摘要：
安徽平圩發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡稱平電公司)#1、#2機(jī)組自投產(chǎn)以來，由于二臺機(jī)組均設(shè)計(jì)為開式循環(huán)運(yùn)行方式，凝汽器循環(huán)水進(jìn)水管無二次濾網(wǎng)，每年夏季都因循環(huán)水溫度高，水中污物多，機(jī)組真空下降而多次被迫降負(fù)荷，進(jìn)行凝汽器半邊解列掏臟，洪水期間更甚，增加了機(jī)組的操作維護(hù)量，由于凝汽內(nèi)部的惡劣環(huán) 境，嚴(yán)重影響檢修人員的身體健康。機(jī)組頻繁解列，影響迎峰渡夏和安全穩(wěn)定運(yùn)行。2002年10月至2003年4月份分別對凝氣器循環(huán)水進(jìn)水管進(jìn)行加裝二次 濾網(wǎng)改造。
一、二次濾網(wǎng)一次系統(tǒng)簡述
平電公司二臺機(jī)組凝汽器型式為雙殼體、雙背壓、雙進(jìn)雙出、單流程橫向布置，本次改造采用單元制，在凝汽器A/B列循環(huán)水進(jìn)水管處各加安裝一套二次濾網(wǎng)系 統(tǒng)，控制系統(tǒng)也采用單元制，一一對應(yīng)方式控制，相互獨(dú)立。
1)一次系統(tǒng)組成：主要由旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，排污閥及管路組成(圖1)。
2)二次濾網(wǎng)系統(tǒng)的工藝過程：過濾——降壓——濾網(wǎng)反洗。采用降壓反洗的原理工作，反洗 過程中，反洗轉(zhuǎn)子持續(xù)在整個(gè)濾網(wǎng)網(wǎng)面上轉(zhuǎn)動(dòng)，濾網(wǎng)上被轉(zhuǎn)子覆蓋區(qū)域內(nèi)的雜質(zhì)所承受的前后壓差下降，因覆蓋區(qū)域的網(wǎng)面不受冷卻水正向壓差的影響(已完全釋 壓)，纖維狀雜質(zhì)進(jìn)入自由狀態(tài)。同時(shí)，由于排污閥打開，該區(qū)域水流反向，產(chǎn)生反洗水流，將雜質(zhì)沖離網(wǎng)板，進(jìn)入凝汽器循環(huán)水出水管，排入淮河。
二、二次濾網(wǎng)的程控系統(tǒng)
2.1程控系統(tǒng)組成
程控系統(tǒng)主要由PLC可編程控器、人機(jī)界面智能終端(HMI)、反洗電機(jī)、電動(dòng)排污閥及差測量系統(tǒng)等組成。該程控系統(tǒng)的核心選用西門子公司生產(chǎn)的 SIMATIC S7-300系列PLC作為前控制主機(jī)，SIMATIC CPU選用313C，其單元制程控系統(tǒng)的組態(tài)(圖2)。
SIMATIC S7-300系列PLC是一種小型的模塊化、結(jié)構(gòu)化、具有數(shù)據(jù)高處理功能的專用計(jì)算機(jī)，它主要用于工業(yè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。由于S7-300系列的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)是一種全系列、全兼容、高可靠性的程控系統(tǒng)，開放性好，具有較高的性能價(jià)格比，因此本次改造選用SIMATI C CPU313C+OP170B人機(jī)界面組成的程序控制系統(tǒng)，SIMATIC CPU313C主機(jī)，工作內(nèi)存達(dá)32KB ，外插存儲(chǔ)卡，最大可擴(kuò)充到4MB，采用浮點(diǎn)運(yùn)算。
SIMATIC S7-300系列PLC的特點(diǎn)：
(1)靈活性：各種不同性能CPU和種類齊全的1/0模塊及功能模塊，可組成不同的控制系統(tǒng)，模塊可任意混配。相同的硬件結(jié)構(gòu)支持不同軟件。
(2)高性能：高速的指令處理系統(tǒng)，使程序運(yùn)行更短，根據(jù)不同的用戶程序，其I/0刷新速度，范圍在1ms～6000ms不等，預(yù)設(shè)在150ms。
(3)適應(yīng)性：高電磁兼容和強(qiáng)振動(dòng)、沖擊性，溫度范圍從-25℃～60℃，使其具有更高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。
2.2 二次濾網(wǎng)的控制方式
(1)基本控制方式——差壓控制。當(dāng)濾網(wǎng)前后差壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)(反洗值)，程序自動(dòng)啟動(dòng)濾網(wǎng)連續(xù)反洗，每次程序控制反洗時(shí)間為60sec。當(dāng)差壓值低于反 洗值時(shí)，程序自動(dòng)停止濾網(wǎng)反洗。
(2)安全保護(hù)方式——時(shí)間控制。在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，無論差壓是否達(dá)到設(shè)定值(反洗值)，程序自動(dòng)啟動(dòng)濾網(wǎng)反洗一次。
(3)連續(xù)反洗抽制方式。當(dāng)雜質(zhì)很多時(shí)，可設(shè)定時(shí)間讓程序控制濾網(wǎng)連續(xù)幾個(gè)小時(shí)都在反洗。差壓系統(tǒng)參與聯(lián)鎖保護(hù)、報(bào)警。
(4)手動(dòng)運(yùn)行方式。所有運(yùn)行程序均可由運(yùn)行人員通過人機(jī)操作屏上的功能鍵啟動(dòng)單個(gè)設(shè)備 。啟動(dòng)順 為：先開排污閥，再啟動(dòng)反洗轉(zhuǎn)子。停順序?yàn)椋合韧７聪崔D(zhuǎn)子，再關(guān)排污閥。差壓系統(tǒng)不參與聯(lián)鎖保護(hù)，只報(bào)警。
2.3系統(tǒng)聯(lián)鎖保 護(hù)
