煙水復(fù)合改造中熱控部分實(shí)現(xiàn)的方法

辛 巖，畢德忠，闞欣明

(國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006)

1 煙水復(fù)合回?zé)嵯到y(tǒng)技術(shù)背景

隨著國(guó)家對(duì)常規(guī)火電機(jī)組排放、能耗指標(biāo)的日趨嚴(yán)格，發(fā)電企業(yè)不斷加大投入對(duì)在役機(jī)組進(jìn)行節(jié)能改造。節(jié)能技術(shù)分為消缺、優(yōu)化、技改三個(gè)方向，在技改方向，業(yè)內(nèi)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(fā)展，為排煙余熱深度利用創(chuàng)造了技術(shù)條件。

根據(jù)排煙余熱熱量大、品質(zhì)低的特點(diǎn)，目前主要有加熱回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器入口冷風(fēng)、低壓凝結(jié)水的利用形式，如低壓省煤器、暖風(fēng)器、熱煤水換熱器、GGH等。各種形式都有可觀節(jié)能降耗效果，低壓省煤器加熱凝結(jié)水，可排擠低壓抽汽多做功，從汽機(jī)側(cè)節(jié)能。暖風(fēng)器等加熱冷風(fēng)，可增加鍋爐有效利用熱，從鍋爐側(cè)降低煤耗。不同的機(jī)組容量、參數(shù)，發(fā)電煤耗可降低2～3 g/kWh。

2 系統(tǒng)組態(tài)前準(zhǔn)備工作

對(duì)于熱控組態(tài)[1]部分，進(jìn)行實(shí)際組態(tài)前要進(jìn)行大量的準(zhǔn)備工作，其中主要包括以下幾個(gè)方面。

a. 煙水復(fù)合系統(tǒng)工藝操作流程說(shuō)明書(shū)制訂。其主要目的是說(shuō)明煙水復(fù)合系統(tǒng)實(shí)際工作的條件和流程，每個(gè)單獨(dú)設(shè)備保護(hù)、聯(lián)鎖條件，系統(tǒng)啟動(dòng)、停止過(guò)程，以及系統(tǒng)之間如何進(jìn)行切換的方法等重要信息。只有全面并細(xì)致了解系統(tǒng)與具體設(shè)備的特點(diǎn)才能進(jìn)行有效組態(tài)，保證組態(tài)方案的正確性和可用性。

b. 熱控測(cè)點(diǎn)的收集與整理?，F(xiàn)代DCS控制系統(tǒng)組態(tài)大多都是利用電纜實(shí)現(xiàn)就地設(shè)備與DCS系統(tǒng)之間的通信。根據(jù)測(cè)點(diǎn)類(lèi)型與輸入輸出的不同，通常把測(cè)點(diǎn)分為DI、DO、AI、AO、TC、RTD等不同類(lèi)型的測(cè)點(diǎn)[2]，組態(tài)人員要把大量的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析與整理，保證同一設(shè)備、同一系統(tǒng)的測(cè)點(diǎn)盡量在同一控制器下，不同的測(cè)點(diǎn)類(lèi)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(cè)點(diǎn)分配對(duì)于提高生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性、降低控制系統(tǒng)的負(fù)荷率、提高系統(tǒng)維護(hù)人員的在線監(jiān)視和掌控能力都有很大的幫助。

c. 煙水復(fù)合系統(tǒng)工藝圖紙繪制。其主要反映各個(gè)設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)中的具體位置，與其他設(shè)備連接的方式和結(jié)構(gòu)，不同的管道輸入和輸出的位置，以及管道中的介質(zhì)等重要信息，這些信息有助于熱控組態(tài)人員設(shè)計(jì)DCS控制系統(tǒng)的上位機(jī)，保證設(shè)計(jì)內(nèi)容與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝一致，對(duì)于以后的正常維護(hù)起到重要的作用。

系統(tǒng)組態(tài)前的準(zhǔn)備工作越充分、越完善，組態(tài)方案才能更加貼近實(shí)際應(yīng)用，才能更好地保證生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

3 系統(tǒng)下位機(jī)組態(tài)

