提高海水制氯系統(tǒng)熱控設(shè)備可靠性研究

摘要：海水制氯系統(tǒng)熱控設(shè)備的可靠性，對整套海水制氯系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，同樣對所有機(jī)組的正常運(yùn)行也有著重要意義。文章針對海水制氯系統(tǒng)熱控設(shè)備的選型和控制邏輯的優(yōu)化等因素進(jìn)行研究分析，并提出相應(yīng)的措施和解決辦法。

關(guān)鍵詞：電解海水；熱控設(shè)備；制氯系統(tǒng)

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-2374（2013）23-0019-02

1 概述

潮州發(fā)電公司制氯設(shè)備是廣東省電力設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)、武漢興達(dá)高技術(shù)工程有限公司提供的電解海水制氯系統(tǒng)，通過電解天然海水，制取一定濃度的次氯酸根（ClO）和次氯酸鈉（NaClO），通過氧化和通過氯原子取代蛋白質(zhì)分子中的氮原子，從而導(dǎo)致有機(jī)物的死亡，因而次氯酸鈉可作為冷卻水的有效殺生藥劑。

廠制氯系統(tǒng)包括一期制氯和二期制氯共四套制氯設(shè)備，主要設(shè)備有海水預(yù)處理器、自動(dòng)反沖洗海水過濾器、次氯酸鈉儲(chǔ)存罐、水泵、酸洗箱，其中電解海水次氯酸鈉發(fā)生器是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，海水在發(fā)生裝置電解槽中，在直流電場作用下電解生成一定濃度的次氯酸鈉溶液。次氯酸鈉電解生成，采用無隔膜電解方式，在無隔膜電解槽中，海水在直流電場作用下產(chǎn)生：

2 控制系統(tǒng)簡況

海水制氯系統(tǒng)的程序自動(dòng)控制原則是根據(jù)工藝流程的操作條件設(shè)置檢測、調(diào)節(jié)、報(bào)警、聯(lián)鎖保護(hù)及電氣控制系統(tǒng)以保護(hù)制氯設(shè)備的安全、可靠、高質(zhì)量的運(yùn)行。由于海水和次氯酸鈉都屬于高腐蝕的介質(zhì)，根據(jù)這些特點(diǎn)熱控設(shè)備選用了耐腐蝕的儀表。

該控制系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成。下位機(jī)采用可編程控制器（PLC），PLC選用MODICON公司生產(chǎn)的QUANTUM系列，系統(tǒng)的主要調(diào)節(jié)、控制、聯(lián)鎖保護(hù)功能由它完成，因而保證了系統(tǒng)的高可靠性。上位機(jī)操作系采用的是windowsXP中文版，監(jiān)控軟件采用IFIX3.5軟件。監(jiān)控系統(tǒng)軟件部分主要是上位機(jī)的人機(jī)交互界面，通過各個(gè)不同的畫面，可使運(yùn)行人員直觀地監(jiān)視各項(xiàng)系統(tǒng)參數(shù)，手動(dòng)干預(yù)各調(diào)節(jié)參數(shù)和控制參數(shù)。

3 制氯系統(tǒng)熱控聯(lián)鎖保護(hù)

海水制氯設(shè)備使用PLC系統(tǒng)進(jìn)行全過程控制，包括啟動(dòng)、加藥、沖洗、酸洗等一系列流程控制。在PLC中設(shè)置熱控聯(lián)鎖保護(hù)邏輯，在整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，如果制氯設(shè)備發(fā)生異常情況并達(dá)到保護(hù)定值時(shí)，將觸發(fā)熱控聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作，停運(yùn)相關(guān)設(shè)備，以保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性和可

靠性。

3.1 次氯酸鈉發(fā)生器進(jìn)口流量

次氯酸鈉發(fā)生器是海水制氯系統(tǒng)的核心設(shè)備，主要作用是在其內(nèi)部電解槽內(nèi)通過直流電場電解海水，形成一定濃度的次氯酸根和次氯酸鈉，再通過氧化和通過氯原子取代蛋白質(zhì)分子中的氮原子，從而殺死海水中的有機(jī)物，保證機(jī)組凝汽器等重要管道的安全。所以，次氯酸鈉發(fā)生器的進(jìn)口流量這個(gè)參數(shù)就是監(jiān)控次氯酸鈉發(fā)生器的重要手段。當(dāng)發(fā)生器運(yùn)行時(shí)進(jìn)口流量低于50t/h時(shí)，PLC邏輯延時(shí)50s后自動(dòng)停運(yùn)次氯酸鈉發(fā)生器，保護(hù)設(shè)備安全。

我廠原設(shè)計(jì)的發(fā)生器進(jìn)口流量裝置是國產(chǎn)的超聲波流量計(jì)，外貼于管道安裝。由于該管道直管段較短，在測量時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)流量波動(dòng)大的故障，進(jìn)而引起設(shè)備誤動(dòng)作停運(yùn)。為了解決此問題，熱控專業(yè)通過多方考察調(diào)研，選用了進(jìn)口產(chǎn)品（美國迪納聲TFXD）。在更換了流量測量裝置后，發(fā)生器的流量測量很穩(wěn)定，基本沒有再出現(xiàn)由于流量計(jì)測量誤動(dòng)作導(dǎo)致的跳閘事故。

