火电机组化学智能制水研究分析范文

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摘要：针对现代火电机组人员少、专业多的集控值班现状，本文对锅炉补给水处理系统实现智能制水在智能投运、智能停运、智能切换和智能清洗四方面进行了研究和探索。当达到制水投运条件后启动智能投运程序，在设备失效时启动智能切换程序确保制水继续，同时对失效设备启动智能清洗程序，当制水量达到一定程度时启动智能停运程序。通过实现化学智能制水，大幅减轻了值班人员的工作强度。

关键词：智能制水投运停运切换清洗

火电机组中锅炉补给水系统为锅炉提供合格的除盐水，除盐水水质直接影响锅炉的安全运行[1]。随着自动化水平的提高，现代火电机组将化水系统作为辅网之一统一纳入集控室集中控制。在值班人员有限的情况下，化学智能制水通过自动控制制水系统设备启停、切换、清洗，能够大幅减轻值班人员的工作强度，提高劳动生产率。华电广东顺德能源有限公司的锅炉补给水系统采用过滤器加离子交换除盐装置的配置，通过化学智能制水控制系统制出合格的除盐水[2]。

1工艺概况

华电广东顺德能源有限公司一期工程为259MW+145.5MW级燃气蒸汽联合循环热电冷三联供机组。整套机组采用分轴联合循环方式，一套联合循环发电机组由一台燃气轮机、一台蒸汽轮机、两台发电机和一台余热锅炉及相关设备组成。化水系统由原水取水系统、原水预处理系统、锅炉补给水处理系统、水汽监督及加药系统、循环水处理系统、污水处理系统及配套的各辅助系统组成。本文研究范围为锅炉补给水处理系统，系统进水是原水经过反应沉淀预处理后的水，系统出水是除盐水。锅炉补给水处理系统由2台100%高效纤维过滤器、3台50%活性炭过滤器及两套二级离子交换除盐装置组成。主要工艺流程如下：净水站（原水预处理系统）→清水泵（2台）→高效纤维过滤器（2台）→活性炭过滤器（3台）→阳床（2台）→除碳器（2台）→中间水箱（2个）→中间水泵（2台）→阴床（2台）→混床（2台）→除盐水箱（2个）。化学控制系统采用国电南自美卓公司的MAXDNA系统，就地所有仪表包括液位计、压力变送器、温度变送器、流量变送器、浊度表、钠表、硅表、电导率、PH表等全部数据接入该系统，实现远方监视控制，达到自动控制条件。

2控制方案

化学智能制水控制方案由化学制水智能投运方案、智能停运方案、智能切换方案和智能清洗方案构成。当达到投运条件后启动智能制水程序，在设备失效时启动智能切换程序确保制水继续，同时对失效设备启动智能清洗程序，当制水量达到一定程度时启动智能停运程序。

2.1化学制水智能投运方案

化学除盐水箱容量为1000m3，水位显示区间为0～10m，当小于5m时化学制水智能投运。设置智能投运整套设备与设备单独投运两种方式，智能投运设备程序允许步操、步进。智能投运设备程序的投运条件为：所有设备选择“投运”位；清水池液位、中间水箱液位正常；各电磁阀箱在远控状态。高效纤维过滤器、活性炭过滤器、阳床、阴床、混床均经过正洗、投运步序，当上一级步序完成，自动进行下一级步序，当步序故障时，自动中止步序。智能投运的步序如下：高效纤维过滤器正洗→高效纤维过滤器出口母管出水浊度≤1NTU→高效纤维过滤器投运→活性炭过滤器正洗→10min后活性炭过滤器投运→阳床正洗→20min后且阳床出水Na+≤50μg/L→阳床投运→启动除碳风机→阴床正洗（启动中间水泵）→阴床出水DD（25℃）＜5μs/cm、SiO2＜100μg/L→阴床投运→混床正洗→混床出水DD（25℃）<0.15us/cm、SiO2≤10ug/L→除盐水箱。

2.2化学制水智能停运方案

当除盐水箱液位大于9m时，化学制水智能停运，依次停运各泵关闭各设备进出口门，停运过程中必须泵停止信号反馈回来后再进行下一步。停运步序如下：停运清水泵→清水泵已停→关闭高效纤维过滤器进出口门→关闭活性炭过滤器进出口门→关闭阳床进出口门、仪表进水门、停运除碳风机→停运中间水泵→中间水泵已停→关闭阴床进出口门、仪表进水门→关闭混床进出口门、仪表进水门。

2.3化学制水智能切换方案

当运行中的高效纤维过滤器、活性炭过滤器、阳床、阴床、混床达到失效条件时，会自动切换为备用设备运行，图1阳床失效智能切换步序同时停运失效设备。以阳床失效智能切换为例，先后经过“备用阳床注水排气”、“备用阳床正洗”、“备用阳床投运”、“停运失效阳床”4个步序，每个步序又分子步序(见图1)。2.4化学制水智能清洗方案当运行中的高效纤维过滤器、活性炭过滤器、阳床、阴床、混床达到失效停运后，启动智能清洗步序。以混床智能清洗（再生）为例，达到混床再生条件后，先后经过“反洗分层”、“沉降”、“放水”、“预喷射”、“进酸碱”、“置换”、“排气正洗”、“放水”、“混脂排水”、“排气正洗”、“停床备用”共11个大步序，每个步序又分若干个小步序(见图2)。

3实施要点

要实现火电机组化学智能制水有以下几个要点：一是要确保仪表准确可靠投入，这包括液位计、压力变送器、温度变送器、流量变送器、浊度表、钠表、硅表、电导率、PH表等所有表计；二是阀门、水泵、风机质量可靠，长期使用不出现故障；三是整个控制系统具有优良的稳定性和图2混床智能清洗(再生)实时性[3]。

4结语

经过机组调试期间对化学智能制水逻辑不断完善，最终实现化学智能制水，达到化水无人值班，能大幅减轻值班人员的劳动量，提高劳动生产率。同时，化学智能制水系统的投运，能够降低值班人员的误操作率，保护人身设备安全。

参考文献

[1]杜国兰.电厂锅炉补给水处理浅析[J].黑龙江科技信息,2011(36):90.

[2]江苏凯林水环境工程有限公司生产的锅炉补给水处理系统说明书[Z].2017.

[3]孙海翠,温荣斌.联合循环机组自启停控制系统应用与研究[J].东北电力技术,2017,38(4):35-38,48.

作者：方天莉 文川 单位：中国华电集团有限公司广东公司