對(duì)于實(shí)際組態(tài)要先進(jìn)行下位機(jī)組態(tài)(實(shí)際控制邏輯)。下位機(jī)組態(tài)主要包括以下幾個(gè)步驟。

a. 單個(gè)設(shè)備的組態(tài)。其主要目的是實(shí)現(xiàn)單獨(dú)設(shè)備的操作，通過(guò)驅(qū)動(dòng)級(jí)將設(shè)備的輸入和輸出測(cè)點(diǎn)進(jìn)行連接，其中輸入測(cè)點(diǎn)包括設(shè)備的已啟動(dòng)(已開(kāi))、已停止(已關(guān))、故障、遠(yuǎn)方等設(shè)備狀態(tài)信息，輸出測(cè)點(diǎn)包括啟動(dòng)(開(kāi))、停止(關(guān))等操作指令，其組態(tài)如圖1所示。

圖1 設(shè)備單操組態(tài)邏輯圖

b. 允許、保護(hù)、聯(lián)鎖組態(tài)[3]。對(duì)于單獨(dú)設(shè)備只能進(jìn)行啟停操作是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，大部分設(shè)備都要設(shè)置允許、保護(hù)、聯(lián)鎖關(guān)系。其中允許條件包括啟動(dòng)允許和停止允許，在滿(mǎn)足條件的情況下才能進(jìn)行啟動(dòng)或停止操作；保護(hù)條件是指在外部達(dá)到某一條件時(shí)，自動(dòng)停止設(shè)備，不需要人為停止，起到保護(hù)設(shè)備的目的；聯(lián)鎖條件是指在外部達(dá)到某一條件時(shí)，聯(lián)鎖啟動(dòng)設(shè)備，保證系統(tǒng)能夠在設(shè)備故障情況下仍能夠正常運(yùn)行。

c. 程控組態(tài)。對(duì)于一些系統(tǒng)，其特點(diǎn)是設(shè)備多，啟動(dòng)停止具有一定的規(guī)律性，系統(tǒng)啟停周期長(zhǎng)。這樣的系統(tǒng)若是全部進(jìn)行人為操作，操作量大，且浪費(fèi)大量的人力資源，例如煙水復(fù)合的吹灰系統(tǒng)。對(duì)于這樣的系統(tǒng)通常要進(jìn)行程控組態(tài)，通過(guò)設(shè)置啟動(dòng)或停止按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)吹灰系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止，運(yùn)行人員只需要進(jìn)行監(jiān)視而不需要進(jìn)行人為操作就能滿(mǎn)足系統(tǒng)運(yùn)行的要求。其中部分吹灰程控組態(tài)如圖2所示。

4 系統(tǒng)上位機(jī)組態(tài)

在系統(tǒng)下位機(jī)組態(tài)后要進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)，上位機(jī)組態(tài)中主要的部分是煙水復(fù)合工藝流程畫(huà)面的組態(tài)。上位機(jī)組態(tài)主要包括以下幾個(gè)步驟。

a. 煙水復(fù)合工藝流程畫(huà)面設(shè)計(jì)。對(duì)于煙水復(fù)合系統(tǒng)，其系統(tǒng)設(shè)備多，結(jié)構(gòu)分散復(fù)雜，在一個(gè)畫(huà)面中無(wú)法反映系統(tǒng)的全部信息，必須對(duì)畫(huà)面進(jìn)行分解，通過(guò)幾個(gè)畫(huà)面來(lái)全面反映系統(tǒng)的信息。一副完整的工藝流程畫(huà)面通常包括3部分：底圖、動(dòng)態(tài)設(shè)備、重要參數(shù)顯示。底圖一般是靜態(tài)的，包括各種罐、水池、管道、手動(dòng)門(mén)等設(shè)備；動(dòng)態(tài)設(shè)備是指能進(jìn)行人為操作的設(shè)備，運(yùn)行人員可以在畫(huà)面上進(jìn)行操作，包括設(shè)備有電動(dòng)門(mén)、氣動(dòng)門(mén)、泵、風(fēng)機(jī)、加熱器等，動(dòng)態(tài)設(shè)備要進(jìn)行添點(diǎn)工作，其測(cè)點(diǎn)要依據(jù)下位機(jī)組態(tài)來(lái)進(jìn)行操作；重要參數(shù)是指某一設(shè)備或系統(tǒng)中重要位置的參數(shù)信息，參數(shù)是實(shí)時(shí)變化的，提醒運(yùn)行人員當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)信息，重要的參數(shù)主要包括溫度、壓力、流量、電流等信息，其表現(xiàn)方式主要以DI和AI測(cè)點(diǎn)的形式來(lái)表示。

