凝結水精處理程控系統剖析

摘 要：論述了我公司二期2×300MW機組凝結水精處理程控系統的結構原理，并對該系統的典型環節進行剖析。

關鍵詞：程控系統結構原理；典型環節；剖析

1 引言

我公司二期2×300MW機組的凝結水精處理程控系統，是由蘇州東方水處理有限責任公司成套設計并供貨。該系統的作用是為了提高我廠熱力系統凝結水的水質，防止凝汽器嚴重滲漏或出現滲漏時造成機組水汽品質惡化，有效提高凝結水的緩沖能力，防止機組熱力系統的結垢、積鹽、腐蝕，保證機組長期安全穩定運行。本人從控制系統的角度出發，去剖析系統的結構原理，并淺談典型環節的特點。

2 控制系統概況

2.1 控制系統結構：由MCC系統柜、儀表柜、程控柜、電磁閥箱、計算機操作臺、可編程控制器、計算機系統、化學分析儀表、差壓變送器及差壓開關、流量變送器和流量孔板及差壓流量表、壓力變送器及壓力控制開關和壓力指示表、溫度控制器及溫度測量控制表、液位變送器、光電、導電度檢測控制系統、以及位置反饋信號元件等設備組成。

2.3 軟件系統：程控系統采用了modicon984可編程控制系統，編程軟件采用modicon concept2.1，為modicon的plc進行編程、檢查、生成檔案文件。上位機使用的是研華Pentium工控機并使用ifix32工控軟件進行組態。

2.4 控制系統具有功能：A、實現對6臺（3A、3B、3 C、4A、4B、4 C）高速混床的投運、停運、樹脂失效體外輸送的全自動控制；B、實現對陰、陽罐失效樹脂的自動分離控制；C、實現對陰、陽罐失效樹脂的再生處理及輸送全自動控制；D、在異常情況下，自動控制打開旁路門，保護熱力主設備的安全；E、對現場熱工開關量，模擬量進行數據采集和在CRT屏幕顯示、報警、記錄和打印；F、實現對再生泵出口壓力、電加熱罐出口水溫等小回路的自動調節和控制。

2.5 控制系統操作單元：該控制系統可在任一臺上位機上進行操作和監視，可隨時調用設計的任一幅畫面，進行監視系統和操作控制，并可隨時制表打印。凝結水精處理室設置一臺主機及顯示器操作系統，供調試和檢修用，二期化驗站值班室設置一臺主機及顯示器操作系統，供運行監視和操作用。

3 凝結水精處理系統工藝簡況

3.1 凝結水精處理工藝系統組成：由除鹽系統和體外再生系統兩部分組成。

3.2 在凝結水精處理工藝系統中，plc控制的設備有：#3機、#4機共6臺高速混床，每臺機組各1套電動旁路門；#3機、#4機公用的陰再生罐，陽再生罐，樹脂貯存罐，熱水罐，再生水箱，低位酸、堿儲存罐，酸、堿計量箱，酸、堿噴射器，羅茨風機，沖洗水系統的氣動閥門等。工藝系統如圖2、圖3所示。

3.3 工藝控制步序要求

4 現場電磁閥特點分析

4.1 電磁閥的結構特點：現場使用的電磁閥有二位五通、二位三通兩種結構，其電源電壓為：24VDC。其中，混床進口、出口門全部采用二位五通的雙電控電磁閥，具有雙穩態特性；其余氣動閥門全部采用二位三通的單電控電磁閥，具有單穩態特性。針對進口、出口門長時間工作的特點，選用了具有雙穩態功能的二位五通電磁閥，并在plc邏輯上，用脈沖的上升沿控制門的開、關，在下降沿過后電磁閥不再帶電。從而，延長電磁閥的使用壽命。

5 樹脂界面檢測方法及影響因素

5.1 界面檢測裝置兩種檢測方法

5.1.1 根據陰陽樹脂顏色的不同使用光學反射原理進行檢測，陽樹脂與陰樹脂有一定的色差，陽樹脂偏暗，陰樹脂偏亮，將色差信號轉換成電信號進行測量，這樣通過檢測到的色差電信號量（陰樹脂出現），就能準確判斷出陰陽樹脂的界面。

5.1.2 由于不同樹脂與水混合后呈現的體電阻不同，陽樹脂的水溶液電阻率較低，而陰樹脂的水溶液電阻率較高，通過檢測陰陽樹脂界面處的電導變化（亦即陰樹脂出現）即能準確判斷陰陽樹脂界面。

5.1.3 電控柜，安裝在現場，它是由計算機及各種執行電路組成，將以上的光電和電導檢測在實現電路中接成“或”邏輯，它們同時有效，哪一個先檢測到，哪一個就先發出動作指令。

5.2 影響界面檢測的各種因素

電導檢測投用較麻煩，什么時候加入CO2，加多少就要根據現場情況定，操作不好會破壞樹脂分離層，使用效果不理想。實際上主要是以光電檢測方法為主，影響光電檢測的因素有：檢測陰陽樹脂的探頭臟、反射鏡面臟、樹脂分層欠理想導致陰陽樹脂顏色反差小等。

6 旁路電動門控制線路

從安全角度考慮，實際上電動門的開度只開到95%，關只能關到5%，通過調整力矩開關的凸輪角度來實現機械限位的。

7 淺談在線監測鈉離子的技術細節

7.1 本系統用兩臺Polymetron9073在線單通道鈉表，實時監測#3機、#4機混床共8路水樣的鈉離子，具體包括#3A、#3B、#3C混床出口、#3機出口，#4A、#4B、#4C混床出口、#4機出口共8路水樣。其中，水樣通道切換由plc和相應電磁閥完成，通道間切換時水樣的交叉污染是不可忽視的問題。應根據現場管路的實際和鈉離子選擇性電極的響應時間來定plc延時讀數的時間。

7.2 原有的二位二通電磁閥，在接通和斷開的瞬間，會影響流量變化。本系統中，鈉表、硅表、電導率表、PH表都是測量同一水樣，如果流量發生變化，影響最敏感的是PH表，測量值變化相對較明顯。所以，最好的方案，將原有電磁閥改為二位三通電磁閥，有效解決通道切換前后的流量穩定問題。

8 結論與建議

8.1 該套精處理程控系統能長期安全、穩定運行，投運以來，操作員站也沒有出現過死機等方面故障。

8.2 存在問題：工藝對流量要求較嚴格，特別是再生系統的流量。而現場測量流量的就地顯示表計，還是氣動表，測量反應慢、精確度低。建議更換為電動測量儀表。

參考文獻

[1]蘇州東方水處理有限責任公司.廣東湛江發電廠2×300MW機組擴建工程（3號、4號機組）凝結水精處理控制系統說明書.

[2]蘇州東方水處理有限責任公司.湛江電廠凝結水樹脂界面檢測裝置.使用說明書.

[3]湛江電力有限公司.化學運行規程.第六版.