姜憲珍，張紅軍

(華電國際鄒縣發(fā)電廠，山東 鄒城 273500)

0 引言

華電國際鄒縣發(fā)電廠(以下簡稱鄒縣電廠)335 MW機組供熱系統(tǒng)(以下簡稱熱網(wǎng))軟化水系統(tǒng)布置在熱網(wǎng)首站內(nèi)，由愛默生控制公司(上海)OVATION控制系統(tǒng)完成設(shè)備的監(jiān)控。由于工期原因，在第1個供熱季(2010—2011年)內(nèi)，僅實現(xiàn)了首站內(nèi)熱網(wǎng)軟化水系統(tǒng)設(shè)備遠控及監(jiān)視，具體的補水操作仍由運行人員來完成(特別是鈉離子交換器制水還必須由化學(xué)運行人員來操作)，這樣，不僅影響了整個供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還增加了運行人員的勞動強度。

1 熱網(wǎng)首站內(nèi)軟化水系統(tǒng)及設(shè)備

鄒縣電廠供熱首站內(nèi)軟化水系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

圖1 軟化水系統(tǒng)流程圖

熱網(wǎng)首站內(nèi)整個軟化水系統(tǒng)配置了4臺全自動鈉離子軟化器、2臺互為備用的軟化水泵、3臺熱網(wǎng)補水泵、2套鹽罐、1套軟化水箱等設(shè)備。目前軟化水泵、熱網(wǎng)補水泵、鹽罐的程控聯(lián)鎖相對簡單，已在分散控制系統(tǒng)(DCS)內(nèi)實現(xiàn)，而鈉離子交換器的程控聯(lián)鎖相對復(fù)雜，實現(xiàn)起來相對困難，它是首站內(nèi)軟化水系統(tǒng)程控的重中之重。

1.1 供熱首站DCS

鄒縣電廠335 MW機組供熱首站DCS采用愛默生控制系統(tǒng)(上海)有限公司的OVATION控制系統(tǒng)，主要是實現(xiàn)供熱首站所轄設(shè)備的集中控制與監(jiān)視。主要設(shè)備包括:4套操作員站(2套在熱網(wǎng)首站，2套在I期集控室)，1臺工程師站，2套控制柜。#1，#3鈉離子交換器設(shè)置在#1控制器內(nèi)，#2，#4鈉離子交換器設(shè)置在#2控制器內(nèi)，達到了控制系統(tǒng)分散風(fēng)險之目的。

1.2 全自動鈉離子交換器

熱網(wǎng)首站內(nèi)設(shè)置了4臺全自動鈉離子交換器，對一期、二期補給水處理的清水進行軟化處理，每臺全自動鈉離子軟化器出力為60 t/h，鈉離子交換器內(nèi)部裝填Na型強陽離子交換樹脂，工業(yè)水經(jīng)過Na型樹脂處理后，其中的Ca2+，Mg2+等被Na+交換下來，水中除了殘余的Ca2+，Mg2+外，陽離子幾乎全都是Na+，從而降低了水的硬度，有效地防止熱網(wǎng)循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢。全自動鈉離子交換器系統(tǒng)如圖2所示。

2 鈉離子交換器程控邏輯設(shè)計

從圖2可以看出，鈉離子交換器的程控步序分為“投運”(或運行)“停運”“再生”“備用”4個小程控。其中鈉離子交換器的“投運”“停運”“再生”程控均可由運行人員單獨手動操作，也可由程序自動完成，“備用”程控是由程序自行判斷、自動切換完成的，具體步序如3圖所示。

2.1 投運程控

軟化水箱液位出現(xiàn)低I值信號時(設(shè)定為2 m)，自動檢測處于“備用”狀態(tài)的#1，#3鈉離子交換器，并啟動相應(yīng)的順控程序。當水箱液位出現(xiàn)低II值時(設(shè)定為1.9 m)，自動檢測處于“備用”狀態(tài)的#2，#4交換器。當水箱液位出現(xiàn)高III值信號時(設(shè)定為4.6 m)，所有鈉離子交換器“投運”程控操作失效，閉鎖投入任何1臺鈉離子交換器。

