發(fā)電廠二單元精處理程控系統(tǒng)DCS升級改造

山西省陽光發(fā)電有限責(zé)任公司 翟 慶 耿 雷 翟騰凱

山西陽光發(fā)電有限責(zé)任公司二單元精處理是1997年投入運(yùn)行，鑒于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)采用歐姆龍OMRON C2000 PLC可編程控制器控制運(yùn)行，隨著時(shí)間的流逝設(shè)備老化，相關(guān)設(shè)備備件停產(chǎn)，使得二單元精處理樹脂再生工作時(shí)斷時(shí)續(xù)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且再生效果差，嚴(yán)重影響公司3#、4#機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。7月份陽光公司克服資金困難的情況，對二單元精處理程控系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，改造升級為上海新華控制技術(shù)集團(tuán)科技有限公司DCS（XDC-800）控制系統(tǒng)。

DCS在電廠中的應(yīng)用越來越廣泛，不僅是由于其功能更加完善，同時(shí)還由于其系統(tǒng)升級導(dǎo)致使其應(yīng)用更為便捷?？刂剖颐娣e少，運(yùn)行成本低，同時(shí)維護(hù)成本低，因此使用分布式設(shè)備展開控制和監(jiān)控，對于電廠運(yùn)行與維護(hù)具有重要的意義。同時(shí)將分老化設(shè)備和精處理設(shè)備間控制室進(jìn)行土建改造。改造完成后精處理的DCS系統(tǒng)接入水處理加藥DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制和監(jiān)控。設(shè)備改造升級后大幅度提高了安全可靠性，消除了運(yùn)行中設(shè)備的誤動(dòng)和由于備件維護(hù)帶來的停工情況。整體的改造采用新華的DCS系統(tǒng)的新技術(shù)，完全符合現(xiàn)代電力企業(yè)的節(jié)能降耗理念[1]。

圖1 控制室改造前、改造后

1 4#機(jī)組高速混床雜用空氣系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)改造

4#機(jī)組高速混床系統(tǒng)自1997年投產(chǎn)以來，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，在氣水混送樹脂和高速混床樹脂混合兩步用到雜用空氣，氣量的控制一直采用人工手動(dòng)調(diào)整，由于再生人員的經(jīng)驗(yàn)和手法的不確定性，時(shí)常出現(xiàn)用氣量和實(shí)際需要的用氣工況不匹配，從而導(dǎo)致在樹脂用氣水混送步序和高速混床樹脂混合時(shí)的效果不理想，致使失效樹脂的輸送完整程度不夠和高速混床運(yùn)行運(yùn)行周期縮短，加大了樹脂的再生工作量，浪費(fèi)資源增加運(yùn)行成本。

經(jīng)過學(xué)習(xí)研究結(jié)合現(xiàn)場實(shí)踐情況轉(zhuǎn)變思路，將原80cm的用氣管路打堵，在原管路兩旁各增加一條30cm用氣旁路，在每條用氣旁路上加一手動(dòng)截止閥和一氣動(dòng)球閥，將氣動(dòng)球閥的開關(guān)量接入DCS控制系統(tǒng)，用手動(dòng)調(diào)閥控制兩步序的不同用氣量，實(shí)現(xiàn)氣水混送樹脂和高速混床樹脂混合兩步用氣實(shí)現(xiàn)程控控制自動(dòng)化。手動(dòng)截止閥和管路修舊利廢的增加兩個(gè)DN25的氣動(dòng)球閥1000元，接入DCS控制系統(tǒng)利用富余的線路和點(diǎn)位加人工總計(jì)1500元左右[2]。

改造完成后實(shí)現(xiàn)了兩步序用氣工藝的自動(dòng)化，使用氣量和實(shí)際需要的用氣工況匹配，減少了人工調(diào)整的不確定性，使失效樹脂的輸送完整和高速混床樹脂混合均勻，延長了高速混床運(yùn)行周期，減少了精處理的再生套數(shù)，節(jié)約了機(jī)組的運(yùn)行成本，同時(shí)減少了員工的工作時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，受到了車間人員的一致好評。

