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PLC在電廠化學水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

一爽锥、引言
  
  近幾年隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展填要,在能源供應(yīng)上很多地區(qū)都出現(xiàn)電力資源緊缺的狀況眶衙,因此許多電廠紛紛進行新建或擴建改造崇磁。深圳西部電廠原有4臺(#1—#4)300MW 機組黄鳍,為提高發(fā)電能力又續(xù)建#5、#6機組(2×300MW)平匈。西部電廠原有兩列化學水處理系統(tǒng)框沟,續(xù)建工程的化學水處理系統(tǒng)擴建一列100~140m3/h化學除鹽系統(tǒng),其余設(shè)備與已有化學水處理系統(tǒng)共用增炭。原有化學水處理系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的模擬屏方式進行監(jiān)控忍燥,自動化水平不高并且效率很低。續(xù)建2臺機組后,廢除原有化學水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)梅垄,將原有化學水處理系統(tǒng)和擴建的一列化學水處理系統(tǒng)統(tǒng)一采用一套冗余PLC控制系統(tǒng)進行集中控制厂捞。
  
  二、化學水處理系統(tǒng)工藝流程
  
  1哎甲、化學水處理系統(tǒng)流程
  
  原有化學水處理系統(tǒng)流程為:自來水→蓄水池→升壓泵→活性炭過濾器→陽離子交換器→除二氧化碳器→中間水箱→中間水泵→陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵蔫敲。通過對現(xiàn)有系統(tǒng)運行狀況的現(xiàn)場調(diào)查和對水質(zhì)分析報告分析,自來水中的懸浮物含量較高炭玫,嚴重地污染了活性炭和離子交換樹脂奈嘿。因此,續(xù)建工程增加3臺高效纖維過濾器對自來水進行深度過濾處理蕴莉。
  
  續(xù)建化學水處理系統(tǒng)流程為:自來水→蓄水池→升壓泵→高效纖維過濾器→活性炭過濾器→陽離子交換器→除二氧化碳器→中間水箱→中間水泵→陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵翰蛔。
  
  2、續(xù)建工程與原有系統(tǒng)的連接及運行方式
  
  原有120t/h出力的一級除鹽+混床設(shè)備2列仓突,續(xù)建工程僅再擴建1列出力為120t/h的同樣設(shè)備痰汰。除鹽水泵、再生水泵绊削、壓縮空氣系統(tǒng)凑戏、酸堿再生系統(tǒng)和廢液處理系統(tǒng)與原有系統(tǒng)共用。
  
  3臺高效過濾器采用并聯(lián)運行方式制棉,正常工況2臺運行裆机,1臺備用。高效過濾器不僅對續(xù)建工程所需的自來水進行預(yù)處理诸晃,而且對原有系統(tǒng)的自來水也進行預(yù)處理狼憋。
  
  2臺活性炭過濾器和一級除鹽設(shè)備構(gòu)成一個系列,采用串聯(lián)運行方式益命,正常工況2列運行奖瞳,一列備用。其中每系列的2臺活性炭過濾器箕慧,當水質(zhì)好時1臺運行(去除游離余氯)服球,1臺備用;當進水水質(zhì)惡化時2臺同時運行(去除有機物)颠焦。
  
  混床采用并聯(lián)有咨,正常工況2臺運行,1臺備用蒸健。
  3套一級除鹽單元與3臺混床之間設(shè)有切換閥門座享,受已有系統(tǒng)的限制,僅#1一級除鹽設(shè)備和#1混床與#2一級除鹽設(shè)備和#2混床可以同時交叉運行似忧,#1一級除鹽設(shè)備和#1混床與#3一級除鹽設(shè)備和#3混床可以同時交叉運行渣叛。機組啟動時丈秩,上述3列設(shè)備同時投入運行,滿足最大的補給水量淳衙。
  
  三蘑秽、系統(tǒng)配置
  
  系統(tǒng)由兩臺上位計算機和一套冗余PLC系統(tǒng)構(gòu)成。上位計算機系統(tǒng)采用工業(yè)級計算機構(gòu)成功能強大的監(jiān)測與控制系統(tǒng)箫攀,計算機上安裝Intellutiong公司的FIX7.0工業(yè)監(jiān)測與控制系統(tǒng)軟件肠牲,通過合理的系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)組態(tài),實現(xiàn)對整個化學水處理工藝流程的動態(tài)監(jiān)視和控制筷穿。通過上位計算機系統(tǒng)和強大的工業(yè)控制傳輸網(wǎng)絡(luò)厌棵,實現(xiàn)對整個生產(chǎn)工藝工程的自動化管理和控制。
  
  PLC選用德維森公司PPC11冗余控制器牧赚,控制系統(tǒng)采用雙機熱備冗余方式醇票,通過遠程I/O的方式連接現(xiàn)場需要監(jiān)測與控制的點,遠程I/O由通訊處理器和PPC11系列I/O模塊組成淆膏。冗余的主控制站可以保證系統(tǒng)的停機維護時間為零速郑,最大限度的減少人對系統(tǒng)的干預(yù)。主控制系統(tǒng)熱備系統(tǒng)和遠程I/O控制站之間采用高性能的工業(yè)以太網(wǎng)總線傳輸網(wǎng)絡(luò)肴士,實現(xiàn)信息的可靠溃皮、安全、穩(wěn)定的傳輸丸臀。
  上位計算機系統(tǒng)安裝與PLC控制單元之間采用工業(yè)以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)熬皮。以太網(wǎng)屬國際標準,工業(yè)以太網(wǎng)已達到高傳輸安全性和可靠性要求聪僚,現(xiàn)已廣泛用于程序維護、向MIS和MES系統(tǒng)傳遞工廠數(shù)據(jù)刊侯、監(jiān)控章办、連接人機界面、記錄事件和告警滨彻。工業(yè)以太網(wǎng)具有高傳輸速率(目前達到100M)藕届、集線器技術(shù)的確定性、不需考慮網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)亭饵、傳輸物理介質(zhì)多樣(雙絞線休偶、光纖、同軸電纜)辜羊、集線器的應(yīng)用可不考慮網(wǎng)絡(luò)的擴展等優(yōu)點踏兜。
  
