煙水復合改造中熱控部分實現的方法

辛 巖，畢德忠，闞欣明

(國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

1 煙水復合回熱系統技術背景

隨著國家對常規火電機組排放、能耗指標的日趨嚴格，發電企業不斷加大投入對在役機組進行節能改造。節能技術分為消缺、優化、技改三個方向，在技改方向，業內重要的課題之一就是煙氣余熱利用。隨著耐酸鋼、搪瓷管、氟塑料等耐腐蝕材料的發展，為排煙余熱深度利用創造了技術條件。

根據排煙余熱熱量大、品質低的特點，目前主要有加熱回轉式空氣預熱器入口冷風、低壓凝結水的利用形式，如低壓省煤器、暖風器、熱煤水換熱器、GGH等。各種形式都有可觀節能降耗效果，低壓省煤器加熱凝結水，可排擠低壓抽汽多做功，從汽機側節能。暖風器等加熱冷風，可增加鍋爐有效利用熱，從鍋爐側降低煤耗。不同的機組容量、參數，發電煤耗可降低2～3 g/kWh。

2 系統組態前準備工作

對于熱控組態[1]部分，進行實際組態前要進行大量的準備工作，其中主要包括以下幾個方面。

a. 煙水復合系統工藝操作流程說明書制訂。其主要目的是說明煙水復合系統實際工作的條件和流程，每個單獨設備保護、聯鎖條件，系統啟動、停止過程，以及系統之間如何進行切換的方法等重要信息。只有全面并細致了解系統與具體設備的特點才能進行有效組態，保證組態方案的正確性和可用性。

b. 熱控測點的收集與整理。現代DCS控制系統組態大多都是利用電纜實現就地設備與DCS系統之間的通信。根據測點類型與輸入輸出的不同，通常把測點分為DI、DO、AI、AO、TC、RTD等不同類型的測點[2]，組態人員要把大量的測點進行分析與整理，保證同一設備、同一系統的測點盡量在同一控制器下，不同的測點類型要平均分配到具體的卡鍵中，并且要保證卡鍵要有足夠的備用量。合理的測點分配對于提高生產系統的安全性、降低控制系統的負荷率、提高系統維護人員的在線監視和掌控能力都有很大的幫助。

c. 煙水復合系統工藝圖紙繪制。其主要反映各個設備在整個系統中的具體位置，與其他設備連接的方式和結構，不同的管道輸入和輸出的位置，以及管道中的介質等重要信息，這些信息有助于熱控組態人員設計DCS控制系統的上位機，保證設計內容與現場實際安裝一致，對于以后的正常維護起到重要的作用。

系統組態前的準備工作越充分、越完善，組態方案才能更加貼近實際應用，才能更好地保證生產運行的穩定性和安全性。

3 系統下位機組態

對于實際組態要先進行下位機組態(實際控制邏輯)。下位機組態主要包括以下幾個步驟。

a. 單個設備的組態。其主要目的是實現單獨設備的操作，通過驅動級將設備的輸入和輸出測點進行連接，其中輸入測點包括設備的已啟動(已開)、已停止(已關)、故障、遠方等設備狀態信息，輸出測點包括啟動(開)、停止(關)等操作指令，其組態如圖1所示。

圖1 設備單操組態邏輯圖

b. 允許、保護、聯鎖組態[3]。對于單獨設備只能進行啟停操作是遠遠不夠的，大部分設備都要設置允許、保護、聯鎖關系。其中允許條件包括啟動允許和停止允許，在滿足條件的情況下才能進行啟動或停止操作；保護條件是指在外部達到某一條件時，自動停止設備，不需要人為停止，起到保護設備的目的；聯鎖條件是指在外部達到某一條件時，聯鎖啟動設備，保證系統能夠在設備故障情況下仍能夠正常運行。

c. 程控組態。對于一些系統，其特點是設備多，啟動停止具有一定的規律性，系統啟停周期長。這樣的系統若是全部進行人為操作，操作量大，且浪費大量的人力資源，例如煙水復合的吹灰系統。對于這樣的系統通常要進行程控組態，通過設置啟動或停止按鈕來實現整個吹灰系統的啟動和停止，運行人員只需要進行監視而不需要進行人為操作就能滿足系統運行的要求。其中部分吹灰程控組態如圖2所示。

