CN112462700B - 一种发电厂智慧化学水工况控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种发电厂智慧化学水工况控制系统及方法，该系统包括集成专家控制逻辑的智慧化学水工况控制装置、加氧设备、加药设备、与智慧化学水工况控制装置相连的DCS控制系统、与DCS控制系统相连的精处理旁路系统。智慧化学水工况控制装置采不断集来自DCS控制系统的相关信号，通过集成的专家系统判断最合适的化学水工况，并将指令传给加氧设备及加药设备，进行化学水工况的控制，同时，智慧化学水工况控制装置可以指示DCS控制系统控制精处理旁路系统的开关等。智慧化学水工况控制系统可以根据集成的专家控制逻辑实现控制效果的最优化，保障机组运行的安全性，避免运行人员无法及时根据机组水质状况选择最优的给水处理方式对机组造成的危害。

Description

一种发电厂智慧化学水工况控制系统及方法
技术领域
本发明涉及电厂水汽系统智慧运行领域，特别涉及一种发电厂智慧化学水工况控制系统及方法。
背景技术
目前电厂的化学运行控制主要依靠运行人员的运行经验和相关标准规定的控制指标，然而受限于运行人员的技术水平及监测滞后等原因，运行人员通常无法及时根据机组的水质情况选择最优的给水处理方式，同时，国家和行业标准对各化学运行控制指标规定宽泛(如给水pH为9.2～9.6，给水溶解氧10～150μg/L)，运行控制效果有极大的优化空间。
水汽控制指标长期无法根据水质的变化情况及时做出相应的调整会导致热力系统的腐蚀、结垢和积盐速率偏高，影响机组运行的安全性和经济性，因此，实现电厂化学智慧运行、提高电厂化学自动运行水平，对提高机组运行的可靠性和经济性具有重要意义。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种发电厂智慧化学水工况控制系统及方法，能够根据水汽系统水质的变化情况及时调整加氧、加氨量，控制精处理旁路运行的开关，实现水汽控制指标的最优化，减轻运行工作量，是电厂未来运行的发展方向。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种发电厂智慧化学水工况控制系统，包括集成专家控制逻辑的智慧化学水工况控制装置1、与智慧化学水工况控制装置1相连的加氧设备3和加药设备4、与智慧化学水工况控制装置1相连的DCS控制系统2、与DCS控制系统2相连的精处理旁路系统5；
所述的智慧化学水工况控制装置1采集来自DCS控制系统2反映机组水质变化情况的仪表信号，并根据机组水质变化情况直接控制加氧设备3和加药设备4的启动、运行及加氧/药量的变化，同时，指示DCS控制系统2进行精处理旁路系统5的开关，实现水汽指标的最优化控制。
所述的加氧设备3的加氧点为三点，分别为凝结水精处理出口母管、除氧器下降管及一号高压加热器汽侧，能够同时钝化凝结水系统、给水系统及高加疏水系统，实现所有水系统的加氧保护。
所述的加药设备4的加药点为两点，分别为凝结水精处理出口母管及除氧器下降管，正常运行期间仅启动凝结水精处理出口母管一点加药，当需要短时间大幅度提高加药量时同时启动凝结水精处理出口母管及除氧器下降管两点加药。
所述的DCS控制系统2集成智慧化学水工况控制装置1自动控制所需的信号，DCS控制系统2也能够远程控制智慧化学水工况控制装置1。
所述的精处理旁路系统5只接受来自DCS控制系统2的指令进行相关开关操作。
所述的一种发电厂智慧化学水工况控制系统的控制方法，点击自动运行，智慧化学水工况控制装置1不断采集来自于DCS控制系统2的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率<0.08μS/cm且给水氢电导率<0.08μS/cm时，启动加氧设备3及加药设备4中的凝结水加氨设备，不断采集来自于DCS控制系统2的给水氧含量DO、给水电导率SC、给水流量S，对加氧和加氨进行PID控制，控制凝结水及高加疏水氧含量：10～150μg/L，控制给水氧含量：10～30μg/L，控制给水pH：8.8～9.0；当凝结水精处理出口及给水氢电导率<0.059μS/cm且凝结水脱气氢电导率<0.059μS/cm时，表明水汽系统干净且凝结水系统无泄漏，此时旁路凝结水精处理混床运行，水汽控制指标与凝结水精处理出口及给水氢电导率<0.080μS/cm的控制指标相同；