  通過以太網(wǎng)絡(luò)將上位計算機系統(tǒng)和現(xiàn)場監(jiān)測與控制點緊密的結(jié)合為一個整體,構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)八秃。在這樣高速傳輸網(wǎng)絡(luò)上碱妆,可以很方便的利用PLC系統(tǒng)所特有的功能肉盹,實現(xiàn)對整個控制系統(tǒng)的計算機在線遠程診斷功能。
  
  四疹尾、控制功能
  
  水處理系統(tǒng)所有控制閥采用就地和遠程控制方式纺榨,即使在程控系統(tǒng)完全故障的情況下還可以通過就地控制實現(xiàn)手動制水,保證機組鍋爐的可靠用水宽酣≌门控制箱上選用3位選擇開關(guān),分別為就地開优麻、就地關(guān)凶健、遠程控制。選擇遠程控制時擒抠,控制閥由操作員在操作站上控制扶眼。操作員可以在操作站對控制閥進行狀態(tài)監(jiān)視和動作控制,對控制閥的控制可分選擇自動和手動方式瑰跳。在自動方式時控制閥受PLC邏輯程序控制忍坯,在手動方式時控制閥由操作員直接在操作界面上點擊控制。
  


        一級除鹽設(shè)備的投運和再生由PLC實現(xiàn)自動控制砰普,也可通過鍵盤和鼠標在控制室內(nèi)的操作站上進行遠方操作谁媳。一級除鹽設(shè)備的出水導電率超過規(guī)定值或周期制水量達規(guī)定值時,自動解列并報警狗准,然后自動投入再生程序克锣。混合離子交換器的投運和再生由PLC實現(xiàn)自動控制腔长,或者通過鍵盤和鼠標進行遠方操作袭祟。當混合離子交換器出水導
  電率和二氧化硅超過規(guī)定值,或周期制水量達規(guī)定值時捞附,自動解列并報警巾乳,然后自動投入再生程序。高效過濾器和活性碳過濾器由PLC實現(xiàn)自動控制鸟召,也可采用鍵盤和鼠標在控制室內(nèi)的操作站上進行遠方操作胆绊。當其進出口壓差超過規(guī)定值,或周期制水量達規(guī)定值時欧募,自動解列并報警压状,然后自動投入反洗程序。以上操作以前都由操作人員執(zhí)行跟继,執(zhí)行新系統(tǒng)后上述操作都可以不需要操作人員干預(yù)种冬。
  
  中間水箱水位由PLC實現(xiàn)自動控制(通過調(diào)節(jié)陽床入口調(diào)節(jié)閥),使一級除鹽系統(tǒng)投運時中間水箱水位穩(wěn)定在正常位置舔糖。中間水泵啟停與中間水位聯(lián)鎖黑声,低液位啟泵埂体、高液位停泵,保證中間水泵的安全使用失能。
  
  閥門洛续、泵等的控制狀態(tài)顯示,自動/手動/就地操作和選擇聯(lián)鎖饵臀。系統(tǒng)所有流量绞宿、壓力可在操作界面上實時監(jiān)視,原水流量鹉灼、陰床出口流量鞋伸、混床出口流量顯示積算并作歷史紀錄,可分別查看一級除鹽敏困、混床再生制水量艰欲。
  
  系統(tǒng)控制每列除鹽裝置的投運、停止和再生程序莽浴、自動加酸加堿程序破罐、自動/半自動啟動另一列除鹽裝置程序等。對于順控設(shè)置必要的分步操作橱鹏、成組操作或單獨操作等膜蠢,并有跳步、中斷或旁路等操作功能莉兰。系統(tǒng)投運以及活性炭清洗挑围、一級除鹽再生和混床再生可由系統(tǒng)自動完成或操作員步延、步進手動干預(yù)糖荒,在操作站界面上顯示各步驟設(shè)定時間和剩余時間以及步進杉辙、步延指示等。
  
  五捶朵、結(jié)束語
  
  深圳西部電廠化學水處理系統(tǒng)全部改造完成后于2003年7月正式投運蜘矢,經(jīng)過改造后自動化控制水平明顯提高,制水量由原先的平均每小時120m3提升到平均每小時140—160m3泉孩,完全保證了6臺發(fā)電機組的用水需要硼端。由于控制水平的提高并淋,制水過程中產(chǎn)生的廢水量明顯減少寓搬,起到了一定環(huán)保節(jié)能效果。系統(tǒng)高度的可靠性和直觀簡易的操作性使得控制中心值班室由原來的2人值班該為1人值班县耽,大大節(jié)約了人力成本盲妈。該系統(tǒng)建成后運行可靠,生產(chǎn)效率明顯提高徒浸,因此受到用戶的好評棠蹬,并經(jīng)常成為其它電廠同行參觀效仿的對象描琉。
  
  參考文獻:
  
  1、陽憲惠《現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用》偷颜,清華大學出版社穴厅;
  2、鄔寬明《現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用選編》彰派,北京航空航天大學出版社盹火;
  3、媽灣發(fā)電總廠《化學補給水系統(tǒng)運行規(guī)程》司终。


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