圖2 4#機(jī)組高速混床雜用空氣系統(tǒng)改造前、改造后

2 沖洗水泵流量調(diào)節(jié)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥改為變頻控制流量改造

1997年建成的二單元精處理用水的流量調(diào)節(jié)是靠氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的。原出口調(diào)節(jié)閥原理為用手動(dòng)調(diào)節(jié)泵出口壓力，通過壓縮空氣控制調(diào)節(jié)閥閥門開度的大小來達(dá)到使用水的流量和壓力；由于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的老化磨損和控制用氣的不穩(wěn)定，造成每次人工調(diào)整的壓力和需要的水流量壓力不穩(wěn)定，從而使用水流量壓力的大小難控，導(dǎo)致樹脂再生工藝過程中水水流量壓力穩(wěn)定性差；樹脂的再生效果不理想。沖洗水泵工作在工頻下工作，造成了電耗的浪費(fèi)的浪費(fèi)和水泵檢修費(fèi)用的增高[3]。

變頻改造完成后，由于降速運(yùn)行和軟啟運(yùn)，減少了振動(dòng)、噪音和磨損，延長了設(shè)備維修周期和使用壽命，提高了設(shè)備的MTBF（平均故障維修時(shí)間）值，并減少了設(shè)備電耗，提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)具有各種保護(hù)措施，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和安全可靠性大大提高。

圖3 流量調(diào)節(jié)改造前、改造后

3 精處理失效樹脂再生清洗步序關(guān)鍵步序技術(shù)改進(jìn)

精處理程控再生步序共有23步。完成一套失效樹脂的再生工作用二級除鹽水300噸左右，其中失效樹脂的空氣擦洗用水量100噸左右，占樹脂再生用水總量的三分之一。由于失效樹脂的空氣擦洗步序的不合理造成二級除鹽水及設(shè)備的大量浪費(fèi)，而且擦洗的效果很不理想，經(jīng)過學(xué)習(xí)研究實(shí)踐努力轉(zhuǎn)變思路，在不改動(dòng)現(xiàn)有設(shè)備的情況下，將步序中的閥門的開閉次序的合理化調(diào)整，由原來的放水—空氣擦洗—正洗（流量60t/h）調(diào)整為放水—空氣擦洗—反洗（流量35t/h）；調(diào)整好反洗水的流量；在達(dá)到樹脂清洗效果的情況下使失效樹脂清洗的效率大幅提高，二級除鹽水樹脂清洗用水量及相關(guān)設(shè)備的損耗明顯降低，二級除鹽水用量降至30噸左右。通過此次精處理失效樹脂再生擦洗步序關(guān)鍵步序的技術(shù)改進(jìn)，再生用二級除鹽水每套節(jié)約70噸左右。

七月份改進(jìn)后統(tǒng)計(jì)再生樹脂清洗時(shí)的單套平均用水量與去年同期的清洗時(shí)的單套平均用水量做比較，節(jié)約除鹽水量顯著。四個(gè)月僅僅樹脂清洗這一步節(jié)約用二級除鹽水在1500噸左右。同時(shí)減少了人員的工作時(shí)間，降低了再生人員勞動(dòng)強(qiáng)度。為公司的節(jié)能降耗工作做出貢獻(xiàn)[4]。

