总经理:13338674605
我国大型火电厂的建设方兴未艾，由于大机组在效益及环保方面的优势，所以600MW及以上的超临界机组已经成为我国新建电厂的**。电厂机组的大型化，对电厂水处理的自动控制水平提出了更高的要求。全过程自动化及网络化是电厂水处理为满足大机组高效运行而必须确定的发展方向。
电厂水处理种类繁多，它包括预处理、补给水处理、凝结水处理、循环水处理以及废水处理等等。
其中*为重要的是补给水和凝结水处理，它是整个电厂水处理的核心。实现水处理各控制系统的联网运行是大机组电厂对水处理的迫切需要。作为山东聊城电厂工程建设管理处工程部副经理兼热工专新世纪我国首个水处理控制系统联网的示范工程，聊城电厂一期2X600MW机组水处理控制及联网系统工程在这方面作了许多突破。
水处理控制系统联网具有许多优势。首先，水处理控制网络化实现了水处理集中监控及综合调度，它能够实现整个电厂水处理的优化控制，*大限度地满足电厂机组安全、高效运行对水处理的要求。其次，水处理控制系统高度的自动化和网络化，可*大限度地节约人力资源，提高劳动生产率，实现效益*大化，满足投资方的要求，实现投资的良性互动。再次，电厂控制网络化是一个必然的发展趋势，水处理控制系统的联网为全厂网络化发展打好了坚实的基础，避免出现二次投资的浪费。
2水处理系统工艺电厂水处理系统主要有预处理、补给水处理、凝结水处理、循环水处理及废水处理等。由于聊城当黄河来水引入厂区后，首先经原水池用生水泵抽到澄清池中澄清，水在澄清池由于加药后，其中含有的泥砂大部分沉到池底，加药量根据原水的浊度及流量进行，澄清水经过澄清池的上部自流入双阀滤池，双阀滤池对水中的细小杂质进一步的过滤，水经过滤后成为清水流入清水池。予处理系统受控设备有阀门、生水泵、加药泵以及搅拌机和刮泥机等。调节回路有利用生水蒸汽加热器出口生水温度调节生水蒸汽加热器蒸汽入口调节门的开度。
2.2补给水处理补给水处理是电厂水处理的关键部分，主要是利用离子交换器置换出预处理来水中的阴阳离子，以给锅炉提供合格的补给水，由于聊城地区水质的特点，主要是高盐份多杂质水质，所以在离子交换器处理之前又增加了细砂过滤器、活性炭过滤器及反渗透装置为预处理来水作进一步的过滤及除盐处理。原理框图如所示。
从清水池来水经细砂过滤器及活性炭过滤器过滤后进入反渗透装置或一级除盐系统除盐后进入混床经二次除盐流入除盐水箱作为锅炉补给水。
一级除盐及二次除盐出口均设有导电度、硅离子浊度及钠离子浊度等在线分析仪表以检测除盐效果，作为离子床体判断失效的依据，实现自动投运及再生全过程自动化。在此系统中反渗透和一级除盐系统既可串联运行又可并联运行，一级混床和二级混床同样既可串联运行又可并联运行，所以这套补给水处理运行具有极大的灵活性，能够根据不同的来水水质组合使用。这正是本套装置的特别之处。
补给水系统受控设备有电动阀门、气动阀门、水泵、罗茨风机、除炭风机、空压机、加药泵、计量泵等众多设备。调节回路有利用中间水箱液位调节一级除盐阳床出口调节门的开度。
2.3凝结水处理为满足电厂锅炉、汽轮发电机组安全、经济运行的需要，减缓腐蚀，延长机组使用寿命，电厂凝结水的水质必须符合相应的国家标准和设计规范的要求。因此目前发电能力在300MW以上的大型汽轮发电机组均设置凝结水精处理系统，其系统组成原理框图如所示。
凝结水精处理系统采用混床工艺及配套的阴、阳树脂分离及再生装置（体外再生装置）即利用阴、阳离子交换树脂吸收水中的阴、阳离子，达到纯化凝结水的目的。当树脂因饱和而丧失吸收水中凝结水精处理工艺流程图的阴、阳离子能力时，利用树脂分离及再生装置，先将阴、阳混合树脂分离，再分别用碱和酸对阴、阳树脂进行再生，以恢复其离子交换的能力，从而实现树脂的重复利用，为电厂生产连续提供合格的水质。电厂水化学理论及电厂的运行实践表明，凝结水精处理系统出水水质的好坏，主要取决于阴、阳树脂分离和再生的效果。
目前，国内混床工艺技术水平与国外相当，而国内体外再生装置应用得较多的是中抽法，但中抽法实际的树脂分离效果并不十分理想，致使树脂再生的效果比较差。针对目前国内的现状，聊城电厂选用英国KENNICOTT公司引进的“锥体分离和再生装置（CONSEPs）系目前国际上公认的*先进的技术，它拥有极高的树脂分离率，并且运行安全可靠，投运率极高。
