电厂化学水处理系统的优化设计

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摘要：PLC系统是目前火力发电厂在化学水处理系统中应用最多的一种控制系统。通过对化学水处理过程中的控制系统运行状况进行分析研究，阐明化学水处理工艺特点及PLC控制系统各项功能，提出优化措施和改进方案。

关键词：电厂；化学水处理系统；优化设计

在电厂控制系统中使用标准化、开放的工业以太网功能将不同厂家的控制系统连接起来已成为一种技术发展的必然，控制方式由原来的分散控制逐渐发展为集中控制。由于PLC具有体积小，抗干扰能力强，组态灵活等优点已成为火力发电厂控制系统中主要应用系统。

1电厂化学水处理系统介绍

1.1电厂化学水处理系统分类

电厂化学水处理系统一般按照系统的功能进行分类，其中包括：来水预处理、凝结水精处理、汽水取样监测分析、炉内加药系统、综合的水泵房、反渗透预脱盐、循环水加氯、锅炉补给水处理、废水及污水处理等子系统。

1.2电厂化学水处理系统存在问题

从电厂的化学水处理控制系统运行状况分析，主要存在以下特点及问题：

（1）无论是继电器还是PLC的控制系统，其位置都处在较为分散的状态，不容易进行集中控制。

（2）无论是哪种系统，都保留着多个化学水处理的运行值班岗位，但由于岗位太多会出现监管不到位的问题，易造成事故的发生。

（3）运行的工作量较大，巡检点过多，增加了劳动成本。

（4）化学仪表管理水平处在落后状态，不能及时有效的标定表计，造成表计测量不准确。

（5）子系统较多，设备繁杂，控制系统的备品备件种类过多，资金积压比较严重，人员技术水平差异不等。

（6）控制不精细，制水及加药成本过高。

（7）控制工艺技术不完善，机械自动化水平不高，自动干预能力不强。

2电厂化学水处理系统的PLC设计

2.1可编程控制器的基本特征

从整体上来看，可编程控制器其自身的主要特点概括来讲主要是以下几个：

（1）机型的系列化。

（2）采用的是多个处理器来进行使用。

（3）具有较强的存储的能力。

（4）具有强大的输入以及输出的接口。

（5）其功能都很强大，同时都采用了智能的外围接口。

（6）方便实现网络化，能过实时进行监控。

（7）紧凑型高、可靠性强、保密性好的特点。

（8）在进行编程的过程中，选用的编程语言较为通俗易懂。

PLC系统的运行流程：当工艺参数、阀门开关及设备运行状况在PLC中被设置后，PLC利用组态中的驱动实现与上位机的通讯；上位机在获得现场数据后对现场设备的运行状况进行监控；操作者根据状态参数利用键盘或鼠标实现设备的控制；PLC在接到指令后按照程序完成逻辑运算，将结果在输出模块中送出，利用输出信号实现设备的控制，进而达到系统的正常运行。

可编工业程控制器的特点决定了系统比较容易与工业的控制系统相互组成一个新的整体，其自身的机型在系列化的特点可以使得用户有余地的去选择自身所需要的型号，而且可以对可编程控制器的功能进行扩充，方便现场技术人员能够及时根据现场实际情况修改工艺流程，进而优化整体系统。

2.2化学水处理监控系统

在进行化学水处理工艺流程的控制过程中，其操作台上所进行操作的时候，需要根据现场实际情况进行实时监控，并且去完成如下工作：

（1）通过化学水处理系统的工艺模拟的流程显示和实时运行操作。

（2）通过化学水处理系统预处理工艺模拟流程的显示和设备运行操作。

（3）通过化学水处理系统预处理过程，在进行供电时保证模拟的画面的显示和设备实时操作。

（4）根据化学水处理系统流程顯示主要的工艺参数，并能够及时汇总在报表中。

（5）根据化学水处理系统流程将报警汇总在记录中进行显示。

2.3化学水处理PLC系统应用要求

PLC系统在化学水处理系统中主要是为了更好的监视和控制整个电厂中的化学水的处理流程和整个系统的设备运行，便于监控整个化学水处理系统的正常运行。有关水处理的系统在工艺流程上的控制、各种闸门以及相关的阀门的控制、水泵的启/停控制、化学水的处理过程的控制等等，都属于计算机的监控系统所能检测到的是否正常或者异常的状态，以保证系统能够进行安全高效的运行。

2.4解决的相关技术关键以及主要的创新点

2.4.1项目的技术关键

项目的技术关键主要是通过PLC系统便于集中控制来实现电厂中化学水处理的自动监控，开发出相关的控制软件，实现系统的自动化。

2.4.2系统的创新点

系统的创新点主要是将所有操作以及数据的监视都在一台计算机中进行，实现了电厂所有水处理（含污水处理、加药处理等）系统的集中控制，将所有设备控制集中在几个画面上，根据每个子系统运行的需求，启停不同的设备来配合完成整体流程的运行，在有效的缩短了工艺调整时间之后，让工艺过程在最佳的经济点上进行运行。

2.5系统中所存在问题的改进意见

将PLC系统及时进行软硬件的更新，通过对卡件的及时更换，可以提高系统的运行速度，提升阀门、水泵、温度元器件、流量等的反馈时间，达到精细化运行。不断优化系统的运行方式，将手动控制全部改造为自动控制，进行反馈信号与输出信号的迟滞时间优化，将迟滞时间进一步压缩，增强误操作的反应时间。加强技术人员的现场培训，在更新硬件后及时对相应软件进行优化，保证技术人员的水平不断提高。

3结束语

在使用PLC的系统之后，化学水处理系统运行稳定可靠，在通信数据时，可以处于准确及时的状态中，有效的提高设备的规范化管理，并且大大提高了工作的效率，将PLC系统作为其中央的处理的单元，有效实现了系统的远程监控模式、手动以及自动的控制等等多种功能。

参考文献

[1]原铭良，宗学军，何戡，等.电厂化学水处理控制系统中PLC控制系统设计与预测控制研究[J].自动化与信息工程，2012，4：35-39+42.

[2]张开贺.小型PLC控制系统在化学水处理系统中的运用[J].山东工业技术，2015，02：161.

来源:《科技创新与应用》作者：方艳巍