电厂化学水处理系统控制难点

摘 要：为全面提升电厂机组水汽处理的自动化水平,保持热力设备长期稳定、安全经济运行,很多电厂加速对发电机组化学水处理分散控制系统（DCS）的应用研究.通过研究和实验,有效地解决了一些目前同类程控系统难以解决的问题.化学水处理PLC的研究和应用,对提高电厂DCS管控一体化水平和质量有非常大的促进作用.

关 键 词：化学水处理系统自动化控制运行质量程序控制

自上个世纪我国各地纷纷上火电厂项目以来,我国的火电厂不仅在规模上有了大的增加,而且在控制技术方面也有了非常令人震惊的进步.上个世纪九十年代,我国火电企业大力引进了DCS系统应用以来,使得电厂自动控制系统和能力发生了质的改变,电厂的安全控制水平得到很大提高.无论是企业管理者还是技术工人,均已经领略到了DCS系统给企业带来的益处.但我国许多火电企业目前就DCS的应用,只是停留在发电机组、锅炉和汽轮机等部分主要控制系统上,那些如输煤系统、水处理系统、除灰系统等控制系统应用仍然沿用可编程控制器（PLC）,在PLC的控制模式下,往往容易造成事故的发生.这为研究者提出了更大的挑战.

一、电厂化学水处理技术上要攻克三大难点

火电厂化学水处理工艺过程复杂、设备运行过程中各种参数在交替变化、在热力循环过程中,各种设备相互发生着作用,并且为了稳定运行也在相互制约着.在运行过程中,主要面对的是三大关键难题,只要解决好这三个问题,那么火电厂化学水处理控制系统稳定、安全运行的问题就得到了根本性解决.

1、在传统的化学水处理工艺中,设计者往往是把炉内、外水处理系统相对独立设计,未将锅炉运行参数变化考虑在内.实际上锅炉补水量、汽包水位、锅炉排污、接带负荷速度以及在运行时的最高出力等因素自然会影响热力循环过程质量.锅炉承载负荷的不稳定状况,会致使盐类物质在取样分析时“暂时隐形”.要解决取样技术稳定问题,就需要技术人员对热力循环系统的水汽品质,水处理过程机炉运行工况要进行综合考虑,要切实将相互关联性关系梳理清楚,从而作出判断和控制处理.在相互关联、相互影响关系问题的解决上,目前在技术上仍然没有一个较为成熟的模式,这种技术控制的问题也就是DCS控制的难点之一,亟待需要攻克.

2、因为在水处理过程中,各个机炉运行工况要素都是相互协调、相互牵制、都会在运行中发挥作用,这些因素的相互影响自然会让整个控制系统的参数运算和控制能力变得复杂.既要实现信号范围广、又要信号电缆长,这就为DCS的集中控制系统设计施工造成了一定困难,这是难点之二.

3、化学水处理工艺中,化学在线仪器监测水样和加药过程控制是另一个难点.水质在线监测是一个转化缓慢的电化学过程,检测传感器接收到的信号也不强烈,再加上传输距离远、管道长,电信号测量滞后性大.同时测量传感器还可能受到吸热介质结霜和液体烧碱在冬季结冰的影响,导致加药控制较为困难.因此,DCS全过程集中控制要充分考虑加装化学在线分析仪,这是需要研究人员攻克的技术难点之三.

二、关于电厂化学水处理的问题研究

关于火电厂化学水处理工艺的问题一直是电厂十分关注的问题.相关专家也对此进行过大量的研究和实验,但到目前为止有诸多的技术难题仍旧在技术攻关之中,但就DCS系统如何发挥出更好的效益,值得我们探讨.

1、目前大多数的火电厂采用的是水网、灰网、输煤网三大块控制系统网络,当然的辅助系统需要完善的配合才能安全运行.可通过辅控整个工艺系统上每个小系统各自成套以PLC控制,然后再通过联网的形式对各分系统的PLC进行综合分析控制.但在具体技术操作时就会出现由于PLC品牌的差异、通信协议不同,导致联网技术上出现一定的困难.要解决这个难题就需要通过DCS这个系统来完成各个小系统PLC联网数据传输,数据处理等综合处理.通过DCS控制系统分析出来的数据可再反馈给各个PLC,从而进行控制策略的再指导,这其实也体现出DCS可靠性高、逻辑处理能力强的特点.

2、实际上目前大部分电厂化学水处理程控以及各种数据采集系统已经完善到位,有所缺憾的就体现在数据应用处理上.因此,要解决各分系统联网数据传送到专门的实时数据库工作还需要借助DCS来完成,这样的话就可以按照工艺流程建立分析模型,进行优化分析.

3、在化学水处理汽水诊断系统要注意以下问题的出现.第一是由于化学分析量受样水、季节、环境的影响,容易造成工艺对象的模型复杂化.这样就会给化学水处理汽水诊断系统控制分析数据造成模型上的干扰.需要技术人员通过试验、运行分析加以技术推进,才能得到改善.第二是要注意改变目前很多化学量仍然依靠人工分析的现状,要建立化学水处理汽水预诊断专家系统,让化学在线分析诊断手段更加完善.第三就是要完全进行技术提升,众多的较精密的化学分析仪器要及时派上用场,提高技术人员的技能,确保这些精密仪器能够发挥出正常的作用.

三、结语

在DCS应用研究过程中,有许多电厂已经在这个方面做出了尝试性试验和应用,将锅炉补给水处理、炉内汽水处理、凝结水处理、水汽品质监测等这些系统的控制全部带入到DCS系统,是一次技术的跨越.电厂采用这种先进的控制策略,非常好地让原水预处理系统的自动加药控制实现了自动控制.同时,技术人员在原工艺系统的基础上不断改进技术,适当增加了一些电动调节控制装置,实现了补给水和凝结水在精处理系统运行及再生过程中的流量自动控制.采用DCS有利于拓展控制范围,实现较复杂的控制策略,为实现电厂技术不断创新,设备不断升级、DCS管控一体化程度进一步加强,企业效益不断增加奠定了良好的技术基础.