华能渑池热电有限责任公司 河南省三门峡市 472400
摘要：分析国内电厂化学水系统的组成结构、管理体制及当前多数控制系统存在的一些弊病，从几方面阐述化学水控制系统的改进方向，利用大量数据和事实指出化学水综合化控制的必然趋势。
关键词：火电厂；化学水处理系统；综合化控制；发展趋势
随着大型火电机组生产规模不断扩大，化学水处理系统生产工艺日趋复杂化，相应的控制系统也发生了日新月异的变化。面对种类较多的化学水系统，重复的运行管理机构，化学水处理系统相对集中的综合化控制模式将是未来一定时期发展的趋势。它将是电厂实现减人增效，提高生产的经济性、安全性和自动化水平的有效途径之一。所谓综合化控制即把电厂所有化学水子系统合为一套控制系统，取消传统的操作模拟盘，采用PLC和上位机的2级控制结构，利用PLC对各个系统中的设备分别进行数据采集和控制，上位机和PLC之间通过数据通信接口进行通信。各系统以局域网的总线形式集中连接在化学控制室上位机上，从而实现化学水系统相对集中的显示、操作、自动控制。
1 电厂目前化学水系统现状
1.1分类情况
大部分电厂按系统功能一般包括：净水预处理、反渗透预脱盐、锅炉补给水处理、凝结水精处理、汽水取样监测分析、化学加药系统、综合水泵房、循环水加氯、废水及污水处理等系统。许多电厂因为原水质差别或设计的要求不一，没有净水或反渗透或废水处理等系统。
1.2生产管理体制状况
传统设计的思路是各化学水处理系统大都设有各自的控制室，其工艺系统单独设计与设备选型，各自均设有2~3名专职运行人员，具有相应的暖通、办公、更衣等附属设施。造成控制设备繁多、供货厂商各异、控制区域分散，使巡检和维护工作量较大。化学仪表发展速度也较快，新型仪表较多，而仪表工作人员技术水平和责任心相对不足，加之进口仪表备品备件缺乏等问题，造成在线分析仪表 应用率、投运率、准确率”较低。电厂化学专业和热工检修专业的协调问题：由于许多电厂2个专业分部门管理，造成对系统工艺和控制系统的需求产生矛盾，化学专业希望控制系统能齐全周到，热工专业要求简单易行，因此双方在控制设备和仪表的应用和维护中，出现配合不当、管理失调的现象。
1.3 结构特点
目前国内已建和在建的大型火电厂化学水控制系统基本处于3种状态：
1)落后的继电器控制方式。许多70~80年代投产的电厂，鉴于当时技术与资金条件，各化学水子系统设计较为简单，顺控功能单一，可监控设备范围较小。基本是以小型模拟屏指示灯、报警光字排监视，用操作台上开关、按钮进行操作，通过一次表、二次仪表、模拟组装式仪表监测参数变化。顺控基本依靠时间发讯器和中间继电器实现，通过简单的功能键盘进行顺控的启停、暂停、步进、正反洗、再生等功能。方式落后陈旧，监测数据信息少，设备损坏率高，运行维护工作量较大。
2)小型PLC和盘操共存模式。从90年代开始，PLC逐渐成熟和广泛应用于电厂顺控领域，电厂的设备控制处于手动向自动过渡时期，既保持了硬操功能，又具有PLC自动的双重手段。国内化学水行业中，由西南院、西安热工院在首阳山补给水处理顺控系统中首次将 PLC组成的控制系统应用于工程设计，并取得成功。
此后，许多大型机组，在资金允许下进行了技改和新建，但仍局限于单个系统，保留一些盘台操作和模拟屏显示。但由于当时技术所限，采用的上位机指标极低，速度较慢，监控软件画面单一，人机接口较差，信息量较少，缺乏相应的趋势、信号、多媒体报警等功能。下位机PLC的选型偏小、偏杂，存在着扩展性差、通用性低、数据处理能力低及老型产品缺备件等缺点。化学仪表品目繁多，许多仪表功能复杂，一些电厂应用在线仪表自动加药装置，取得了较好的经验，但存在着扩展联网性差的特点，仪表维护运行工作困难较多。因此，这种过渡时期的设备，监测信息不足，仪器仪表应用混乱，运行维护工作量仍较大。