智慧化学水工况控制装置1不断采集来自于DCS控制系统2的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率>0.08μS/cm，<0.15μS/cm且给水氢电导率>0.08μS/cm，<0.15μS/cm时，启动加氧设备3及加药设备4中的凝结水加氨设备，不断采集来自于DCS控制系统2的给水氧含量DO、给水电导率SC、给水流量S，对加氧和加氨进行PID控制，控制凝结水及高加疏水氧含量：10～50μg/L，控制给水氧含量：10～15μg/L，控制给水pH：9.1～9.3；
智慧化学水工况控制装置1不断采集来自于DCS控制系统2的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率>0.15μS/cm，<0.20μS/cm且给水氢电导率>0.15μS/cm，<0.20μS/cm时，提示在72h内恢复给水氢电导率至<0.15μS/cm，并开始计时；关闭加氧设备3、启动加药设备4中的凝结水加氨设备，不断检测给水电导率SC和给水流量S，对加氨进行PID控制，控制给水pH：9.3～9.6；
智慧化学水工况控制装置1不断采集来自于DCS控制系统2的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率>0.20μS/cm，<0.30μS/cm且给水氢电导率>0.20μS/cm，<0.30μS/cm时，提示在24h内恢复给水氢电导率至<0.15μS/cm，并开始计时；关闭加氧设备3、启动加药设备4中的凝结水及给水加氨设备，不断检测给水电导率SC和给水流量S，对加氨进行PID控制，控制给水pH：9.6～9.8；
智慧化学水工况控制装置1不断采集来自于DCS控制系统2的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率>0.30μS/cm且给水氢电导率>0.30μS/cm时，提示在4h内恢复给水氢电导率至<0.15μS/cm，并开始计时，超过4h处理不好提示停机；关闭加氧设备3、启动加药设备4中的凝结水及给水加氨设备，提示旁路精处理混床、提高加药泵行程及药液浓度，检测给水电导率SC提高给水pH值，控制给水pH：9.8～10.0；
智慧化学水工况控制装置1不断采集来自于DCS控制系统2的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率与给水氢电导率区间不同时，提示检查在线化学仪表，并综合判断机组水质情况，停止自动运行，人工控制加氧设备3及加药设备4启停，根据实际的水质情况，参照自动运行的控制参数，手动输入加氧量及pH的目标值。
所述的控制方法，点击手动运行，智慧化学水工况控制装置1停止自动运行，人工控制加氧设备及加氨设备启停，根据实际的水质情况，参照自动运行的控制参数，手动输入加氧量及pH的目标值。
所述的控制方法，点击停止运行，智慧化学水工况控制装置1关闭加氧设备3、启动加药设备4中的凝结水及给水加氨设备，提示旁路精处理混床、提高加药泵行程及药液浓度，检测给水电导率SC提高给水pH值，控制给水pH：10.0。
本发明具有如下优点：
1、能够实现自动运行、手动运行和停止运行的一键切换。
2、自动运行状态下能够根据水质的变化情况及时控制加氧、加药设备及精处理旁路系统的开关，调整水汽控制指标，始终保证机组的最优化运行。
3、加氧处理采用最先进的凝结水、给水、高加疏水三点加氧处理方式，可实现对水汽系统的全面保护。
4、对加氧和加药采用PID控制，实现加氧和加药的精确自动控制，不需要人工根据负荷变化频繁调整。
附图说明
图1是本发明发电厂智慧化学水工况控制系统示意图。
图2是本发明发电厂智慧化学水工况控制方法的控制逻辑图。
具体实施方式：