圖2 部分吹灰程控組態(tài)

b. 系統(tǒng)報(bào)警設(shè)置。上位機(jī)除了操作設(shè)備外，很重要的一部分內(nèi)容就是進(jìn)行報(bào)警提示，保證在故障情況下，及時(shí)提示運(yùn)行人員，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)工作，使機(jī)組重新回到正常的工作狀態(tài)下。報(bào)警分為一般報(bào)警和危急報(bào)警2種，通過(guò)不同級(jí)別的報(bào)警，運(yùn)行人員可以對(duì)系統(tǒng)所處的情況有一個(gè)全面的了解，采取必要的操作手段來(lái)使系統(tǒng)穩(wěn)定工作。

c. 歷史庫(kù)組態(tài)[4]。歷史庫(kù)能存儲(chǔ)系統(tǒng)所有參數(shù)和設(shè)備的狀態(tài)信息，能夠幫助運(yùn)行人員進(jìn)行歷史追憶，對(duì)于分析設(shè)備的故障原因、分析機(jī)組的非正常停機(jī)有很重要的作用。數(shù)據(jù)庫(kù)要做到全面且精煉，這樣既能保證系統(tǒng)的負(fù)荷率不會(huì)過(guò)高，又能保證運(yùn)行人員能夠全面正確分析問(wèn)題。

上位機(jī)組態(tài)是DCS組態(tài)中的重要部分，好的上位機(jī)組態(tài)既能保證對(duì)機(jī)組的監(jiān)視、控制、追憶功能，又能保證其操作的實(shí)用性和簡(jiǎn)易型。對(duì)于煙水復(fù)合系統(tǒng)，其部分上位機(jī)組態(tài)畫(huà)面如圖3所示。

圖3 上位機(jī)組態(tài)畫(huà)面

5 煙水復(fù)合系統(tǒng)在線調(diào)試

在DCS組態(tài)工作結(jié)束后，要進(jìn)行實(shí)際的在線調(diào)試工作，發(fā)現(xiàn)組態(tài)中的不足和錯(cuò)誤，對(duì)于不合理的邏輯和參數(shù)進(jìn)行修改，保證控制組態(tài)的正確性和實(shí)用性。

a. 單體調(diào)試。單體調(diào)試是指對(duì)單獨(dú)設(shè)備的調(diào)試，包括確認(rèn)輸入信號(hào)的正確性，DCS畫(huà)面操作設(shè)備啟停的正確性、設(shè)備故障情況下的正確處理等多方面調(diào)試[5]。單體調(diào)試是所有調(diào)試的基礎(chǔ)，只有保證單個(gè)設(shè)備正常工作，才能保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定工作。

b. 系統(tǒng)調(diào)試。在單體調(diào)試之后再進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，某一個(gè)系統(tǒng)中包括眾多設(shè)備，多個(gè)設(shè)備共同來(lái)完成系統(tǒng)的要求和需要。系統(tǒng)調(diào)試要注意每個(gè)保護(hù)、聯(lián)鎖要單獨(dú)做試驗(yàn)，保證在做某一條件試驗(yàn)時(shí)，不會(huì)有其他條件的干擾，并且保證試驗(yàn)的正確性。系統(tǒng)調(diào)試在做試驗(yàn)時(shí)要記錄相關(guān)的參數(shù)變化，摸清系統(tǒng)的特性，為日后的正常生產(chǎn)做準(zhǔn)備。

c. 系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試。系統(tǒng)參數(shù)包括開(kāi)關(guān)量和模擬量，有從就地來(lái)的實(shí)際反映工況變化的參數(shù)，也有通過(guò)計(jì)算公式計(jì)算出來(lái)的參數(shù)，調(diào)試的目的是保證參數(shù)的正確性，保證參數(shù)能夠正確反映系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)信息，對(duì)于中間出現(xiàn)的問(wèn)題要具體分析其產(chǎn)生的原因，合理處理問(wèn)題。

在所有的組態(tài)和調(diào)試工作后，系統(tǒng)才能真正投入生產(chǎn)運(yùn)行。另外，在日后的實(shí)際生產(chǎn)中要密切關(guān)注系統(tǒng)，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

6 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于現(xiàn)代化火電機(jī)組的熱工控制，煙水復(fù)合只是其中一項(xiàng)節(jié)能系統(tǒng)，對(duì)于其他的電廠改造項(xiàng)目，熱控同樣在發(fā)揮著重要的作用。新技術(shù)、新工藝的發(fā)展，給熱控專(zhuān)業(yè)也提出了新的要求，要求熱控控制方案更加細(xì)致、精確，操作更加人性化，需要熱控技術(shù)人員在調(diào)試中更加努力和細(xì)心。