０引言

在火電廠的運行中，水是關鍵的冷卻介質與工作介質，它的優劣會直接影響火電廠的經濟效能與安全運行。設計并使用一個完善的磁翻板液位計補給水系統可以使火電廠的安全性更高，獲得更多的經濟效益。考慮到我國當前磁翻板液位計補給水系統的現狀與問題，從現實生活出發，對火電廠磁翻板液位計補給水處理控制系統的設計與實踐展開研究，從而增強火電廠安全經濟的運行能力。

 

１火電廠磁翻板液位計補給水處理系統的相關要求

火電廠磁翻板液位計補給水處理系統是按照設備與藥品供應條件、排污率、補給水率、爐水的質量標準、給水、水質等要求，通過經濟和技術對比，從而設計得到的。大多數時候，在磁翻板液位計補給水系統的設計過程中，必須要把zui壞水質當作標準，并根據全年平均水質和正常出力，進而設計、校對、完善系統，使之與熱蒸汽減溫方式和鍋內裝置相契合。當供熱式發電廠的補給水為化學軟化水時，它的排污率不能大于５％；當供熱式發電廠的補給水為蒸餾水或者化學除鹽水時，它的排污率不能大于２％；當凝汽式發電廠的補給水為化學除鹽水時，其排污率不能大于１％。若磁翻板液位計系統是直流磁翻板液位計、亞臨界汽包、超高壓、高壓磁翻板液位計時，則需要使用一級除鹽加混合離子交換系統。若使用化學除鹽，則其用水與用氣就需要展開更加經濟的對比，確保供水與供氣的經濟性與技術性。設計補給水除鹽系統需要在確保水質的前提下，zui大化地減少酸、堿的使用，從而更少地排放廢堿與廢酸。

 

２磁翻板液位計補給水的監控要求與運行方式

２．１監控要求

（１）控制對象應包括：系統全部需要用到的閥門、儀表、水泵等；ＥＤＩ系統與相關的設備；一級二級反滲透、活性炭過濾器；多介質過濾器。

（２）ＲＯ高壓泵前的低壓開關打開后，開啟高壓泵，并逐步開啟泵后的電動閥門，打開延時高壓保護開關６０ｓ，使得排濃閥和低壓保護開關展開連鎖控制，濃水閥閉合后，低壓保護開關才開始打開，讓高壓水泵和排濃閥同時運行，５ｍｉｎ后閉合排濃閥，讓ＲＯ機組進行運轉。

（３）系統按照過濾器進水母管上的余氯表信號展開自主殺菌控制；一級反滲透阻垢劑的添加量按照每套一級反滲透進水量的改變展開相應的變頻調節；二級反滲透進水堿化藥劑添加量按照進水ＰＨ的改變、每套二級進水量等展開自主的變化。

（４）系統按照活性炭過濾器、多介質過濾器的壓差開啟（或者定時開啟）羅茨風機或者反洗水泵，通過自動控制的方式對過濾器展開空氣擦洗的水沖洗。

（５）阻垢劑添加藥劑的添加量按照進水流量的改變而不斷變化，也可以按照進水導電率的改變信號展開自主調節。

（６）加熱器需要設計為溫度連續自動改變系統，使其保持在２０～３０℃。溫度大于３２℃時，系統能夠進行報警；溫度大于３５℃時，系統能夠自動斷開蒸汽加熱；水溫小于２５℃時，蒸汽調節閥展開ＰＩＤ調節。

 

２．２運行方式

（１）整個補給水處理系統包含３套ＥＤＩ系統，３套一級、二級反滲透系統，７套活性炭過濾器，７套多介質過濾器，并把以ＰＬＣ為核心的程序控制系統作為自動控制的重點。該系統使用全自動無人控制的方式，并由磁翻板液位計補給水程序控制系統實現監控功能。

（２）水泵的控制需要有關水箱液位信號的高低聯鎖。

（３）控制系統需要擁有遠程控制、手動、自動等多種方式，并且這三種方式能夠相互轉換。順序控制需要有緊急停機、停機、跳步、步延、步進等方式。全部步序的時間都能夠在上位機中設置，且在運行過程中需要顯示出實際的時間，具有累計運行時間清零、累計運行時間統計等功能。