在下列特殊情況下，濾網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反洗：
(1)壓差保護(hù)，自動(dòng)模式下，壓差測量系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控整個(gè)濾網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行。當(dāng)濾網(wǎng)差壓值達(dá)到高高值時(shí)，程序自動(dòng)延時(shí)10sec，報(bào)警，并啟動(dòng)濾網(wǎng)連續(xù)反洗 (一次5min)，自動(dòng)判斷系統(tǒng) 差壓值。
(2)當(dāng)對壓差取樣管臟堵沖洗時(shí)，可通過在人機(jī)操作屏上的設(shè)定的壓差系統(tǒng)沖洗功能鍵，進(jìn)行壓差取樣管沖洗，此時(shí)程控系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)濾網(wǎng)連續(xù)10min反洗， 且程控系統(tǒng)在壓差系統(tǒng)沖洗的10min內(nèi)，程序自動(dòng)解除系統(tǒng)壓差值鎖保護(hù)。
(3)洗轉(zhuǎn)子自動(dòng)堵轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)護(hù)，即程控系統(tǒng)一旦接到反洗轉(zhuǎn)子被雜物卡住信號，程序不受運(yùn)行方式限制，自動(dòng)啟動(dòng)反洗轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)報(bào)警。
(4)由手動(dòng)切至自動(dòng)時(shí)，程序自動(dòng)將濾網(wǎng)反洗一次。
2.4 接口信號
(1)本次改造除增加中文的人機(jī)界面觸摸屏的通訊信號和現(xiàn)場設(shè)備的接口信號外，還保留了和機(jī)組DCS之間的接口信號，構(gòu)成完整的二次濾網(wǎng)程控系統(tǒng)。
例如堵轉(zhuǎn)力矩信號、反洗轉(zhuǎn)子 安全開關(guān)信號、排污閥的閥位和力矩信號、濾網(wǎng)差壓高高信號、控制系統(tǒng)故障信號、遠(yuǎn)方啟動(dòng)濾網(wǎng)反洗信號以及濾網(wǎng)差壓模擬量信號(4～20mnA)
(2)人機(jī)界面觸摸屏(HNI)：人機(jī)界面觸摸屏是個(gè)智能顯示終端，主要由液晶顯示、功能鍵盤、系統(tǒng)鍵盤三個(gè)部分組城(圖3)，中文方式下的人機(jī)界面觸摸 屏與PLC之間的通訊，采用MPI口通訊方式聯(lián)接，由于人機(jī)界面已集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，由A7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地完成數(shù)據(jù)的傳送，運(yùn)行和檢 修人員可直接通過人機(jī)界面觸摸屏完成下列工作：
a、參數(shù)設(shè)置和修改：通過人機(jī)界面觸摸屏F9～F14軟功能鍵，完成如下設(shè)置 ：△p清潔值、 △p反洗值、△p高高值設(shè)定、每反洗一次時(shí)間設(shè)定、連續(xù)反洗時(shí)間設(shè)定、定期反洗時(shí)間設(shè)定、排污閥動(dòng)時(shí)間設(shè)定、壓差信號反洗延時(shí)設(shè)定、壓差信號高高延時(shí)設(shè)定、壓差系統(tǒng)沖洗時(shí)間 設(shè)定、壓差系統(tǒng)故障時(shí)定期反洗時(shí)間設(shè)定等等。
b、設(shè)備的啟、停控制、狀態(tài)顯示以及報(bào)警和運(yùn)行管理。
2.5 軟件設(shè)計(jì)
程控系統(tǒng)控制軟件用符合IEC 1121-1標(biāo)準(zhǔn)的SIMATIC STEP7 V5.0軟件，對程控系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)和程序用戶軟件編寫，程序用軟件主要采用FBD編輯器進(jìn)行編寫。整個(gè)程序主要分自動(dòng)方式下的正常濾網(wǎng)反洗、自動(dòng)方式下的 濾網(wǎng)連續(xù)反洗、手動(dòng)方式下的濾網(wǎng)反洗 、系統(tǒng)保護(hù)和報(bào)警顯示以及人機(jī)界面信息顯示。
1)濾網(wǎng)差壓設(shè)定值參數(shù)修改程序
2)濾網(wǎng)正常反洗程序
三、經(jīng)濟(jì)效益分析
本系統(tǒng)安裝調(diào)試后，各項(xiàng)功能均滿足系統(tǒng)要求并收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。凝汽器清臟比過年同期減少15次，若按往年一次解列掏臟需4～5小時(shí)，電量損失多達(dá) 120萬千瓦時(shí)，僅此一項(xiàng)，上網(wǎng)電量同比增加了多達(dá)1800多千瓦時(shí)，并節(jié)約了大量燃油。特別是今年夏季淮河發(fā)生歷史以來最大洪水，#1、#2機(jī)組凝汽器 未發(fā)生臟堵，機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。截止到8月20日，在今年的迎峰渡夏期間，凝汽還末進(jìn)行一次清臟。從而避免了因設(shè)備頻繁操作、維護(hù)而給機(jī)組、人員帶來了不安全了隱患：此外，由于進(jìn)入凝汽器循環(huán)水質(zhì)的改善，減少了凝汽器銅管結(jié)垢、腐蝕、泄漏，提高了銅管傳熱效率，機(jī)組真空明顯提高，供電煤耗同比也降低了2克 /千瓦時(shí)，全年經(jīng)濟(jì)效益更好。
