电厂化学水处理系统综合化趋势发展研究

Posted 2023-01-12 化学

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电厂化学水系统的控制对电厂的稳定运营具有重要的作用，如何提高控制的准确性和自动化程度，一直是研究人员关注的问题。本文首先介绍了国内电厂化学水系统的组成结构、管理体制及控制系统存在的一些问题，阐述了化学水控制系统的改进方向，对化学水综合化控制的必然趋势进行了分析和预测。
前言
随着很多电厂的生产规模不断增加，化学水处理系统的作用也越来越重要，控制系统也变得越来越复杂。对于电厂的化学水系统而言，相对集中的综合化控制模式将是未来发展的趋势。使用这样的控制系统可以使得电厂减员增效，提高企业的生产效益，确保电厂的安全生产，全面提升电厂的自动化水平。
1、电厂目前化学水系统现状
1.1分类情况
大部分电厂按系统功能一般包括：净水预处理、反渗透预脱盐、锅炉补给水处理、凝结水精处理、汽水取样监测分析、化学加药系统、综合水泵房、循环水加氯、废水及污水处理等系统。许多电厂因为原水质差别或设计的要求不一，没有净水或反渗透或废水处理等系统。
1.2生产管理体制状况
传统的化学水处理系统设计包括了中控室，并配有专门的运行人员。由于控制的设备比较多而且分布的区域分散，使维修和巡检的工作量非常大。由于化学仪表的更新和发展速度快，而仪表操作和技术人员水平低，具有的责任心相对不足，除此之外，进口的仪表缺乏一定的备件等问题，造成了分析仪表准确率低等问题。
1.3结构特点
(1)落后的继电器控制方式
有很多电厂是在20世纪70、80年代投资兴建的，每个化学水子系统的设计都比较简单，而且监控设备的监测范围比较小。顺控的方式比较落后，因此。可以获得的监测数据信息量非常少，设备也非常容易损坏，也给运行和维护带来很大难度。
(2)小型PLC和盘操共存模式
到了20世纪90年代中初期，经过多年的发展和进步，PLC技术已经逐渐成熟，并且被电厂的顺控领域所广泛的应用，电厂的监测设备控制也由手动方式转换为自动方式。但由于当时技术条件和水平的限制，采用的上位机速度也不快，监控软件的画面非常的单一，获取的信息量也比较少，缺乏信号报警等高级功能。
有的电厂开始采用在线仪表自动加药装置，取得了很好的效果，但存在着一些问题。例如，网络联机的扩展性能较差，仪表维护起来很困难。因此，这种控制设备使得监测信息不足，造成了仪表的应用混乱等不良影响，使得运行和维护的工作量仍然很大。
(3)化学水子系统的2级控制模式
到了20世纪90年代中后期，由于前期的技术和经验积累，研究人员不断的改进和提高，控制系统逐步改进和完善，成为2级控制结构，包括CRT与PLC控制。很多原有电厂开始进行改造，将原有的控制系统改造为全CRT监控、PLC热备的双层结构。这种组合的监控方式对电厂的化学水处理有很多益处，极大地提高了电厂处理的自动化水平，但仍存在着一些问题，例如自动功能组没有达到合理和完善，化学水处理的每个子系统比较分散等缺点，对于达到减员增效的实际效果是很不利的。
2、化学水控制系统的改进发展
2.1主机DCS扩容和辅机DCS发展的影响
随着主机DCS的发展需要，应用范围已经从传统范围进行了扩展，DEH及电气保护等系统都得到了应用。从投资、安装、调试、运行、维护等多个过程来看，对于化学水控制系统来说，不宜进入主机DCS。从主机DCS设计的原则上来说，化学水处理的子系统I/O和CRT画面已经超出了合理的范围，容易造成整机的控制系统出现成本和造价过高的问题，并对主机DCS形成安全威胁。
辅机DCS发展也不能从根木上解决化学水系统的问题。化学仪表就是一个很难解决的问题，在线工作的准确率和可靠性就是最大的障碍，除此之外，化学水处理系统的功能组还没有达到合理的完善，因此，仍需专业人员定时巡检设备，进行设备的启停和加药、等一系列工作。可见，化学水系统仍需作为一个独立的集控区存在。
2.2新的机制改革的冲击
目前，随着电厂改革的不断深入，电厂要求要改变传统的值班及维护方式，向单元集中控制方向发展。电厂的检修也改变了原有的招标方式，一切进行外委。随着电力工业的不断，要求电厂要达到安全满发的目标，还要合理的降低电厂设备运行和维护费用，缩短设备等的检修时间，提高生产设备的使用年限，科学有效的使用电厂的资源，大幅提高效率。电厂为适应发展的要求，进行化学水综合控制是较为经济合理的。
3、化学水综合控制系统是发展的有效选择
3.1化学水综合化控制可达到完善的控制工艺
(1)控制工艺
原有的化学水处理各系统的可控设备采用的设计不够合理，因此，要在改造工艺上进行创新，可以选择增加电动门或气动门的方式，完善各个子系统以及它们之间的联系和功能。
(2)加药工艺
原有的加药点和加药方式设置的不够合理，需要进行很好的改进，可以采用先进的自动加药装置，统一进入PLC进行控制加药，提高自动加药水平。
(3)监测参数
重新按综合系统考虑各子系统测点及监测参数的合理性、可靠性及准确性，优化国产和进曰仪表的使用，使化学水系统在线监测的工艺参数可靠而经济。
3.2通信网络的适用性
各PLC厂商为适应未来联网需要，开发出具有多种解决方案的网络模式，可根据电厂各化学水系统的不同，进行相应的综合化控制配置方案。对各化学水子系统不同厂商的PLC产品和相应的通信协议，可采用网关技术或专用以太网卡进行联网，将化学水集控化；针对各子系统采用同一家PLC厂商的产品，通过厂家局域网的方式，使化学水集中化。
3.3控制系统具有较高的安全性
由于综合控制系统全部采用PLC.硬件的平均故障率大大下降，同时由于控制功能、运算功能等模块化消除了由于连线不当或接触不良引发的事故。综合系统完善的自诊断功能使维护人员及早发现设备故障，从而缩短设备平均修复时间，提高利用率。
4、结论
电厂化学水系统综合化控制方式有很多优点在于，应用这种方式可以提高自动化水平、电厂的生产效率和经济效益也会得到，进而电厂的竞争力就会增加。当然，电厂化学水处理系统的综合化控制也存在一些问题，如对电厂运行维护人员素质要求较高，要求运行维护人员知识面全。因此，电厂化学水处理系统进行综合控制，将是国内电厂未来一定时期化水控制系统发展的必然趋势，会得到进一步的关注与青睐。