（４）為了能夠分析系統的穩定性，需要擁有歷史曲線查看功能。

（５）泵、羅茨風機、氣動開關門、氣動調節門閥門、電動開關門等裝置，需要具有遠程控制、自動操控等功能，因此控制邏輯中需要有閉鎖方式。氣動閥門可以在ＰＬＣ中進行遠程／就地轉換，并在電磁閥箱中進行控制。每個系統中的電磁閥需要放在電磁閥箱中，電磁閥的操作開關需要根據現實中的安裝區域對應排列。

（６）通過ＬＣＤ顯示器能夠對全部工藝系統展開控制和監視，關鍵的運行數據能夠在上位機中設置，全部運行信息能夠通過數據報表功能進行打印、存儲、預覽等。

 

３磁翻板液位計補給水控制系統的硬件選型

磁翻板液位計補給水處理系統的控制大多使用基于ＰＬＣ的現場總線控制系統。系統設計會在傳統項目的基礎上融入新的內容，新的控制系統與原有的系統有相同的上位機軟件和編程軟件。系統的ＰＬＣ控制器采用西門子公司的４００－Ｈ系列，通信系統采用以太網＋Ｐｒｏｆｉｂｕｓ現場總線系統，編程與組態采用操作人員熟悉的ＳＴＥＰ７和ＩＦＩＸ４．０軟件。

 

３．１磁翻板液位計補給水系統的總線選型要求

（１）在離該系統１．２ｍ之外產生的頻率４００～５００Ｈｚ，或者輸出功率超過了５Ｗ的射頻干擾或電子干擾，不能對系統的穩定工作產生影響。

（２）網絡通信總線負荷率不能超過４０％，其中共享式的以太網通信負荷率不能超過２０％。

（３）對于Ｐｅｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ總線，為了降低電磁對現場總線網段的干擾，需要按照要求配置現場總線通信設備柜。不管遠程控制柜之間的連接，還是ＰＬＣ與控制柜之間的連接，都需要使用冗余型光纜通信。

（４）ＰＬＣ現場總線模件能夠直接和ＰＬＣ處理器相連，現場總線設備不能通過第三方協議轉換器與ＰＬＣ相連。

（５）磁翻板液位計的補給水處理系統使用現場總線，雖然現場執行裝置都擁有及時控制能力，但該項目中的控制邏輯與策略都通過ＰＬＣ控制器實現，ＰＬＣ擁有Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ／ＰＡ現場總線通信接口，相關的通信協議按照ＰＬＣ所支持的總線要求制定。

（６）磁翻板液位計補給水處理控制系統在現場設備層使用現場總線技術。系統運用集成的全局信息庫，通過設備軟件管理器，對現場的總線裝置進行管理、診斷、監視、組態、設定。控制系統需要擁有管理工具軟件包和總線設備診斷能力，從而對系統的ＨＡＲＴ協議設備及現場總線設備進行故障診斷。

（７）主控制器和控制系統的人機終端使用工業以太網進行通信，再加上兩套網絡交換機、兩套光電轉換器、兩套工控機等裝置構成環型冗余通信網絡。

３．２控制器與Ｉ／Ｏ卡件的選型要求

（１）閥島需要１０％端口裕量，沒有達到一個的以一個計算；遠程柜與控制柜必須要有２０％的卡件插槽裕量，全部備用插槽都需要配置一定的硬件，例如連接電纜、連接件、背板等，確保之后插入的模件可以快速投入運行；操作員站處理器需要有４０％的裕量，服務器處理器的處理能力需要有６０％的裕量，ＰＬＣ在系統zui大處理負荷下需要有６０％的處理能力裕量；網絡通信總線負荷率不能超過４０％；外部存貯器需要有４０％的外存裕量，ＰＬＣ處理器內部存貯器需要有４０％的存儲裕量。

（２）控制器通過統一的現場設備和現場總線相連，把現場總線上的分布式Ｉ／Ｏ模塊，例如變頻器、馬達保護器、電動執行器、液位計流量儀表、化學分析儀表、壓力變動送器、氣動調節閥定位器、氣動電磁閥島等控制裝置。所以需要全部的現場執行裝置與智能變送器都可以兼容現場總線通信功能。

