DCS系統在火電廠(chǎng)水網(wǎng)控制系統中的應用

1 概述

火電廠(chǎng)輔助系統主要有水網(wǎng)、煤網(wǎng)、灰網(wǎng)、脫硫、脫銷(xiāo)系統等，對于300MW及以上的機組來(lái)說(shuō)，輔助系統大都已采用計算機控制，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、計算機技術(shù)及DCS控制技術(shù)的日益成熟，這就為這些輔助系統實(shí)現自動(dòng)化控制打下了堅實(shí)的基礎，并且加速了輔控系統納入全廠(chǎng)管控一體化的進(jìn)程。

過(guò)去電廠(chǎng)輔控常采用傳統PLC實(shí)現獨立且分散的控制，這種控制模式由于使用較多的運行人員，加上各系統間聯(lián)系不方便，備品備件種類(lèi)多，難于管理及設備投資大等缺點(diǎn)已經(jīng)基本不被采用。輔助網(wǎng)絡(luò )控制采用新一代DCS系統后克服了原有獨立且分散的控制系統的缺點(diǎn)，可最大可能的將運行人員減到最少。使控制系統在基本不提高造價(jià)的情況下，使輔助網(wǎng)絡(luò )控制系統的水平達到與主機DCS控制系統相當的水平，為實(shí)現全廠(chǎng)管控一體化打下良好基礎。本文重點(diǎn)介紹DCS在湖南創(chuàng )元電廠(chǎng)2×300MW火電機組水網(wǎng)中的應用。水網(wǎng)是輔網(wǎng)中最復雜的系統，通常包括鍋爐補給水系統、凝結水精處理系統、汽水分析和化學(xué)加藥系統、制氫站、綜合水泵房、廢水處理系統（含工業(yè)廢水處理、生活污水處理、含煤廢水、含油廢水）等。

2 系統以及實(shí)現的功能

HOLLiAS MACS 系列分布式控制系統是北京和利時(shí)公司在總結十多年用戶(hù)需求和多行業(yè)的應用特點(diǎn)、積累三代DCS系統開(kāi)發(fā)應用的基礎上，全面繼承以往系統的高可靠性和方便性，綜合自身核心技術(shù)與國際先進(jìn)技術(shù)而推出的新一代DCS ，具有開(kāi)放化、信息化、智能化、小型化和高可靠的特點(diǎn)。

2.1 監控功能

合理地進(jìn)行上位機軟件設計，統一上位機監控界面，使各輔助系統具有統一的風(fēng)格，統一的操作方式，并能合理、靈活地進(jìn)行切換和調用，將使整套輔助網(wǎng)絡(luò )控制系統受到電廠(chǎng)的歡迎。

輔網(wǎng)的主要監控功能：

● 各輔助系統之間能靈活、快速地切換。

● 各系統內部可進(jìn)行畫(huà)面切換。

● 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，包括實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示和實(shí)時(shí)參數顯示。

● 實(shí)時(shí)趨勢顯示和歷史趨勢顯示。

● 趨勢打印和報表打印功能。

● 實(shí)時(shí)報警、語(yǔ)音報警、彈出式畫(huà)面報警、報警確認功能。

● 報警歷史記錄、打印功能。

● 每步現場(chǎng)操作記錄功能（即事件記錄功能）。

● 模擬量的棒狀圖顯示、表盤(pán)顯示和數字量顯示。

● 主控室上位機和各輔助系統原來(lái)控制室中的上位機操作聯(lián)鎖，并互為備用。

● 安全（即口令）。

2.2 網(wǎng)絡(luò )結構

創(chuàng )元輔控水網(wǎng)包括：化學(xué)補水系統（2個(gè)站），取樣加藥系統（1個(gè)站），凈化站系統（1個(gè)站）和廢水處理系統（1個(gè)站），如圖1所示。

3 工藝流程和控制策略

電廠(chǎng)水網(wǎng)主要包括凝結水精處理，化學(xué)補水處理和廢水處理三大部分。

凝結水系統主要工藝流程包括：凝結水精處理及樹(shù)脂再生系統、水汽取樣分析系統、化學(xué)加藥系統等幾個(gè)部分。創(chuàng )元電廠(chǎng)水網(wǎng)中凝結水精處理系統在輔網(wǎng)改造前采用CITECT公司的PLC，由于這套系統使用時(shí)間不長(cháng)，為了節省投資，仍繼續使用原系統。在電廠(chǎng)實(shí)行輔控系統納入全廠(chǎng)管控一體化的過(guò)程中，將CITECT的PLC系統通過(guò)通訊方式與輔控水網(wǎng)有機的結合起來(lái)。