3.2 次氯酸鈉發(fā)生器出口溫度

次氯酸鈉發(fā)生器出口溫度也是監(jiān)視發(fā)生器是否正常運(yùn)行的重要測點(diǎn)之一。當(dāng)發(fā)生器溫度高于40℃時(shí)，PLC邏輯延時(shí)1s后自動(dòng)切斷整流柜電源，停止設(shè)備運(yùn)行。

原設(shè)計(jì)溫度保護(hù)測點(diǎn)只有一支，容易出現(xiàn)誤動(dòng)作現(xiàn)象，為了提高設(shè)備穩(wěn)定性，熱控專業(yè)與電氣專業(yè)、綜合專業(yè)討論研究，在原溫度測點(diǎn)附近增加兩支溫度測點(diǎn)，在邏輯中實(shí)現(xiàn)三取二判斷，并將原溫度變送器取消，直接將溫度信號引入PLC的溫度測量板卡。又通過與發(fā)生器廠家協(xié)商，將保護(hù)動(dòng)作延時(shí)時(shí)間延長至10s，大大降低了設(shè)備誤動(dòng)幾率。

3.3 PLC柜內(nèi)的流量和壓力信號隔離器

由于次氯酸鈉發(fā)生器進(jìn)口流量和壓力信號都要進(jìn)入PLC的AI板卡進(jìn)行判斷，為了防止信號干擾，在這兩個(gè)信號進(jìn)入板卡前安裝了一個(gè)信號隔離器。

原設(shè)計(jì)流量和壓力信號同時(shí)進(jìn)入一個(gè)信號隔離器，當(dāng)隔離器單個(gè)通道故障或隔離器電源故障時(shí)，很容易引起設(shè)備誤動(dòng)作，并且查詢事故原因時(shí)也不方便判斷。為了防止此現(xiàn)象的發(fā)生，將流量和壓力信號分開，使這兩個(gè)信號有獨(dú)自的隔離器，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。

3.4 次氯酸鈉儲(chǔ)存罐液位

次氯酸鈉儲(chǔ)存罐液位信號雖然不是直接跳閘發(fā)生器的信號，但它關(guān)系著加藥泵的啟停，在整個(gè)海水制氯系統(tǒng)中同樣屬于重要的聯(lián)鎖保護(hù)信號。當(dāng)儲(chǔ)存罐液位低于1m時(shí)，加藥泵聯(lián)鎖停止，當(dāng)儲(chǔ)存罐液位高于4m時(shí)，加藥泵聯(lián)鎖

啟動(dòng)。

原儲(chǔ)存罐液位信號是通過就地磁翻板液位計(jì)上附帶的磁阻式變送器上傳至PLC的，但由于磁翻板的磁珠容易卡澀，液位信號的測量也就無法準(zhǔn)確顯示實(shí)際值。熱控專業(yè)將磁阻式變送器取消，在就地安裝了EJA（耐腐蝕型）壓力變送器，并將變送器的取樣口連接至磁翻板底部。同時(shí)，在變送器和磁翻板液位計(jì)都增加了排污門，方便運(yùn)行人員和檢修人員定期排污。

4 監(jiān)控畫面的優(yōu)化

4.1 畫面優(yōu)化

我廠海水制氯系統(tǒng)屬于輔控網(wǎng)控制，日常為無人值班狀態(tài)，所有操作由輔控人員在主控室完成。原一期海水制氯隨#1、#2機(jī)組建設(shè)投運(yùn)，二期海水制氯系統(tǒng)隨#3、#4機(jī)組建設(shè)投運(yùn)。運(yùn)行人員在操作時(shí)經(jīng)常要翻動(dòng)畫面切換。為了減少運(yùn)行人員操作，降低誤操作幾率，熱控人員通過輔控網(wǎng)軟件將一期和二期的海水制氯系統(tǒng)合二為一，并將就地控制室內(nèi)的兩臺(tái)主機(jī)也合二為一。同時(shí)將原系統(tǒng)自帶的工業(yè)用工控機(jī)更換為常用的戴爾電腦主機(jī)，既方便了檢修人員的日常維護(hù)，也降低了運(yùn)行人員監(jiān)視強(qiáng)度。

4.2 增加跳閘首出

引起海水制氯系統(tǒng)跳閘的因素有很多，為了方便檢修人員在設(shè)備跳閘時(shí)分析原因，提高消缺水平，熱控人員在原PLC邏輯中增加了設(shè)備跳閘首出判斷，并在上位機(jī)畫面上增加了跳閘首出和復(fù)位按鈕。當(dāng)事故發(fā)生后，運(yùn)行人員和檢修人員通過查看跳閘首出，就能快速準(zhǔn)確地判斷事故發(fā)生原因，待問題解決后，運(yùn)行人員手動(dòng)復(fù)位跳閘首出，即可重新啟動(dòng)海水制氯系統(tǒng)。

5 結(jié)語

海水制氯系統(tǒng)熱控設(shè)備的安全性、可靠性及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，對整套海水制氯系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，對機(jī)組的正常運(yùn)行也有著重要意義。另外，對整個(gè)熱控系統(tǒng)深入細(xì)致的研究和分析，對熱控設(shè)備全面、綜合治理，可以保證海水制氯系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，對降低凝汽器端差，提高凝汽器真空度和機(jī)組熱效率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 海水制氯系統(tǒng)說明書[S].武漢興達(dá)高技術(shù)工程有限

公司.

作者簡介：朱宏永（1981—），男，廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司工程師，研究方向：數(shù)學(xué)與應(yīng)用

數(shù)學(xué)。