聊城电厂一期建设规模为2X600MW，每台补给水控制系统机组设有一套凝结水混床处理装置，因此共有两套混床系统，这两套混床系统共用一套树脂分离和再生（CONSEPs）装置。混床系统的受控设备有混床上的阀门、再循环泵。再生系统包括锥体分离和再生装置，主要由阴、阳树脂分离兼阴树脂再生罐、混合树脂隔离罐、阳树脂再生兼混合树脂贮存罐组成。主要受控设备为阀门。再生系统还包括再生公用系统，主要包括酸、碱系统、再生冲洗用水系统以及混脂用的罗茨风机系统和再生用除盐水加热系统，再生公用系统受控设备主要有再生水泵、罗茨风机、电加热棒及阀门等。受控阀门分为气动门和电动门，气动门用电磁阀控制，而电动门和泵风机等，通过MCC柜控制。
3.控制系统及网络的设计3.1系统的硬件配置系统的硬件主要由检测仪表、PLC、工控机操作站以及通信网络组成。由于电厂水处理子系统比较多，而且分布在电厂的位置比较分散，所以将水处理分为补给水控制站、凝结水控制站、废水控制站以及循环水控制站，各控制站之间用通信网络联结起来，并且将补给水控制站作为全厂水处理控制中心。所有的水处理子系统都可以通过补给水控制站进行监控。水处理控制系统及通讯网络图如所示。
水处理控制系统及通讯网络图凝结水控制系统目奸网还设碰网冗余结构进切换到就地手动塍制。根据水处理系统设备之间bookmark1聊城电厂2X600MW机组补给水和凝结水PLC系统均采用CPU双机热备形式，PLC选用MondiconTSXquantum系列，米用两套相同配置的主机系统，每套主机包括一台六槽机架、一块CPU模块、一块热备模块、一块远程I/O接口模块、一块双Modbusplus口网络模块和一块机架电源模块。CPU型号为140CPU43412存储容量为2M，用户*大的ffiC11313编程逻辑为896IK其*大的寄存器容量为57IK离散量为65535点。热备模块型号为140CHS11000，该模块采用光纤通讯作为热备数据的传送介质，每个热备模块具有发送和接收两个端口，两块热备模块通过两根光纤互连实现热备数据的高速传送。主机架选用型号为140CPS11410电源模块供电。扩展机架采用Mod-icon远程I/O系统，主机架接口模块型号为140CRP93200，远程机架的分支模块为140CRA93200，每个远程机架上必须插一块分支模块140CRA9320反渗透设备0.远程I/O系统使用冗余的同轴电缆连接，远程I/O系统的通讯速率为1.544M，既保证了远程I/O与CPU之间的高速连接，而且因为电缆冗余也保证了远程I/O与CPU之间数据传送的高可靠性。同样为了保证远程I/O系统的高可靠性，每个远程机架上还配套了两块冗余电源整个补给水（包括预处理）共有133个模拟量输入点，6个模拟量输出点，610个数字量输入，474个数字量输出。而凝结水共有67个模拟量输入点，3个模拟量输出点，298个数字量输入，202个数字量输出。模拟量输入选用140ACI04000模块，该模块有16点输入，输入信号为4 1~5VDC.模拟量输出选用140ACO02000模块，该模块有4点输出，输出信号为4~20mA.数字量输入选用140DDI35300模块，该模块有32点输入，输入信号查寻电压为24VDC.数字量输出选用140DDO35300模块，该模块有32点输出，工作电压为24VDC. 3.2通讯网络的配置各控制站（包括补给水控制站、凝结水控制站、废水控制站、循环水控制站和操作站）之间通过Modbusplus连接，Modbusplus具有高速、对等通讯，易于实施的特点，通讯速度可达1M，而且本项提高了各控制站之间通讯的可靠性。为了实现双网冗余结构，选用140NOM21200双Modbusplus口模块，它与CPU―些插在主机架中。
由于补给水和凝结水两控制站之间的距离较远，所以它们两站之间的Modbusplus网米用光纤作为通讯介质。又由于各控制站内的Modbusplus网是采用双绞线作为通讯介质的，所以需要用光纤连接器将双绞线和光纤连接起来，光纤连接器选用的是德国HIRSCHMANN公司的OZD485G2BFOC光纤连接器。OZD485光纤连接器既可设置成半双工运反渗透纯化水设备行模式，又可设置成全双工运行模式，是HIRSCHMANN公司专为Mondicon公司Modbusplus网络设计的。
3.3工控机操作站的连接在各控制站均设有工控机操作站，其中补给水控制室设有三台操作站和一台工程师站，凝结水控制站设有两台操作站，所有的操作站都通过Mondicon口网卡AM 032模块与水处理通讯主干Modbusplus网双缆连接，保证了操作站通讯的可靠性。