以下结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1及图2所示，当点击自动运行，智慧化学水工况控制装置1不断采集来自于DCS控制系统2的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率<0.08μS/cm且给水氢电导率<0.08μS/cm时，启动加氧设备3及凝结水加氨设备，不断采集来自于DCS控制系统2的给水氧含量DO、给水电导率SC、给水流量S，对加氧和加氨进行PID控制，控制凝结水及高加疏水氧含量目标值：50μg/L，控制给水氧含量目标值：15μg/L，控制给水pH目标值：8.9；当精处理出口及给水氢电导率<0.059μS/cm且凝结水脱气氢电导率<0.059μS/cm时，表明水汽系统干净且凝结水系统无泄漏，此时可以旁路凝结水精处理混床运行，水汽控制指标与凝结水精处理出口及给水氢电导率<0.080μS/cm的控制指标相同；当凝结水精处理出口氢电导率>0.08μS/cm，<0.15μS/cm且给水氢电导率>0.08μS/cm，<0.15μS/cm时，启动加氧设备3及凝结水加氨设备，不断采集来自于DCS控制系统2的给水氧含量DO、给水电导率SC、给水流量S，对加氧和加氨进行PID控制，控制凝结水及高加疏水氧含量目标值：30μg/L，控制给水氧含量目标值：10μg/L，控制给水pH目标值：9.2；当凝结水精处理出口氢电导率>0.15μS/cm，<0.20μS/cm且给水氢电导率>0.15μS/cm，<0.20μS/cm时，提示在72h内恢复给水氢电导率至<0.15μS/cm，并开始计时。关闭加氧设备3、启动凝结水加氨设备，不断检测给水电导率SC、给水流量S，对加氨进行PID控制，控制给水pH目标值：9.5；当凝结水精处理出口氢电导率>0.20μS/cm，<0.30μS/cm且给水氢电导率>0.20μS/cm，<0.30μS/cm时，提示在24h内恢复给水氢电导率至<0.15μS/cm，并开始计时。关闭加氧设备3、启动凝结水及给水加氨设备，不断检测给水电导率SC、给水流量S，对加氨进行PID控制，控制给水pH：9.7；当凝结水精处理出口氢电导率>0.30μS/cm且给水氢电导率>0.30μS/cm时，提示在4h内恢复给水氢电导率至<0.15μS/cm，并开始计时，超过4h处理不好提示停机。关闭加氧设备3、启动凝结水及给水加氨设备，提示旁路精处理混床、提高加药泵行程及药液浓度，检测给水电导率SC提高给水pH值，控制给水pH：10.0；当精处理出口氢电导率与给水氢电导率区间不同时，提示检查在线化学仪表，并综合判断机组水质情况，停止自动运行，人工控制加氧设备3及加药设备4启停，根据实际的水质情况，参照自动运行的控制参数，手动输入加氧量及pH的目标值。
点击手动运行，智慧化学水工况控制装置1停止自动运行，人工控制加氧设备3及加药设备4启停，根据实际的水质情况，参照自动运行的控制参数，手动输入加氧量及pH的目标值。
点击停止运行，智慧化学水工况控制装置1关闭加氧设备3、启动凝结水及给水加氨设备，提示旁路精处理混床、提高加药泵行程及药液浓度，检测给水电导率SC提高给水pH值，控制给水pH：10.0。

Claims (7)

1.一种发电厂智慧化学水工况控制系统的控制方法，所述发电厂智慧化学水工况控制系统包括集成专家控制逻辑的智慧化学水工况控制装置(1)、与智慧化学水工况控制装置(1)相连的加氧设备(3)和加药设备(4)、与智慧化学水工况控制装置(1)相连的DCS控制系统(2)、与DCS控制系统(2)相连的精处理旁路系统(5)；
所述的智慧化学水工况控制装置(1)采集来自DCS控制系统(2)反映机组水质变化情况的仪表信号，并根据机组水质变化情况直接控制加氧设备(3)和加药设备(4)的启动、运行及加氧/药量的变化，同时，指示DCS控制系统(2)进行精处理旁路系统(5)的开关，实现水汽指标的最优化控制；
其特征在于：所述控制方法为：点击自动运行，智慧化学水工况控制装置(1)不断采集来自于DCS控制系统(2)的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率<0.08μS/cm且给水氢电导率<0.08μS/cm时，启动加氧设备(3)及加药设备(4)中的凝结水加氨设备，不断采集来自于DCS控制系统(2)的给水氧含量DO、给水电导率SC、给水流量S，对加氧和加氨进行PID控制，控制凝结水及高加疏水氧含量：10～150μg/L，控制给水氧含量：10～30μg/L，控制给水pH：8.8～9.0；当凝结水精处理出口及给水氢电导率<0.059μS/cm且凝结水脱气氢电导率<0.059μS/cm时，表明水汽系统干净且凝结水系统无泄漏，此时提示旁路凝结水精处理混床运行，水汽控制指标与凝结水精处理出口及给水氢电导率<0.080μS/cm的控制指标相同；
