锅炉给付水处理系统的设计与运行

锅炉给付水处理系统的设计与运行

1机组用水水质邯郸热能改造项目采用2200mw热水装置，水源为邯郸日康河和东污水处理厂的水源。根据水源水质，本发明设计了一套循环水处理和辅助水处理系统，该系统仅介绍辅助水处理系统。1.1主水处理系统的简要介绍补给水处理系统工艺流程图见图1,系统分预处理和化学除盐处理两大部分,各类处理设备以并联母管制方式运行。1.1.1循环水处理系统预处理部分是指阳床以前的水处理过程,主要功能是通过高效过滤器把循环水处理系统处理后的来水深度处理,去除水中的颗粒状杂质;通过有机物清扫器吸附水中的有机物,以减少有机物对化学除盐设备的污染。1.1.2阳离子类杂质补径化学除盐处理部分是指阳床以后的水处理过程,主要功能是通过阳床去除清水泵来水中的钙、镁、钾、铁、钠等类阳离子态杂质,通过除碳风机除去阳床出水中的CO2,通过串联的弱强阴床去除中间水泵来水中的盐酸根、硫酸根、碳酸根、碳酸氢根、硅酸氢根等类阴离子态杂质,通过混床进一步除去强阴床来水中残存的各类阴阳离子态杂质,得到满足锅炉要求的补给水水质。1.2制水、停机和清洗控制由于此套补给水处理系统设备庞大且复杂,又以并联母管制方式运行,故只有采用程控方式控制运行,才能较好地完成水处理任务。可以细化控制内容如下:a.高效过滤器的制水、停运和清洗程控。b.有机物清扫器的制水、停运和再生程控。c.阳床的制水、停运和再生程控。d.阴床的制水、停运和再生程控。e.混床的制水、停运和再生程控。f.中和水池排放废液的主控室手控。g.清水泵、中间水泵、除碳风机、除盐水泵的主控室手控。高效过滤器、有机物清扫器、阳床、阴床、混床的制水、停运和清洗或再生程控的实施是通过顺序开关与它们相连的各类可控阀门和相应泵体来实现的,系统内的可控阀门为气动碟阀或气动薄膜阀,共有255个。2系统的控制结构该补给水处理程控系统依据“邯郸热电厂改造工程2×200MW机组锅炉补给水程控系统技术协议”经招标和评标选用了航天工业总公司第二研究院210所设计的程控系统,其可编程控制器使用了美国MODICON公司的QUANTUM系列产品,模拟量输入点配置96点,实用82点,备用14点;数字量输入点配置672点,实用612点,备用60点;数字量输出点配置416点,实用374点,备用42点。系统的控制结构示意框图见图2。系统分本地站、远程站和就地控制设备3部分组成,本地站和远程站分别布置于主控制室和预处理控制室,两地通过通讯电缆实现信号传输。2.1当地车站本地站置于主控制室,分电源、上位机监控系统、主站和I/O分站4部分。2.1.1直流稳压电源供电电源设置电源部分含交流切换分路器1台、直流稳压电源2台、直流切换分路器1台。其接受2路220VAC电源供电,由交流切换分路器选择一路电源为2台直流稳压电源、各成分分析仪表、各水处理设备的电磁阀箱、上位机监控系统、主站和分站的电源模件供电,另一路作为备用。当工作电源故障时,交流切换分路器自动切换到备用电源。直流稳压电源把220VAC电压转换为24VDC电压。2路直流24V电源由直流切换分路器选择一路为各流量变送器、各水处理设备的电磁阀箱、主站和分站供电,另一路作为备用。当工作电源故障时,直流切换分路器自动切换到备用电源。2.1.2仪表控制人员上位机监控系统由2台上位机和2台打印机组成。上位机采用IntelPentuim133工控机,内存32MB,PHILIPS彩显。通常1台用于操作员监控,另1台用于仪表控制人员维护整个程控系统,可对操作员监控系统软件和可编程控制器内的程控软件进行调试和修改。操作员监控系统软件使用已汉化的增强型INTOUCH实时监控软件包编制而成,其包括工艺流程图静态画面显示、动态图形显示、操作处理、报警处理、数据存储管理和显示、报表生成等部分。上位机与可编程控制器之间通过MODBUSPLUS网实现信息双向通讯。可编程控制器接受上位机来的各种操作指令,完成各类水处理任务;上位机接受可编程控制器采集到的各种水处理设备的状态数据显示到监控画面,让运行人员及时了解各种水处理设备的工作情况。2.1.3监控系统及电源主站是补给水处理程控系统的核心,装有可编程控制器的CPU模件CPU21304、电源模件CPS11410、远程I/O处理器模件CRP93200和主站I/O模件(含3块模拟量输入模件ACI03000、6块数字量输入模件DDI35300和3块数字量输出模件DDO35300)。