圖4 改進(jìn)前后用水量比較

4 二單元精處理精處理照明及軸流風(fēng)機(jī)集中控制管理節(jié)能改造

二單元精處理是1997年建造，鑒于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)，工作現(xiàn)場照明為26盞125瓦長明燈無開關(guān)控制，通風(fēng)用軸流風(fēng)機(jī)為5臺，數(shù)量少且分布不合理，控制開關(guān)在每臺風(fēng)機(jī)下部就地控制，滿足不了工作時(shí)需要的工況。將照明及軸流風(fēng)機(jī)的開關(guān)集中在精處理再生間進(jìn)門右側(cè)墻上，為每臺軸流風(fēng)機(jī)設(shè)置一空開控制實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，在關(guān)鍵部位增加了一臺軸流風(fēng)，達(dá)到了在工作狀態(tài)下需要的最大工作風(fēng)量，滿足了工作需要。照明采用先進(jìn)的led燈，采用科學(xué)合理布局保證工作照明充足的情況下，減少為16盞45瓦的led節(jié)能燈，進(jìn)行4路控制，為安全保障進(jìn)箱電源為兩路供電。將開關(guān)集中在精處理再生間進(jìn)門右側(cè)墻上，可做到工作人員進(jìn)入現(xiàn)場根據(jù)工作需求開啟相應(yīng)工作區(qū)域的照明和需要流量軸流風(fēng)機(jī)，工作人員不工作時(shí)關(guān)閉照明和風(fēng)機(jī)，節(jié)約電耗。

整個(gè)改造工作力求將低成本，照明用線纜為脫硝小間改造時(shí)的廢舊電線，軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)線纜為多次改造工作剩余的電纜，控制用空開是改造工作剩下利用，買16盞led節(jié)能燈用960元。改造工作完成后效果明顯。年照明用電節(jié)約電費(fèi)8000元左右；減少了設(shè)備的損耗，延長了設(shè)備的使用時(shí)間；防止員工身體健康受到損害。

照明用電量的計(jì)算。計(jì)算公式：年用電量支出=照明燈功率×數(shù)量×?xí)r間×電費(fèi)/1000；改造前照明每年電費(fèi)支出：年用電量支出=125×26×24×365×0.3/1000=8541元；改造后照明每年電費(fèi)支出：年用電量支出=45×16×8×26×12×0.3/1000=539.136元。改造后照明年節(jié)約費(fèi)用：改造后照明年節(jié)約費(fèi)用=改造前每年的可節(jié)約電費(fèi)支出-改造后每年的可節(jié)約電費(fèi)支出；改造后照明年節(jié)約費(fèi)用=8541-539.136= 8001.864元。

改造后的照明年節(jié)電率：年節(jié)電率=改造后照明節(jié)約每年用電量/改造前照明每年用電量；年節(jié)電率=(125×26×24×365-45×16×8×26×12)/(125×26×24×365)×100%=93%。改造后比改造前年節(jié)電率降低了93%，每年用電量只有改造前的7%。降低了電能的消耗，實(shí)現(xiàn)了集中管理控制，整體的改造完全符合現(xiàn)代企業(yè)的節(jié)能降耗理念。

5 二單元精處理精處理再生系統(tǒng)月度消耗大宗用品集智能化管理改造

二單元精處理是1997年建造，還是采用人工填寫報(bào)表、月底人工總結(jié)上報(bào)，既費(fèi)人耗時(shí)、還容易出錯(cuò)，消耗大量紙張、人工。在對二單元精處理程控系統(tǒng)DCS升級技術(shù)改造中，在工控機(jī)上編制大宗藥品消耗用量管理統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)軟件。通過改造后實(shí)現(xiàn)了精處理再生系統(tǒng)大宗藥品消耗用量在使用過程中自動(dòng)記錄，免去了人工介入，全部由上位機(jī)統(tǒng)計(jì)軟件自動(dòng)記錄總結(jié)；每月自動(dòng)生成報(bào)表、年底自動(dòng)生成年報(bào)表。通過DCS網(wǎng)絡(luò)傳送到車間專工電腦，實(shí)現(xiàn)了無紙化辦公。避免了人工統(tǒng)計(jì)出錯(cuò)的情況，降低了人工成本，節(jié)約了大量紙張。全部改造于9月25日完成，降低了車間的運(yùn)營成本。

綜上，本次改造中改造過程中采用新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品，從設(shè)備、工藝、成本管理、環(huán)保與節(jié)能等方面入手，進(jìn)行了技術(shù)革新創(chuàng)新，通過革新創(chuàng)新項(xiàng)目的完成明顯降低了精處理樹脂再生成的運(yùn)行本，希望在老電廠在技術(shù)改造中有所借鑒。