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黔西电厂化学水处理集中控制方案

发布时间：2011/3/31 阅读次数：1048 字体大小: 【小】【中】【大】

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黔西电厂化学水处理集中控制方案
陈美军
贵州黔西中水发电有限公司（贵州黔西 551514）
[摘要] 介绍黔西电厂4×300MW 机组化学水处理控制方案，提出了水处理控制系统中可能出现的问题及解决方法。
[关键词] 电厂水处理集中控制方案
1 概述
随着火电机组单机容量的不断增大，为提高生产的经济性、安全性和自动化水平，新建电厂的水处理普遍采用集中监控模式，控制的内容日趋复杂。
黔西电厂装机容量4×300MW，化学水处理集中控制系统包括锅炉补给水处理、凝结水精处理、废水处理和净水站等。设置5 个子系统，优先考虑运行的安全性和自动化水平，最大限度减少运行人员的劳动强度。
2 控制功能的选择
化学水处理系统采用集中监控方式，控制室设在锅炉补给水处理。5 个子系统采用上位机网络和可编程控制器（PLC）相结合的方式，控制机柜和远程I/O 柜布置在就地。
在化学水处理集中控制室里的操作员站上能完成对各子系统的监控，同时为厂级监控信息系统(SIS)提供符合要求的软、硬件接口，在SIS 中可监视水处理的所有测点及设备状态。
为了方便运行人员操作，5 个子系统在就地设置辅助监控点。
3 控制方案的设计
3.1 电机替换运行控制
在化学水处理中，大部分电机是几运几备的关系，在以往的控制方案中，电机的运行和备用状态大都由人手动来实现，运行电机在远程位置，备用电机在就地位置，这样便造成了运行的不便。为了解决这个问题，在系统中引入了疲劳控制概念，即根据累计运行时间自动实现电机的替换运行，使各台电机的运行时间均等，电机的定期切换实现自动。即每台电机除自身的编号（如A、B）外，还在控制程序中设置了运行编号(如1、2、3)，运行编号最大的电机为备用。电机达到所设定的运行天数后运行编号就会自动更改为最大，原备用的电机运行编号自动变小成为运行电机。运行人员可在上位机中查看到电机的运行编号，并可以设定电机的运行天数。同时，如果某台电机因为故障挂牌维修，运行编号自动变到尽量最大，不会被运行。
3.2 气动阀门的控制
在化学水处理系统中，大部分阀门的反馈信号都是由行程开关产生的。这样就会产生开（关）不到位的现象，对此我们在程序中作了相应的处理。即在信号输出10s 后，如果没有得到相应的反馈信号，就会产生报警提醒运行人员；如果一段时间后，PLC 得到阀门的反馈信号，则相应的报警将会自动消除。点击上位机的“软件故障复位”按钮报警已会消除。
电机的合闸、跳闸故障与此相同。
3.3 模拟量滤波处理
在化学水处理系统中有许多的模拟量，其中相当一部分模拟量有很重要的作用，它们控制着电机的启停，甚至关系到水处理系统的运行。为保证其准确性，在水处理控制系统中的模拟量通道上加隔离器，同时在程序中作滤波处理性。另外，为了防止设备的误动作，对参与控制的模拟量还进行了延时处理，即当模拟量输入信号达到规定值并稳定10s 后才输出动作命令。
3.4 用液位控制泵的运行
在实现液位控制泵的启停控制方案时，除了根据液位点的比较来进行控制外，还在控制程序中加入了液位趋势判断，这样就可以根据液位及其上升或下降的趋势来控制泵的启停时间、启停台数和变频泵的转速。
3.5 实行步序控制
在步序中每一步运行的时间都不是定值，可以根据不同情况设定不同的时间。步序有三种情况，一是到了运行时间自动跳到下一步；二是到了运行时间后所有设备全部停止，由运行人员进行特殊的操作，操作结束后在上位机中点击“下一步”按钮继续运行；三是根据模拟量来确定是否进入到下一步，例如过滤器投入运行时只有当出水浊度合格后才能关闭排水阀、打开出水阀投入到运行步序。
为了防止阀门的反馈信号影响步序的运行，在步序中采用故障码、掩码和控制码联合控制。具体的实现方式为，当某个阀门出现开不到位或关不到位情况时，上位机上便会出现报警提示运行人员，并设一个故障码，当运行人员察看完现场情况后，如果阀门确实没有打开，运行人员可以点击步序表中故障阀门所对应的“Y”按钮，产生掩码进行确认，这样由故障码和掩码共同作用产生的控制码，将步序暂停等候处理。如果阀门已经打开，只是因为行程开关的问题而没有产生反馈信号，运行人员可以不用理睬，步序会继续运行。
现场所用的模拟量变送器大部分是输出4~20mA 信号，当模拟量信号超出4~20mA 范围时，程序设定显示“****”，提示运行人员模拟量变送器出现异常情况。同时，对于参与步序控制的模拟量，也采取了与阀门相似的控制方案。即根据现场情况来确定步序是否暂停。
在暂停前，模拟量保持变送器故障前的数值，使步序可以继续运行。
当出现电机故障、水位低、压缩空气压力低等信号时，步序会自动暂停，上位机产生故障报警。故障报警消除时，步序会自动从暂停处恢复继续运行。此外，步序还设置了 “手动暂停”按钮，设备出现异常情况时时运行人员可以点击该按钮暂停步序，异常情况消除后点击“继续运行”按钮恢复步序运行。
在上位机上显示出当前所运行的步序数和运行时间，并在步序表中显示设备的状态。
4 现场运行情况
黔西电厂化学水处理控制系统2005 年10 月调试完毕，经过一年多的运行检验，程序运行正常，运行效果较好。
参考文献
[1] 赵林峰电厂化学水处理系统综合化控制发展趋势中国电力 2001（8）.
[2] 西门子公司S7-400系列PLC说明书.

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