（３）控制器要使用冗余型的熱備控制器，如果一個控制器有問題，那么就能夠快速轉換到備用控制器。并需要切換的過程不能對所有系統的正常運作造成影響，當主控制器問題得到解決后，就能自動從備用控制器切回到原有的控制器。

 

４磁翻板液位計補給水控制系統網絡結構的設計

４．１控制系統網絡結構設計的總體要求

（１）總線安全距離的要求：從ＰＡ終端分線盒中分離出來的每條分線電纜的長度不能大于６０ｍ，Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＰＡ的現場總線單個網段的總線電纜總長度不能大于１２００ｍ。ＰＡ終端分線盒需要安裝在科學的區域，zui好是確保該分線盒中分離出來的分支電纜長度大部分相同，從而方便以后的維修。

（２）設備安全數量需求：Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ在理論上能夠掛接１２６個裝置，但實際項目中為了保證通信的速率和通信的質量，每個Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ總線網段在數量上不能大于１６個。該項目中的全部Ｐｒｏｆｉｂｕｓ網段中無法通過中繼器展開擴展，若必要進行擴展就需要使用ＤＰ主站卡件來實現，即提升網段的個數，而不是提升網段的長度。全部的Ｐｒｏ－ｆｉｂｕｓ－ＰＡ總線網段在理論上能夠掛接３２個裝置，但在實際項目中，若掛接閥門定位器等運行設備，則掛接參與的邏輯控制儀表不能大于６個；一段不能大于２個；掛接只用于監視的儀表一般不能大于１２個，同時每個總線網段需要有４０％的裕量。

（３）總線設備的冗余要求：多個設備的相同測點需要接入多個總線網段；主備或者并列運行的工藝裝置都需要劃分到多個總線網段；任何回路的旁路閥門與主控制閥門都需要劃分到多個現場總線網段；它能夠和控制邏輯對應的儀表與控制對象劃分在相同的現場總線網段內，且可以監視左右網段；需要按照相關的工藝明確每條總線劃分的總線設備與總線卡件的數量。除此之外，zui好是確保總線具有超過６０％的裕量，從而能夠確保不管是哪一條總線出現問題時，都不會對全部補給水系統造成較大的影響，zui嚴重的也就是造成局部停機，但不對整個系統的運行造成影響。

（４）網絡結構要求：Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ現場總線需要設計為冗余雙環形結構；Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＰＡ現場總線網斷需要設計為分支拓撲結構。

 

４．２控制系統硬件

確定控制系統的硬件數量、硬件種類、網絡結構后，需要在ＳＴＥＰ７中進行網絡和系統硬件的組態工作，并把組態信息下載到ＣＰＵ內。硬件組態的內容如下。

（１）模塊參數的設置。定義硬件模塊全部的可改變參數。在硬件組態下載后，ＣＰＵ之外的多個模塊信息就會自動存儲在ＣＰＵ內。當ＣＰＵ啟動后，會自動給模塊傳遞相關的信息。

（２）ＣＰＵ參數的設置。ＣＰＵ模塊具有多種屬性，例如掃描監視、氣動特點等，設置的信息會存儲在ＣＰＵ系統信息內。

（３）功能模塊的組態。從硬件目錄中挑選出明確的硬件，裝配好機架后把多個模塊放入對應的插槽內，若所挑選的硬件模塊很新，則可以手動添加到模塊的ＧＳＤ文件中。對于網絡控制系統，需要生成網絡及其中的站點。接口模塊多在連接多機架系統時使用。

 

５結語

火電廠磁翻板液位計補給水處理系統的設計與應用，對于增強火電廠的經濟利用效率與安全性具有非常重要的作用，不但能夠保護當地的環境，提升當地的經濟，還能夠促進自身的穩定發展。在現實設計與應用過程中，設計人員需要結合火電廠的現實狀況，使用合理的設備，設計科學的工藝流程，在保證性能的前提下展開優化，確保火電廠的安全運行。