4 系統上位機組態

在系統下位機組態后要進行上位機組態，上位機組態中主要的部分是煙水復合工藝流程畫面的組態。上位機組態主要包括以下幾個步驟。

a. 煙水復合工藝流程畫面設計。對于煙水復合系統，其系統設備多，結構分散復雜，在一個畫面中無法反映系統的全部信息，必須對畫面進行分解，通過幾個畫面來全面反映系統的信息。一副完整的工藝流程畫面通常包括3部分：底圖、動態設備、重要參數顯示。底圖一般是靜態的，包括各種罐、水池、管道、手動門等設備；動態設備是指能進行人為操作的設備，運行人員可以在畫面上進行操作，包括設備有電動門、氣動門、泵、風機、加熱器等，動態設備要進行添點工作，其測點要依據下位機組態來進行操作；重要參數是指某一設備或系統中重要位置的參數信息，參數是實時變化的，提醒運行人員當前系統的狀態信息，重要的參數主要包括溫度、壓力、流量、電流等信息，其表現方式主要以DI和AI測點的形式來表示。

圖2 部分吹灰程控組態

b. 系統報警設置。上位機除了操作設備外，很重要的一部分內容就是進行報警提示，保證在故障情況下，及時提示運行人員，進行適當的維護工作，使機組重新回到正常的工作狀態下。報警分為一般報警和危急報警2種，通過不同級別的報警，運行人員可以對系統所處的情況有一個全面的了解，采取必要的操作手段來使系統穩定工作。

c. 歷史庫組態[4]。歷史庫能存儲系統所有參數和設備的狀態信息，能夠幫助運行人員進行歷史追憶，對于分析設備的故障原因、分析機組的非正常停機有很重要的作用。數據庫要做到全面且精煉，這樣既能保證系統的負荷率不會過高，又能保證運行人員能夠全面正確分析問題。

上位機組態是DCS組態中的重要部分，好的上位機組態既能保證對機組的監視、控制、追憶功能，又能保證其操作的實用性和簡易型。對于煙水復合系統，其部分上位機組態畫面如圖3所示。

圖3 上位機組態畫面

5 煙水復合系統在線調試

在DCS組態工作結束后，要進行實際的在線調試工作，發現組態中的不足和錯誤，對于不合理的邏輯和參數進行修改，保證控制組態的正確性和實用性。

a. 單體調試。單體調試是指對單獨設備的調試，包括確認輸入信號的正確性，DCS畫面操作設備啟停的正確性、設備故障情況下的正確處理等多方面調試[5]。單體調試是所有調試的基礎，只有保證單個設備正常工作，才能保證系統的安全穩定工作。

b. 系統調試。在單體調試之后再進行系統調試，某一個系統中包括眾多設備，多個設備共同來完成系統的要求和需要。系統調試要注意每個保護、聯鎖要單獨做試驗，保證在做某一條件試驗時，不會有其他條件的干擾，并且保證試驗的正確性。系統調試在做試驗時要記錄相關的參數變化，摸清系統的特性，為日后的正常生產做準備。

c. 系統參數調試。系統參數包括開關量和模擬量，有從就地來的實際反映工況變化的參數，也有通過計算公式計算出來的參數，調試的目的是保證參數的正確性，保證參數能夠正確反映系統當前的狀態信息，對于中間出現的問題要具體分析其產生的原因，合理處理問題。

在所有的組態和調試工作后，系統才能真正投入生產運行。另外，在日后的實際生產中要密切關注系統，做到及時發現問題，及時處理，保證機組的安全穩定運行。

6 結束語

對于現代化火電機組的熱工控制，煙水復合只是其中一項節能系統，對于其他的電廠改造項目，熱控同樣在發揮著重要的作用。新技術、新工藝的發展，給熱控專業也提出了新的要求，要求熱控控制方案更加細致、精確，操作更加人性化，需要熱控技術人員在調試中更加努力和細心。