智慧化学水工况控制装置(1)不断采集来自于DCS控制系统(2)的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率>0.08μS/cm，<0.15μS/cm且给水氢电导率>0.08μS/cm，<0.15μS/cm时，启动加氧设备(3)及加药设备(4)中的凝结水加氨设备，不断采集来自于DCS控制系统(2)的给水氧含量DO、给水电导率SC、给水流量S，对加氧和加氨进行PID控制，控制凝结水及高加疏水氧含量：10～50μg/L，控制给水氧含量：10～15μg/L，控制给水pH：9.1～9.3；
智慧化学水工况控制装置(1)不断采集来自于DCS控制系统(2)的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率>0.15μS/cm，<0.20μS/cm且给水氢电导率>0.15μS/cm，<0.20μS/cm时，提示在72h内恢复给水氢电导率至<0.15μS/cm，并开始计时；关闭加氧设备(3)、启动加药设备(4)中的凝结水加氨设备，不断检测给水电导率SC和给水流量S，对加氨进行PID控制，控制给水pH：9.3～9.6；
智慧化学水工况控制装置(1)不断采集来自于DCS控制系统(2)的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率>0.20μS/cm，<0.30μS/cm且给水氢电导率>0.20μS/cm，<0.30μS/cm时，提示在24h内恢复给水氢电导率至<0.15μS/cm，并开始计时；关闭加氧设备(3)、启动加药设备(4)中的凝结水及给水加氨设备，不断检测给水电导率SC和给水流量S，对加氨进行PID控制，控制给水pH：9.6～9.8；
智慧化学水工况控制装置(1)不断采集来自于DCS控制系统(2)的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率>0.30μS/cm且给水氢电导率>0.30μS/cm时，提示在4h内恢复给水氢电导率至<0.15μS/cm，并开始计时，超过4h处理不好提示停机；关闭加氧设备(3)、启动加药设备(4)中的凝结水及给水加氨设备，提示旁路精处理混床、提高加药泵行程及药液浓度，检测给水电导率SC提高给水pH值，控制给水pH：9.8～10.0；
智慧化学水工况控制装置(1)不断采集来自于DCS控制系统(2)的凝结水精处理出口及省煤器入口的氢电导率信号，当凝结水精处理出口氢电导率与给水氢电导率区间不同时，提示检查在线化学仪表，并综合判断机组水质情况，停止自动运行，人工控制加氧设备(3)及加药设备(4)启停，根据实际的水质情况，参照自动运行的控制参数，手动输入加氧量及pH的目标值。
2.根据权利要求1所述的一种发电厂智慧化学水工况控制系统的控制方法，其特征在于：所述的加氧设备(3)的加氧点为三点，分别为凝结水精处理出口母管、除氧器下降管及一号高压加热器汽侧，能够同时钝化凝结水系统、给水系统及高加疏水系统，实现所有水系统的加氧保护。
3.根据权利要求1所述的一种发电厂智慧化学水工况控制系统的控制方法，其特征在于：所述的加药设备(4)的加药点为两点，分别为凝结水精处理出口母管及除氧器下降管，正常运行期间仅启动凝结水精处理出口母管一点加药，当需要短时间大幅度提高加药量时同时启动凝结水精处理出口母管及除氧器下降管两点加药。
4.根据权利要求1所述的一种发电厂智慧化学水工况控制系统的控制方法，其特征在于：所述的DCS控制系统(2)集成智慧化学水工况控制装置(1)自动控制所需的信号，DCS控制系统(2)也能够远程控制智慧化学水工况控制装置(1)。
5.根据权利要求1所述的一种发电厂智慧化学水工况控制系统的控制方法，其特征在于：所述的精处理旁路系统(5)只接受来自DCS控制系统(2)的指令进行相关开关操作。
6.根据权利要求1所述的一种发电厂智慧化学水工况控制系统的控制方法，其特征在于：点击手动运行，智慧化学水工况控制装置(1)停止自动运行，人工控制加氧设备及加氨设备启停，根据实际的水质情况，参照自动运行的控制参数，手动输入加氧量及pH的目标值。
7.根据权利要求1所述的一种发电厂智慧化学水工况控制系统的控制方法，其特征在于：点击停止运行，智慧化学水工况控制装置(1)关闭加氧设备(3)、启动加药设备(4)中的凝结水及给水加氨设备，提示旁路精处理混床、提高加药泵行程及药液浓度，检测给水电导率SC提高给水pH值，控制给水pH：10.0。
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