邯郸热电厂改造工程循环水处理控制系统设计

电力18讯：    1. 河北省电力勘测设计研究院，河北 石家庄050031；2.河北省电力试验研究所，河北 石家庄050021  
　　利用城市污水处理厂二级处理后的出水作为发电厂循环水系统的补充水，在我国电力系统中尚属试验阶段。目前，由于对城市污水中的成分及水质变化规律还不清楚，污水的出水品质还受到污水处理设备状况、人工管理和气象条件等因素的影响，使得循环水处理工艺系统的设计及监控系统的程序编制还没有成熟的经验。现将邯郸热电厂改造工程循环水控制系统的设计和程序编制特点及运行中出现的问题作一介绍，供同行设计时参考。

1 控制水平选择

邯郸热电厂改造工程新建2台200 MW双抽供热机组，机组抽汽量大，循环水处理系统出力也很大，且系统涉及工艺设备众多，各类设备又都是母管制联接，因此设备运行中操作频繁。为了降低工人的劳动强度和保证水质，且便于及时修改程序，系统设置了1个运行控制值班室，在值班室内对工艺系统的所有参数均能通过CRT进行监视，并可对工艺系统内所有设备进行操作。在参数超越正常值或系统设备故障时，控制室中发出声光报警信号。系统采用PLC加上位工控机、CRT方式，控制室不再设置常规仪表。这样提高了系统自动化水平，方便了系统编程修改，同时系统结构简单，造价也比常规仪表方式有所降低。

2 工艺流程简介

    本系统主工艺流程为：河水或污水→薄膜微量脱气器(3台) →澄清池(3台) →水槽(3个) →变孔隙滤池(12个) →反洗水池(1个)，过滤水池(3个) →循环水补水泵(4台) →主厂房循环冷却水母管。

在河水或污水进入脱气器前加入次氯酸钠杀菌灭藻；在澄清池中加入石灰、凝聚剂、助凝剂等进行凝聚澄清，澄清凝聚后的杂物泥渣排入泥渣池；在澄清池出口加入次氯酸钠进行二次杀菌灭藻，并在变空隙滤池中加酸进行过滤；然后在循环冷却水管中加入酸液、水稳剂、杀菌剂等进行三次杀菌灭藻，最后还要在送给锅炉补给水的管道中加入亚硫酸钠溶液。3控制系统设备组成及选型

3.1上位机部分

    为适应现场强电磁干扰、湿度大、灰尘大等恶劣环境条件及系统监控软件对硬件运算速度的要求，上位机选用在工业现场反映良好的INTEL P133工控机。其配置为： CPU：PENTUIM133， 主频133 MHz； 硬盘：2.1G； 软驱：3.5"，容量1.44MB；内存：32 MB；通讯口：2个RS232，1个并行口及1个以太网口；键盘：101标准键盘； 显示器：PHILIPS公司的21" 超薄1 280×1 024 高分辨率、0.28逐行扫描显示器。 2台上位机之间采用以太网连接，便于2台计算机之间数据交换。

    上位机实时监控软件是美国WONDERWARE公司的汉化6.0版intouch实时监控软件包。Intouch软件的特点为： 强大的图形编辑功能，可连接鼠标，图形界面非常方便，基于WINDOWS操作系统，用户界面非常友好；丰富的函数运算及逻辑运算功能，对数据处理功能强；所有的菜单、显示的图形及报表均可由用户重新定义或编辑，方便了用户编程。上位机与可编程控制器(PLC)之间通过MODBUS PLUS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，完成各类任务，上位机接受并将PLC采集到的各类设备的状态数据显示到监控画面，让运行人员及时了解到各种设备的工作情况。

3.2  程控柜部分

3.2.1 控制柜

    程控柜部分由1面电源柜和3面控制柜组成。PLC选用美国MODICON公司的QUANTUM系统产品。CPU选用140CPU213-04型。PLC由3个16槽机架组成，1个为主站、机架上布置电源模块、CPU模块、RIO接口模块和I/O模块；另2个机架上布置电源模块、RIO分支接口模块、I/O模块。3个机架分别安装于3个控制柜中。为了保护PLC卡件免遭强电侵入，需及时更换，否则会影响生产。选用继电器加24V开关量卡件与直接选用继电器输出开关量卡件整体价格相当，所以所有的开关量输入输出点均通过继电器隔离。

3.2.2  PLC卡件I/O点组成及工艺系统监测控制范围

    由于合同价格的限制，PLC点数有限，仅闭环控制的调节阀阀门开度进入PLC。有的设备厂家供货，就地控制盘操作(如加药溶液箱的搅拌器)，没有进入PLC。

    系统I/O点数为： DI=296 ；DO=234；AI=60；AO=39。   

3.3  就地设备

    a.电磁阀箱共 8面，每个滤池共5个气动阀门，2台滤池共用1面电磁阀箱，12台滤池共计6面电磁阀箱，泥渣池部分使用1面电磁阀箱，石灰系统使用1面电磁阀箱。电磁阀线圈工作电源220 V AC，选用220 V AC电源是因为电厂该等级电源容易得到。如果选用24 V DC电源则需增加24 V DC电源装置，不但使系统配置复杂化，且提高了造价。为避免电磁阀线圈长期带电和简化程序编制，长期处于开或关状态的阀门电磁阀选用双电控，仅某种工况