化學(xué)補給水系統由預處理系統、反滲透預脫鹽系統、化學(xué)除鹽系統、酸堿系統四部分組成，控制范圍還包括水工凈水站。廢水系統用來(lái)處理電廠(chǎng)的全部廢水，包括灰渣廢水、化學(xué)廢水、生活廢水和脫硫廢水等。這兩部分功能采用DCS系統來(lái)實(shí)現。由于廢水系統控制策略較為簡(jiǎn)單，此處不予詳述，下面重點(diǎn)介紹一下化學(xué)補水系統的控制策略。

整個(gè)化水監控系統共設2個(gè)I／O站，共有840點(diǎn)，其中開(kāi)關(guān)量736點(diǎn)，模擬量104點(diǎn)。

化學(xué)補給水系統控制策略如下：

3.1 DAS系統

顯示所有參數（各種工質(zhì)狀態(tài)、設備控制狀態(tài)、設備報警狀態(tài)等）的實(shí)時(shí)值或狀態(tài)、報警記錄、操作記錄、實(shí)時(shí)趨勢、歷史趨勢外,還實(shí)現化水數據的統計分析，自動(dòng)生成各類(lèi)報表。

3.2 SCS系統

3.2.1 高效過(guò)濾器投運程控

（1） 充水排氣：開(kāi)進(jìn)水門(mén)/開(kāi)排氣門(mén)；

（2） 正洗：開(kāi)正洗排水門(mén)，關(guān)排氣門(mén)；

（3） 運行：開(kāi)出水門(mén)/開(kāi)儀表取樣門(mén)（沒(méi)進(jìn)DCS），關(guān)正洗排水門(mén)；

（4） 停運；關(guān)所有門(mén)。

3.2.2 高效過(guò)濾器反洗程控

（1） 充水放松：開(kāi)反洗進(jìn)水門(mén)/開(kāi)反洗排水門(mén)；

（2） 放水：開(kāi)排氣門(mén)/開(kāi)正洗排水門(mén)，關(guān)反洗進(jìn)水門(mén)；

（3） 空氣擦洗：開(kāi)進(jìn)氣門(mén)/啟動(dòng)羅茨風(fēng)機，關(guān)正洗排水門(mén)；

（4） 水氣合洗：開(kāi)反洗進(jìn)水門(mén)；

（5） 正洗：開(kāi)進(jìn)水門(mén)/開(kāi)正洗排水門(mén)/關(guān)進(jìn)氣門(mén)/關(guān)空氣門(mén)/關(guān)反洗進(jìn)水門(mén)/關(guān)反洗排水門(mén)/停止羅茨風(fēng)機。

3.2.3 活性炭過(guò)濾器投運程控

（1） 充水排氣：開(kāi)進(jìn)水門(mén)/排氣門(mén)；

（2） 正洗：開(kāi)正洗排水門(mén)，關(guān)排氣門(mén)；

（3） 運行：開(kāi)出水門(mén)/開(kāi)儀表取樣門(mén)（沒(méi)進(jìn)DCS），關(guān)正洗排水門(mén)；

（4） 停運：關(guān)所有門(mén)。

3.2.4 活性炭過(guò)濾器反洗程控

（1） 放水Ⅰ：開(kāi)正洗排水門(mén)/開(kāi)排氣門(mén)；

（2） 預反洗：開(kāi)反洗進(jìn)水門(mén)/開(kāi)反洗排水門(mén)，關(guān)正洗排水門(mén)/關(guān)排氣門(mén)；

（3） 放水Ⅱ：開(kāi)正洗排水門(mén)/開(kāi)排氣門(mén)，關(guān)反洗進(jìn)水門(mén)/關(guān)反洗排水門(mén)；

（4） 空氣擦洗：開(kāi)進(jìn)氣門(mén)，關(guān)正洗排水門(mén)；

（5） 反洗：開(kāi)反洗進(jìn)水門(mén)/開(kāi)反洗排水門(mén)，關(guān)進(jìn)氣門(mén)/關(guān)排氣門(mén)；

（6） 靜止沉降：關(guān)所有閥門(mén)（關(guān)正洗排水門(mén)/關(guān)排氣門(mén)/關(guān)反洗進(jìn)水門(mén)/關(guān)反洗排水門(mén)/關(guān)進(jìn)氣門(mén)/）；