DCS系統(tǒng)在火電廠水網(wǎng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 概述

火電廠輔助系統(tǒng)主要有水網(wǎng)、煤網(wǎng)、灰網(wǎng)、脫硫、脫銷系統(tǒng)等，對(duì)于300MW及以上的機(jī)組來(lái)說(shuō)，輔助系統(tǒng)大都已采用計(jì)算機(jī)控制，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及DCS控制技術(shù)的日益成熟，這就為這些輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且加速了輔控系統(tǒng)納入全廠管控一體化的進(jìn)程。

過(guò)去電廠輔控常采用傳統(tǒng)PLC實(shí)現(xiàn)獨(dú)立且分散的控制，這種控制模式由于使用較多的運(yùn)行人員，加上各系統(tǒng)間聯(lián)系不方便，備品備件種類多，難于管理及設(shè)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(tǒng)后克服了原有獨(dú)立且分散的控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，可最大可能的將運(yùn)行人員減到最少。使控制系統(tǒng)在基本不提高造價(jià)的情況下，使輔助網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的水平達(dá)到與主機(jī)DCS控制系統(tǒng)相當(dāng)?shù)乃?，為?shí)現(xiàn)全廠管控一體化打下良好基礎(chǔ)。本文重點(diǎn)介紹DCS在湖南創(chuàng)元電廠2×300MW火電機(jī)組水網(wǎng)中的應(yīng)用。水網(wǎng)是輔網(wǎng)中最復(fù)雜的系統(tǒng)，通常包括鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、汽水分析和化學(xué)加藥系統(tǒng)、制氫站、綜合水泵房、廢水處理系統(tǒng)（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(tǒng)以及實(shí)現(xiàn)的功能

HOLLiAS MACS 系列分布式控制系統(tǒng)是北京和利時(shí)公司在總結(jié)十多年用戶需求和多行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)、積累三代DCS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，全面繼承以往系統(tǒng)的高可靠性和方便性，綜合自身核心技術(shù)與國(guó)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(jiān)控功能

合理地進(jìn)行上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)，統(tǒng)一上位機(jī)監(jiān)控界面，使各輔助系統(tǒng)具有統(tǒng)一的風(fēng)格，統(tǒng)一的操作方式，并能合理、靈活地進(jìn)行切換和調(diào)用，將使整套輔助網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)受到電廠的歡迎。

輔網(wǎng)的主要監(jiān)控功能：

● 各輔助系統(tǒng)之間能靈活、快速地切換。

● 各系統(tǒng)內(nèi)部可進(jìn)行畫面切換。

● 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(shù)顯示。

● 實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示和歷史趨勢(shì)顯示。

● 趨勢(shì)打印和報(bào)表打印功能。

● 實(shí)時(shí)報(bào)警、語(yǔ)音報(bào)警、彈出式畫面報(bào)警、報(bào)警確認(rèn)功能。

● 報(bào)警歷史記錄、打印功能。

● 每步現(xiàn)場(chǎng)操作記錄功能（即事件記錄功能）。

● 模擬量的棒狀圖顯示、表盤顯示和數(shù)字量顯示。

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

● 安全（即口令）。

2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

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

3 工藝流程和控制策略

電廠水網(wǎng)主要包括凝結(jié)水精處理，化學(xué)補(bǔ)水處理和廢水處理三大部分。

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

化學(xué)補(bǔ)給水系統(tǒng)由預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透預(yù)脫鹽系統(tǒng)、化學(xué)除鹽系統(tǒng)、酸堿系統(tǒng)四部分組成，控制范圍還包括水工凈水站。廢水系統(tǒng)用來(lái)處理電廠的全部廢水，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(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于廢水系統(tǒng)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(bǔ)水系統(tǒng)的控制策略。

整個(gè)化水監(jiān)控系統(tǒng)共設(shè)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(bǔ)給水系統(tǒng)控制策略如下：

3.1 DAS系統(tǒng)

顯示所有參數(shù)（各種工質(zhì)狀態(tài)、設(shè)備控制狀態(tài)、設(shè)備報(bào)警狀態(tài)等）的實(shí)時(shí)值或狀態(tài)、報(bào)警記錄、操作記錄、實(shí)時(shí)趨勢(shì)、歷史趨勢(shì)外,還實(shí)現(xiàn)化水?dāng)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，自動(dòng)生成各類報(bào)表。

3.2 SCS系統(tǒng)

3.2.1 高效過(guò)濾器投運(yùn)程控

（1） 充水排氣：開(kāi)進(jìn)水門/開(kāi)排氣門；

（2） 正洗：開(kāi)正洗排水門，關(guān)排氣門；

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

（4） 停運(yùn)；關(guān)所有門。

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/開(kāi)反洗排水門；

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

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

（4） 水氣合洗：開(kāi)反洗進(jìn)水門；

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

3.2.3 活性炭過(guò)濾器投運(yùn)程控

（1） 充水排氣：開(kāi)進(jìn)水門/排氣門；

（2） 正洗：開(kāi)正洗排水門，關(guān)排氣門；

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

（4） 停運(yùn)：關(guān)所有門。

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/開(kāi)排氣門；

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

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

（4） 空氣擦洗：開(kāi)進(jìn)氣門，關(guān)正洗排水門；

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

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