎn)生過(guò)程的實(shí)時(shí)控制、監視于 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,涵蓋了現今幾態(tài)軟件具有極強的在線(xiàn)組態(tài)和調試能力;具有從乎所有的流行操作員站功能,操作界面簡(jiǎn)單直觀(guān)在線(xiàn)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(shí)用的圖形組態(tài)軟件,GTW/WEB/DDE/OPC的方式與其他控制系統簡(jiǎn)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(xiàn)修改、調試、操作、下裝等。塊化設計,使系統易于擴展。2.1.3系統功能XDPS-400DCS的系統組成:水汽監控系統(1)DAS功能工業(yè)水恒壓、恒水位控制系統;生活水恒壓、恒水除顯示所有參數(化學(xué)在線(xiàn)儀表檢測數據、監位控制系統;除鹽控制系統;DAS系統;給水自動(dòng)控參數、變頻泵控制狀態(tài)、功頻泵狀態(tài)、除鹽程控加氨控制系統;爐水磷酸鹽自動(dòng)加藥控制系統。整狀態(tài)等)的當前值或狀態(tài)、報警記錄、操作記錄、實(shí)四期L程師站期工程師站5號柜LABAB轉換器光端機接線(xiàn)盒轉換器光端機接線(xiàn)盒OPUs轉換器光端機接線(xiàn)盒Y中國煤化工按線(xiàn)CNMH圖1化水DCS網(wǎng)絡(luò )原則性結構圖2002年第5期東吃時(shí)曲線(xiàn)、歷史曲線(xiàn)外,還實(shí)現化學(xué)運行數據的統計行來(lái)實(shí)現。因此設計為兩臺工頻泵運行,兩臺工頻分析,自動(dòng)生成各類(lèi)報表。泵備用。1或4號變頻泵調節工業(yè)水母管壓力。當(2)SCS功能變頻泵自動(dòng)調節到95%時(shí),啟動(dòng)1臺工頻泵;當換床。首先根據運行參數判斷交換器是否失變頻泵自動(dòng)調節到5%時(shí),關(guān)閉1臺工頻泵效;當確認交換器失效后,在顯示畫(huà)面上提示換生活水池水位控制系統。生活水池水位由3床;畫(huà)面上自動(dòng)彈出備用床號,在開(kāi)啟該床手動(dòng)進(jìn)臺升壓泵(1~3號)調節。合理調配3臺泵的工口閥并確認后,進(jìn)入正洗程序;至此換床結束。作,可保持生活水池水位的穩定。3臺升壓泵中1再生。當確認交換器失效后,在畫(huà)面的提示中號為變頻泵,2號為工頻泵。選擇再生并確認啟動(dòng)再生程序;然后啟動(dòng)壓縮空生活水母管壓力控制系統。該系統主要依靠氣系統;待壓力正常后顯示再生程序細節表;經(jīng)確1~4號生活水泵來(lái)調節生活水母管壓力,其中1認后,系統將運行設備停用,并提示是否關(guān)閉其手號為變頻泵,2~4號為工頻泵。通過(guò)調節1號生動(dòng)進(jìn)出口閥;經(jīng)確認后,開(kāi)啟酸(堿)計量箱進(jìn)口活水泵的轉速來(lái)調節工業(yè)水母管壓力。當變頻泵閥,放酸(堿)至預定液位,關(guān)閉計量箱進(jìn)口閥;區自動(dòng)調節指令到98%時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)一臺工頻泵,當別陰、陽(yáng)床或混床再生,依次按各自再生步驟進(jìn)行變頻泵自動(dòng)調節指令到10%時(shí)自動(dòng)關(guān)閉一臺工再生,并停壓縮空氣系統。頻泵。同時(shí),當生活水母管壓力低于0.2MPa時(shí),系統連鎖。當1、2號空壓機軟手操在自動(dòng),儲自動(dòng)啟動(dòng)一臺功頻泵;高于0.5MPa時(shí),自動(dòng)關(guān)氣罐壓力低于0.43MPa時(shí),啟動(dòng)空壓機;高于閉一臺功頻泵。0.63MPa時(shí),?？諌簷C。當1、2號中和泵軟手操化學(xué)水池水位控制系統。該系統主要通過(guò)自在自動(dòng),中和池的水位高于1.6m時(shí),啟動(dòng)中和動(dòng)調節化學(xué)水池進(jìn)口閥的開(kāi)度來(lái)控制水池水位泵;當中和池水位低于0.8m時(shí),停中和泵。當屋原則上采用單沖量回路?？紤]到清水泵的啟動(dòng)將頂水箱水位低于1m時(shí),啟動(dòng)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(shí),設計延m時(shí),停除鹽水泵。時(shí)30s后再接受調節指令變化。(3)MCS功能給水自動(dòng)加氨控制系統。Ⅳ期中已有給水自工業(yè)水水池水位控制系統。工業(yè)水池水位的動(dòng)加氨系統,暫不動(dòng)。Ⅲ期中給水加氨系統通過(guò)調控制由4臺升壓泵(4~7號)調節,其中4號為變節加氨變頻泵來(lái)控制給水pH值和給水電導率頻調節泵,其余為工頻泵。定義每臺工頻泵的出力比較兩個(gè)信號的相互關(guān)系,選擇給水電導率為主為100%,變頻泵的出力為0~100%。經(jīng)過(guò)對運行要控制信號。借鑒N期水汽給水自動(dòng)加氨系統運數據分析,可看出維持水池正常水位通常是在行經(jīng)驗,加氨泵轉速指令變化10%后,需經(jīng)過(guò)130%~170%的泵出力狀態(tài)下工作。據此在該控段時(shí)間的延時(shí)(約20min),才能使給水電導率改制系統中采取一投、一調、二備的方案。即:一臺工變。因此加入了給水電導率的變化率作為調節因頻泵以手動(dòng)方式投人,另兩臺工頻泵以自動(dòng)方式素,來(lái)彌補延時(shí)產(chǎn)生的影響。整個(gè)系統以單沖量回備用;一臺變頻泵以自動(dòng)方式運行,對水位進(jìn)行跟路為基本框架,合理整定控制參數來(lái)控制變頻加蹤調節。