CPU模件内存有程控软件,控制整个水处理程控系统的所有模拟量和数字量输入模件采集的各水处理设备的工作数据,及所有数字量输出模件的输出控制指令,以完成各水处理设备的制水、停运和再生(清洗)等水处理工作。此程控软件是用2.33版MODSOFT软件以梯形图形式编制而成,具有直观形象,易学易读,便于调试、维护、修改的特点。为了防止系统失电导致程控软件丢失,CPU模件上还装有锂电池。远程I/O处理器模件用于CPU模件扩连远程I/O模件,在本系统中用于扩连本地的I/O分站和远程I/O站。扩连通讯介质采用同轴电缆,通讯协议采用MODBUSⅡ协议。为了保证通讯的可靠性,系统布置了2条互为冗余的通讯电缆,2条线缆同时传输数据,使用时只用第1条电缆的数据,但对2条线缆的数据进行校验。此电源模件为本地主站内的各模件提供+5V的总线直流电源。主站I/O模件主要用于6台阳床、2套酸喷射器和2台除碳风机的监视和控制。2.1.4远程通讯接口模件设计本地有2个I/O分站,每一个分站均装有电源模件CPS11410和远程通讯接口模件CRA93200。#1分站装有3块模拟量输入模件ACI03000、6块数字量输入模件DDI35300和3块数字量输出模件DDO35300;#2分站装有3块模拟量输入模件ACI03000、2块数字量输入模件DDI35300和3块数字量输出模件DDO35300。远程通讯接口模件通过通讯电缆与远程I/O处理器模件相连,实现I/O分站与主站的通讯。#1分站主要用于4台弱阴床、4台强阴床、2套碱喷射器的监视和控制。#2分站用于3台混床、3台中间水泵、3台除盐水泵、2台再生水泵、4台中和水泵、1台罗茨风机的监视和控制。2.2远程站远程站放置于预处理控制室,由电源、控制台和远程I/O站3部分组成,完成预处理部分的监视和控制。2.2.1电池结构和功能同本地站,只是电源容量较小些。2.2.2预处理部分的控制控制台为模拟屏操作台合一形式,模拟屏由阻燃型塑料拼块镶嵌而成,其上印有预处理部分的工艺流程图,阀门的开关、泵与风机的运行和停运均用红绿双色LED表示。操作台上装有操作开关和按钮对预处理设备进行控制。预处理部分的所有设备也可通过主控制室的上位机进行控制,但预处理控制室操作台的控制优先级高于上位机的控制。2.2.3输出模件的do远程I/O站装有电源模件CPS11410和远程通讯接口模件CRA93200,3块模拟量输入模件ACI03000、7块数字量输入模件DDI35300和4块数字量输出模件DDO35300。其用于4台高效过滤器、4台有机物清扫器、3台清水泵、1台反洗水泵、2台盐碱输送泵、2台罗茨风机的监视和控制。2.3现场控制设备就地控制设备放置于现场,包括电磁阀箱、泵与风机的动力箱和阀门的气动驱动装置,电磁阀箱上装有就地操作开关和阀门开关指示灯。3系统检测方法系统有以下3种控制方式:就地手动方式、远方手操方式、程控方式。3.1就地动手就地手动是指在电磁阀箱或泵与风机动力箱处进行的阀门操作或泵与风机的启停。阀门的就地手动又有2种方式可用:气手操和电手操。气手操是指电磁阀箱上的自动/手动开关打到中间位置时操作员利用电磁阀的气动开关进行的手动操作;电手操是指电磁阀箱上的自动/手动开关打到手动位置时操作员利用电磁阀的电控开关进行的手动操作。3.2预处理控制室此方式也有2种方式:预处理控制室的硬手操和主控制室的软手操。预处理控制室的硬手操是指在预处理控制室的操作台上通过操作开关和按钮对预处理设备的阀门、泵或风机进行远方手操控制;主控制室的软手操是指在主控制室通过上位机监控系统的鼠标对所有水处理设备的阀门、泵或风机进行远方手操控制。采用此种方式时,阀门电磁阀箱上的自动/手动开关必须打到自动位置。3.3步间的工作时间程控方式有自动和单步2种方式。采用自动方式时,各水处理设备的制水、停运和再生(清洗)均按预先设计好的步序进行,直至各水处理任务完成。在再生或清洗时,运行人员可根据水处理设备实际的工作状态情况,对某一步序的工作时间进行延长(称为步延)或缩短(称为步进)或暂停某步的执行。单步工作是指人为的执行程控步序的某一步,主要用于程控系统的调试和故障检查。4控制合理的编程控制方式在调试过程中,系统出现以下问题:a.各水处理器的失效流量输入由于原设计可编程控制器内的寄存器容量小,上位机输入失效流量时只能输入1/10的失效流量值,这一设计值易引起运行人员误解,最后经修改上位机的监控软件,在上位机上直接输入失效流量值即可。b.系统中采用的阀门自动驱动装置的行程开关许多阀门在调好关向或开向行程后,阀门动作几次,便发生关到位或开到位行程信号有时同时发出、有时到位也不发信号的现象,这严重影响了系统程控方