3)化学水子系统的2级控制模式。进入90年代中期，经数年改进和提高，控制系统逐步成为完善的CRT与PLC2级控制站结构。许多改造和筹建电厂已意识到未来控制系统发展趋势，控制系统采用全CRT监控、PLC热备的双层结构，应用范围已涵括所有化学水子系统，包括净水、反渗透、补给水、废水、凝水精处理、炉内水质分析、循环水等。如邹县、湘潭、大庆石化、邵武、武钢自备、扬州二厂等电厂的补给水系统技改与新建，宝钢、石洞口一、二厂、嘉兴等电厂的反渗透技改与新建，青山、嘉兴等电厂的凝水精处理。大量实践应用结果表明，计算机可应用到任何化学水系统中，采用子系统集中控制，符合未来联网趋势。这种监控方式极大地提高了自动化水平，但仍存在着制水系统互相牵制，自动功能组不尽合理完善，子系统繁杂分散，设备品种多样等缺点，不利于达到减人增效的实际效果。
综合许多电厂化学水控制系统的情况，主要存在以下特点和问题：无论是继电器或PLC控制，位置均较为分散；保留着多种化学水处理的运行值班岗位；运行工作量较大，巡检点过多；化学仪表应用管理水平落后；系统较多，控制设备繁杂，备品备件种类多，资金积压严重，技术水平差异不等，维护工作量大；制水加药成本过高；控制工艺尚未完善，自动化水平不高。
2化学水控制系统的改进发展
目前主机DCS应用范围，按功能应用包括DAS、CCS、FSSS、DEH、SCS等；按系统应用包括：机、炉、电一体化控制。随着主机DCS的发展需要，应用范围已开始包括DEH、MEH、AVR及电气保护等系统，并有逐渐扩大到辅机及外围的迹象，在极个别电厂已有应用。从投资、安装、调试、运行、维护看化学水控制不宜进入主机DCS，因为化学水控制系统基本是开关量及逻辑运算，用PLC实现具有可靠性高，同DCS模块相比具有经济方便的特点。从主机DCS设计的原则上讲，满足安全和经济的前提下，I/O点和CRT画面越少越合理，一般1/O点数3 000~4 000 点，CRT画面150~250幅。然而化学水几个子系统的I/O已近3000~4000点，画面至少要200多幅。故主机DCS扩容不易考虑辅机外围系统，以免造成整机控制系统造价过高，并对主机DCS的通信速率、CPU负荷、模块等安全形成威胁。辅机DCS发展也不能从根本上解决化学水系统的问题，从西南设计院多次探讨的辅助控制系统划区相对集中合并方案，到苏州热工研究所研究并投入应用的辅机DCS系统，均对化学水系统部分子系统进行归类和合并。如外高桥电厂1~4号辅机DCS包括灰、渣、煤、凝水等，吴泾八期辅机DCS包括灰渣煤、净水、补水、凝水及废水等，石洞口二厂的辅机DCS等。
结束语
当前阶段，我国电厂化学水处理方式的发展方向还是综合化控制，控制化学水实现综合化其有很多优势，一方面可以有效提高整个处理过程的机械化水平 显著提高工作效率。但我们也无法否认现在仍然存在有很多不完善之处 ，尤其是工作人员的素质方面还有待于提高 需要通过学习和培训来提高他们的专业技能水平。所以这样看来，对电厂化学水进行综合控制虽然是一个必然的趋势但是仍然还有很多问题有待于完善 需要我们在实际工作中进行改善和解决。
参考文献：
[1]王翔.分析电厂化学水处理系统的特点及发展[J].中国新技术新产品，2014(23).