火電機組化學智能制水研究分析范文

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摘要：針對現代火電機組人員少、專業多的集控值班現狀，本文對鍋爐補給水處理系統實現智能制水在智能投運、智能停運、智能切換和智能清洗四方面進行了研究和探索。當達到制水投運條件后啟動智能投運程序，在設備失效時啟動智能切換程序確保制水繼續，同時對失效設備啟動智能清洗程序，當制水量達到一定程度時啟動智能停運程序。通過實現化學智能制水，大幅減輕了值班人員的工作強度。

關鍵詞：智能制水投運停運切換清洗

火電機組中鍋爐補給水系統為鍋爐提供合格的除鹽水，除鹽水水質直接影響鍋爐的安全運行[1]。隨著自動化水平的提高，現代火電機組將化水系統作為輔網之一統一納入集控室集中控制。在值班人員有限的情況下，化學智能制水通過自動控制制水系統設備啟停、切換、清洗，能夠大幅減輕值班人員的工作強度，提高勞動生產率。華電廣東順德能源有限公司的鍋爐補給水系統采用過濾器加離子交換除鹽裝置的配置，通過化學智能制水控制系統制出合格的除鹽水[2]。

1工藝概況

華電廣東順德能源有限公司一期工程為259MW+145.5MW級燃氣蒸汽聯合循環熱電冷三聯供機組。整套機組采用分軸聯合循環方式，一套聯合循環發電機組由一臺燃氣輪機、一臺蒸汽輪機、兩臺發電機和一臺余熱鍋爐及相關設備組成。化水系統由原水取水系統、原水預處理系統、鍋爐補給水處理系統、水汽監督及加藥系統、循環水處理系統、污水處理系統及配套的各輔助系統組成。本文研究范圍為鍋爐補給水處理系統，系統進水是原水經過反應沉淀預處理后的水，系統出水是除鹽水。鍋爐補給水處理系統由2臺100%高效纖維過濾器、3臺50%活性炭過濾器及兩套二級離子交換除鹽裝置組成。主要工藝流程如下：凈水站（原水預處理系統）→清水泵（2臺）→高效纖維過濾器（2臺）→活性炭過濾器（3臺）→陽床（2臺）→除碳器（2臺）→中間水箱（2個）→中間水泵（2臺）→陰床（2臺）→混床（2臺）→除鹽水箱（2個）。化學控制系統采用國電南自美卓公司的MAXDNA系統，就地所有儀表包括液位計、壓力變送器、溫度變送器、流量變送器、濁度表、鈉表、硅表、電導率、PH表等全部數據接入該系統，實現遠方監視控制，達到自動控制條件。

2控制方案

化學智能制水控制方案由化學制水智能投運方案、智能停運方案、智能切換方案和智能清洗方案構成。當達到投運條件后啟動智能制水程序，在設備失效時啟動智能切換程序確保制水繼續，同時對失效設備啟動智能清洗程序，當制水量達到一定程度時啟動智能停運程序。

2.1化學制水智能投運方案

化學除鹽水箱容量為1000m3，水位顯示區間為0～10m，當小于5m時化學制水智能投運。設置智能投運整套設備與設備單獨投運兩種方式，智能投運設備程序允許步操、步進。智能投運設備程序的投運條件為：所有設備選擇“投運”位；清水池液位、中間水箱液位正常；各電磁閥箱在遠控狀態。高效纖維過濾器、活性炭過濾器、陽床、陰床、混床均經過正洗、投運步序，當上一級步序完成，自動進行下一級步序，當步序故障時，自動中止步序。智能投運的步序如下：高效纖維過濾器正洗→高效纖維過濾器出口母管出水濁度≤1NTU→高效纖維過濾器投運→活性炭過濾器正洗→10min后活性炭過濾器投運→陽床正洗→20min后且陽床出水Na+≤50μg/L→陽床投運→啟動除碳風機→陰床正洗（啟動中間水泵）→陰床出水DD（25℃）＜5μs/cm、SiO2＜100μg/L→陰床投運→混床正洗→混床出水DD（25℃）<0.15us/cm、SiO2≤10ug/L→除鹽水箱。

2.2化學制水智能停運方案

當除鹽水箱液位大于9m時，化學制水智能停運，依次停運各泵關閉各設備進出口門，停運過程中必須泵停止信號反饋回來后再進行下一步。停運步序如下：停運清水泵→清水泵已停→關閉高效纖維過濾器進出口門→關閉活性炭過濾器進出口門→關閉陽床進出口門、儀表進水門、停運除碳風機→停運中間水泵→中間水泵已停→關閉陰床進出口門、儀表進水門→關閉混床進出口門、儀表進水門。

2.3化學制水智能切換方案

當運行中的高效纖維過濾器、活性炭過濾器、陽床、陰床、混床達到失效條件時，會自動切換為備用設備運行，圖1陽床失效智能切換步序同時停運失效設備。以陽床失效智能切換為例，先后經過“備用陽床注水排氣”、“備用陽床正洗”、“備用陽床投運”、“停運失效陽床”4個步序，每個步序又分子步序(見圖1)。2.4化學制水智能清洗方案當運行中的高效纖維過濾器、活性炭過濾器、陽床、陰床、混床達到失效停運后，啟動智能清洗步序。以混床智能清洗（再生）為例，達到混床再生條件后，先后經過“反洗分層”、“沉降”、“放水”、“預噴射”、“進酸堿”、“置換”、“排氣正洗”、“放水”、“混脂排水”、“排氣正洗”、“停床備用”共11個大步序，每個步序又分若干個小步序(見圖2)。

3實施要點

要實現火電機組化學智能制水有以下幾個要點：一是要確保儀表準確可靠投入，這包括液位計、壓力變送器、溫度變送器、流量變送器、濁度表、鈉表、硅表、電導率、PH表等所有表計；二是閥門、水泵、風機質量可靠，長期使用不出現故障；三是整個控制系統具有優良的穩定性和圖2混床智能清洗(再生)實時性[3]。

4結語

經過機組調試期間對化學智能制水邏輯不斷完善，最終實現化學智能制水，達到化水無人值班，能大幅減輕值班人員的勞動量，提高勞動生產率。同時，化學智能制水系統的投運，能夠降低值班人員的誤操作率，保護人身設備安全。

參考文獻

[1]杜國蘭.電廠鍋爐補給水處理淺析[J].黑龍江科技信息,2011(36):90.

[2]江蘇凱林水環境工程有限公司生產的鍋爐補給水處理系統說明書[Z].2017.

[3]孫海翠,溫榮斌.聯合循環機組自啟停控制系統應用與研究[J].東北電力技術,2017,38(4):35-38,48.

作者：方天莉 文川 單位：中國華電集團有限公司廣東公司