圖2 全自動鈉離子交換器系統(tǒng)圖

圖3 鈉離子交換器程控步序

2.2 停運程控

水箱液位出現(xiàn)高I信號時(設(shè)定為4.0m)，停運#1，#3鈉離子交換器，并使其進入“備用”程控狀態(tài);當水箱液位出現(xiàn)高II值信號時(設(shè)定為4.5 m)，停運#2，#4鈉離子交換器并使其處于“備用”狀態(tài);當水箱液位出現(xiàn)高III值信號時(設(shè)定為4.6 m)，所有處于投運狀態(tài)鈉離子交換器自動切換到“停運”程控操作，停止所有鈉離子交換器。

2.3 再生程控

鈉離子交換器“再生”的目的是恢復(fù)鈉離子交換器的軟化功能。當“啟動再生流量累積”達到設(shè)定值時，程序會先自動啟動“停運”程控，然后再啟動“再生”程控，在“再生”程控控制下完成“反洗”“再生置換”“正洗”3個小程控。

2.4 備用程控

當軟化水箱液位出現(xiàn)高III值信號時(設(shè)定為4.6 m)，所有處于“投運”狀態(tài)鈉離子交換器自動切換到“停運”程控，“停運”程控完成后，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入“備用”程控狀態(tài)?！霸偕背炭亟Y(jié)束后，設(shè)備也轉(zhuǎn)入“備用”程控狀態(tài)。當設(shè)備處于“檢修”狀態(tài)時，自動解除鈉離子交換器的“備用”程控狀態(tài)。

3 鈉離子交換器程控在調(diào)試過程中的完善

3.1 軟化水箱液位異常情況的處理

為了防止軟化水箱液位測量出現(xiàn)異常情況，對水箱液位異常情況進行了判斷處理:增加了軟化水箱水位聯(lián)鎖信號解除的報警功能。增加液位信號品質(zhì)變壞及變化速率保護動作，自動解除軟化水箱的水位聯(lián)鎖，并在陰極射線顯像管(CRT)上顯示報警功能。

3.2 “投運”與“停運”程控之間的時序問題

在調(diào)試過程中，出現(xiàn)了執(zhí)行“停運”程控操作而程序不執(zhí)行的情況。其原因為“停運”程控指令一方面復(fù)位“投運”程控指令，另一方面啟動主控程序。由于分散處理單元(DPU)處理程序的時序問題，“停運”程控信號與“投運”程控信號同時存在于DEVICE SEQUENCERT程序塊的置位和復(fù)位端，所以程序不執(zhí)行。為了解決時序問題，在“停運”程控指令發(fā)出后，延時2 s再觸發(fā)主程序，避免了“投運”程控與“停運”程控之間的時序問題。停運程控情況如圖4所示。

圖4 停運程控示意圖

3.3 鈉離子交換器再生程控的完善

“再生”程控是根據(jù)進入鈉離子交換器流量累積來控制的，當“再生”程控完成后，“啟動再生流量累積”未清零，鈉離子交換器會重新進入“再生”程控，重復(fù)再生。設(shè)計了“再生”程控結(jié)束后，對“啟動再生流量累積”值自動清零，然后再將該鈉離子交換器投入“備用”程控狀態(tài)。為防止鈉離子交換器進入“再生”程控后被中斷，設(shè)計了當鈉離子交換器處于“再生”程控時，閉鎖啟動其他任何程控。

圖5 再生程控示意圖

3.4 鈉離子交換器特殊工況的完善

當鈉離子交換器或附屬設(shè)備檢修時，應(yīng)解除該鈉離子交換器的“備用”程控狀態(tài)，同時閉鎖鈉離子交換器進行任何操作。當鈉離子交換器的任一電動門處于掛牌(檢修)時，可自動解除鈉離子交換器的備用邏輯。應(yīng)增加設(shè)備的智能性，以減少人員的干預(yù)。

4 結(jié)束語

軟化水系統(tǒng)中鈉離子交換器程控的實現(xiàn)，使軟化水泵、熱網(wǎng)補水泵、鈉離子交換器控制成為一個整體，實現(xiàn)了第2供熱季(2011—2012年)熱網(wǎng)全程自動制水、補水，同時熱網(wǎng)制水補水也由專人值班變成了無人值守。鄒縣電廠熱電聯(lián)產(chǎn)項目的實施，對機組節(jié)能優(yōu)化，有效降低煤耗等重要經(jīng)濟技術(shù)指標起到積極的促進作用，拓展了335 MW機組的生存空間，供熱首站軟化水系統(tǒng)全程自動制水，不僅提高了設(shè)備的自動化水平，而且能夠較好地實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。

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