在水位落到保護水位時(shí),備用泵自動(dòng)投氨泵轉速,以調整給水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(dòng)加藥控制系統。該系統通過(guò)兩臺備用工頻泵的優(yōu)先級以切為自動(dòng)的先后控制磷酸鹽變頻泵來(lái)控制爐水PO;、pH值和電為準。工頻泵的自動(dòng)與手動(dòng)工作方式是可以互換導率。由于一個(gè)調節量控制3個(gè)被調量,控制作用的。當系統在不正常工況下工作時(shí),應切換到手動(dòng)相當復雜。通過(guò)運行和試驗結果分析,總結3個(gè)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。該系統依靠1~6主要控制信號,同時(shí)考慮由于鍋爐排污對測量信號工業(yè)水泵調節工業(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(guò)對運法,經(jīng)CNMH使爐水3個(gè)變量行數據的分析,看出機組穩定運行所需的工業(yè)水維持在下池圍內題行: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監控表研究所的HK-108C磷表,內冷水增裝國產(chǎn)在線(xiàn)(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(guò)表。這樣,、Ⅳ期水汽所有化學(xué)在線(xiàn)儀表已全部DCS在OPU上實(shí)時(shí)反映。DCS可以根據各種工配齊,實(shí)現準確、連續檢測藝要求對其實(shí)行智能化控制,使被控對象達到最2000年12月,化水DCS系統改造基本結佳工況。束,進(jìn)入調試階段。調試按系統分步進(jìn)行。2001年本次改造安裝的就地變頻器控制柜有4種,2月調試結束,化水DCS系統正式投入運行。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(shí)現減人增效目標F540L-30K型,共有2臺,為1、4號升壓泵;一種化水DCS系統投運后,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(dòng)強度大幅度下降?；瘜W(xué)運行人員人數由改造前號加氨泵、11~14號甲/乙磷酸鹽加藥泵(8臺)。的55人減為現在的30人。變頻器柜就地設置,柜內設通風(fēng)、防塵裝置,且有(2)提高設備可靠性便于控制的面板。變頻柜還設有過(guò)流過(guò)熱保護、信經(jīng)過(guò)本次化水DCS系統改造,整個(gè)化水系統號采集及控制電路等裝置,并設有斷電保護自恢中原來(lái)可靠性較差、或長(cháng)期不用、或使用不正常的復功能。變頻器的控制有就地和遙控兩種方式。設備,均得到有效改造或更換。如氣動(dòng)閥門(mén)、電磁改造所有工頻泵控制回路,增加就地控制箱,閥柜、在線(xiàn)氧表等保證能實(shí)現就地和遠方操作?？刂葡渫瑫r(shí)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;恒水位控制系統和機控制回路所需保護功能。生活水恒壓、恒水位控制系統,使各水池水位2.3凈水系統業(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,采用一套耗大大降低。按節約2t/h水保守算法,一年就可德國 ProMinet產(chǎn) Bello Zon型CDVa二氧化氯節水17520t。1臺變頻泵節電效率按20%消毒系統。實(shí)行就地自動(dòng)控制。該系統與生活水40%計算,15臺變頻泵總額定功率為240kW,每混凝自動(dòng)加藥系統配套安裝后投運,可確保生產(chǎn)小時(shí)可節電48~96kW·h,每年可節電420480區、生活區人員喝上潔凈水。840960kW·h,效益顯著(zhù)。由于加藥全部實(shí)現2.4除鹽系統自動(dòng),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(xiàn)硅表,陽(yáng)床、混床出加藥全部實(shí)現自動(dòng),水質(zhì)實(shí)現連續實(shí)時(shí)監控,口增裝 ORION公司的181lEL鈉表;新裝4臺美使水質(zhì)波動(dòng)幅度減少;由于增裝了生活水在線(xiàn)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(xiàn)硅表、鈉表,水汽增裝了閥柜及氣動(dòng)閥門(mén)上的信號反饋裝置在線(xiàn)硅表、鈉表、pH表,使水質(zhì)得到準確、連續監5水汽系統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(huà)面。改造重點(diǎn)是將Ⅱ期加氨由手動(dòng)改為XDPS有大容量歷史數據庫記錄各點(diǎn)的參數自動(dòng)。增裝1臺加藥泵、2臺變頻器、2臺在線(xiàn)電導及狀態(tài),數據可保持幾個(gè)月,且隨時(shí)可打印操作記率儀及其輔助設施。泵的啟停、變頻器的投切實(shí)行錄、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、歷史曲線(xiàn),實(shí)現化學(xué)運行的統計分軟操和就地操作。所有化學(xué)在線(xiàn)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,并設超限報警。該系統投運后,可實(shí)現實(shí)時(shí)監化及操作員行為,供分析事故參考?？?。Ⅱ期水汽增裝 Polymetron公司的8891在線(xiàn)收稿日期:2002-01-11