國能常州發電有限公司精處理再生可視化應用

國能常州發電有限公司 陳 尉

針對精處理再生系統樹脂輸送與分離過程缺乏有效監控的問題，本項目對本廠精處理再生過程進行可視化改造，將系統監視并入DCS系統，從而實現實時監控、集中監控，降低維護人員工作負荷，提升廠內運行管理水平。

1 電站介紹

國能常州發電有限公司位于江蘇省常州市，建設有2臺630MW發電機組，總裝機1260MW。電站2006年正式投產發電，至今已運營14年。電站距離常州市區25km。

1.1 項目現狀

目前，公司精處理再生系統主要由分離塔、陰再生塔、陽再生塔組成。由于精處理系統再生頻次高，樹脂輸送與分離過程缺乏有效監控，巡檢人員在日常巡檢中主要通過就地窺視孔（其中，分離塔有六個窺視孔：中部觀察樹脂分層有三個；陰再生塔有上中下三個窺視孔，陽再生塔有上中下三個窺視孔）就地觀察水位升降、樹脂分界面、有無樹脂等，這就增加了巡檢人員的日常工作強度。

1.2 改造原因

由于樹脂輸送與分離過程缺乏有效監控，導致各套樹脂總量不一，樹脂比例混亂，設備運行的可靠性顯著降低，還會使精處理再生的工藝執行效果不穩定，進而影響精處理再生系統運行的可靠性。上述問題，除對生產造成直接影響外，還對全廠的節水減排工作造成很大的負面影響。對于火電廠而言，目前高含鹽量末端廢水治理是實現全廠節水減排的瓶頸問題，它主要來源于離子交換設備的再生廢水和膜法處理的濃排水。凝結水精處理系統是火電廠除鹽水的消耗大戶，同時也是高含鹽量末端廢水的排放大戶。所以，做好精處理的節水減排將會為全廠廢水零排放做出巨大貢獻。

圖1 國能常州電廠精處理再生系統EVS網絡拓撲圖

2 技術改造

國能常州發電有限公司精處理再生可視化改造按照改造方案，結合現場實際情況，對精處理再生可視化系統進行線路鋪設、設備安裝、調試。根據監控區域要求，本次項目共建有12個高清監控。為確保圖像建設的有效性，項目建設要求全部采用1080P高清數字攝像機，并全部采用專用光傳輸設備和高清圖像網絡系統，整個視頻系統設計應確保符合DCS嵌入式視頻EVS系統的安全和高清圖像傳輸要求，前端高清圖像以光端機全部匯聚至圖像監控中心并與DCS系統完全兼容。其網絡拓撲圖如1所示。

2.1 線路鋪設、攝像頭安裝、調試

攝像頭安裝：在分離塔、陰再生塔、陽再生塔后方分別安裝落地立柱，用于固定攝像頭底座；立柱間設連接桿，以貫穿用電線路和通訊線路，同時起到加固立柱的作用；立柱延伸至墻壁安裝了加固的力臂，防止立柱前后晃動；線路方面，由于立柱間的連接桿空間有限，不能夠貫穿過多的線纜，在預留補光燈線路時采取了部分補光燈立柱內并聯的設計。

畫面效果調試：根據電廠運行部門要求，由于客觀安裝條件的影響，分離塔和陽再生塔的部分窺孔與攝像頭距離過近，無法完全收錄在畫面中，于是采購了縮短型號的支架用于更換；另根據電廠運行部門要求，對每個攝像頭加裝了補光燈，以防止突發的無照明情況對遠程觀察造成影響。經過對攝像頭的位置角度調整以及加裝燈光的效果調試，最終實現了對精處理再生系統的分離塔、陰再生塔以及陽再生塔共計12個窺視孔的實時監控，可觀察其中水位升降情況、樹脂分界面以及有無樹脂。其中，分離塔有五個窺視孔（中部觀察樹脂分層有三個），陰再生塔有上中下三個窺視孔，陽再生塔有四個窺視孔。

2.2 配置網絡防火墻

防火墻作為訪問控制設備，主要工作在OSI模型的三四層。防火墻主要基于IP報文進行檢測，對端口進行限制。操作員站內部通過防火墻對外部限制訪問和限制控制，從而達到保護內部網絡的作用。而處于內部的操作員站，可以通過攝像機的IP地址和端口來訪問攝像機，從而實現DCS控制系統仍是獨立的網絡，且與視頻系統沒有關聯。

2.3 EVS安裝

EVS軟件為綠色軟件，直接拷貝到操作員站上即可。本次改造項目的四臺操作員站均裝有網絡安全衛士，在把綠色軟件拷貝至指定路徑之后，需將文件夾加入到安全衛士的白名單列表中。

2.4 DCS系統組態

打開再生系統GB畫面，添加調用攝像頭按鈕（黃色橢圓按鈕），系統按鈕中option7可調用現場設備視頻攝像頭彈窗。流程圖畫面嵌入視頻窗口后，操作員可在指定操作員站（共4臺）的流程圖畫面中，通過點擊精處理再生系統的分離塔、陰再生塔、陽再生塔的黃色按鈕（共12個黃色按鈕，其中分離塔有1-5編號的黃色按鈕，陰再生塔有1-3編號的黃色按鈕，陽再生塔有1-4編號的黃色按鈕）的攝像機圖標，即可彈出該設備現場實時視頻監控畫面。

3 改造結果

（1）DCS系統的操作員站增加千兆網卡，通過專用的視頻隔離裝置與本視頻監控系統連接。DCS控制系統仍是獨立的網絡，與視頻系統沒有關聯，僅操作員站通過獨立網絡及專用防火墻去訪問攝像機（僅讀取信號，不可寫入），與視頻網絡中其他設備（視頻服務器等）不發生聯系，且視頻防火墻保證僅DCS指定的操作員站可以訪問視頻網絡，視頻服務器等無法訪問DCS系統網絡，保證DCS系統網絡安全性。

（2）流程圖畫面嵌入視頻窗口：操作員在指定操作員站（共4臺）的流程圖畫面中點擊設備的攝像機圖標，即可彈出該設備現場實時視頻監控畫面。操作員能夠在視頻窗口中控制攝像頭左右、轉動或長短焦及攝像機定位功能（攝像機可根據檢測設備位置自動轉動并長焦定位住所要監控的設備）。

（3）視頻窗口顯示設備重要參數：視頻窗口的左邊可以根據用戶需求添加上該設備的重要參數，方便操作員從視頻窗口中查看現場設備的健康狀況。

（4）實現視頻巡檢功能：操作員可以便捷的在流程圖畫面中設定攝像機巡檢線路及巡檢時間，并根據巡檢線路進行視頻畫面的輪流切換，達到視頻巡檢目的。

（5）順控程序運行時自動彈出各步序的設備視頻窗口：操作員操作順控邏輯時，做到隨著工藝流程的切換自動調出相對應的攝像頭進行畫面監控。

（6）系統報警時可自動彈出相應視頻窗口：視頻系統可以根據運行需求，當發生報警時，視屏畫面可以自動彈出相應設備的攝像畫面。

（7）基于TCP/IP網絡，實現對前端數字攝像頭24h視頻信號不間斷傳輸。

（8）用戶及管理：多用戶按不同權限實時監視現場畫面，并可對當前畫面進行現場錄像、云臺控制、抓圖等。實現全網設備和DCS集中管理，進行異地實時后臺監督。

結語：對精處理再生過程實現實時、集中監控，方便巡檢人員有效的觀察水位升降、樹脂分界面、有無樹脂等，降低巡檢人員工作強度，提升運行管理水平，最終提高機組運行的安全性和經濟性。