3.4系统的软件配置及控制策略5.画面组态软件米用的是Intellution公司的iFix2.5.它是专为WindowsNT而设计，可以准确地监视和控制生产过程的所有环节。通过编程、组态连接，可以形象地反映实际工艺流程，显示动态数据，同时可以查找历史控制趋势、流量累积的统计报表和报警报表等。PID控制参数以及过程参数的设置也可以通过它来进行。
每个水处理控制站的控制形式采用PLC+CRT，PLC（下位机）完成数据采集、逻辑控制等功能，CRT其实就是带大屏幕的PC机工作站，一般也称作上位机，主要完成工艺运行工况的监视和控制、具有控制操作、数据采集、画面显示、报警显示、报表和操作记录打印等功能。上位机布置在控制室里，运行人员可在控制室监视和操作。
水处理系统分为就地手动控制及远方PLC控制两部分。正常情况下，系统启用远方PLC控制，所有的操作及故障监测、趋势分析都可通过控制室内操作站实现。一旦某些部分出现故障，可将控制的要求4例如：补给水系统中除盐水泵的启停需根水处理控制系统控制方式自动方式：当系统启动以后，按照系统的工艺流程，不同工艺状况，通过执行与工艺要求一致的控制程序，根据程序步和程序段的转换条件，能自动地进行转换，实现水处理自动操作。当交换器的树脂运行一段时间失效后，失效的交换器通过再生程序，自动地进入再生运行，直至再生后的树脂合格后，重新返回到备用。在程序自动运行过程中，遇到紧急情况，通过联锁的报警条件，自动地停车。
总之，自动方式能对某一个系统从启动、运行、失效到再生后重新投运整个过程自动运行及在线监视。
半自动方式：可以在人工干预下，操作人员通过键盘或鼠标的选择操作。若是各床体运行失效选择再生程序，能自动地从再生**步到*后一步完成该段操作程序。在自动及半自动方式下，各步序时间可由操作人员在CRT上设置修改，运行及再生时各步序时间在CRT上显示。
步操方式：操作人员可以通过键盘和鼠标，实现现场设备步序的成组操作，即根据系统运行的时序相关性，成组操作某一步序所涉及的所有相关设备。
点操方式：操作人员可以通过键盘或鼠标，对单个的可控设备（如阀门、泵及风机等）执行开/关控制，作一对一的远方操作。
就地手操方式：当就地手操时，相应的设备可以从整个系统设备中解列出来，由操作人员在就地控制设备。如泵动力柜、电磁阀箱上，通过按钮进行现场设备的一对一的操作。
3.5水处理PLC通讯网络的特点由前述可知聊城电厂一期2X600MW机组水处理米用Modbusplus通讯网络，对各子系统PLC进行联网。Modbusplus作为工业局域网有极高的实时性能，能够满足水处理各子系统之间实时通讯据两台机组的凝结水箱的液位高低联锁，凝结水箱液位信号进入凝结水PLC系统，这些信号通过Modbusplus网络由凝结水PLC传送给补给水PLC系统，由于Modbusplus网络的实时性使除盐水泵能根据凝结水箱液位的高低及时准确启停。
与操作站接口，使操作站操作员界面的设置和使用非常方便。操作站能及时地反应工艺流程的运行情况并及时地对工艺系统进行监控。同时由于操作员站作为Modbusplus上的一个站点同样能分享Modbusplus高速、实时、可靠性的性能，使单个操作站能够监控所有水处理工艺流程，这为补给水作为水处理的监控总站提供了依据。
由于Modbusplus网络具有标准的诊断程序以及在所有的网络节点上的IED状态指示灯，使网络的维护简便。通过每个节点指示灯，即可判断该节点点通讯是否正常。同时由于每个Modbus plus节点都是双节双缆冗余，所以当检修某一个节点时，不会影响整个网络的运行。
好的扩展性和兼容性。由于Modbus具有无比的简单性和灵活性，所有该协议已成为了事实上的工业网络协议，而Modbusplus是基于Modbus协议的，所以Modbus和Modbusplus得到广泛的第二方产品支持。无论将来全厂联网的网络的型式如何，或要将水处理同其它辅机系统或DCS系统相连，都是很容易实现的，水处理所有的网络设备都不必更换，这可极大地节省二次投资。
4结束语由于本套水处理控制及联网系统采用了成熟的技术，并且性能要求起点比较高，在系统的可靠性方面采取了比较稳妥的措施，使本套系统在性能、可靠性方面独具先进性，并且由于本水处理控制网组网合理，实用性和兼容性很强，作为新世纪我国首个电厂水处理控制系统联网的示范工程，本套系统的成功对于我国大型火电厂水处理程控，甚至整个电厂辅机程控具有极高的借鉴意义。
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