凝结水精处理系统自动控制及逻辑优化
凝结水精处理方案及优化比较
凝 结水精 处 理 方 案及 优 化 比较
宋 震 方
（ 江 西省 电力 设计 院 江西 省 南 昌市 ３ ３ ０ ０ ０ ０ ） 摘 要： 本文 根据比较 多年 工作经验 ， 对当前凝 结水精处理方 案及优化 作出简要分 析， 仅供参考 。 关键 词 ： 电厂 ； 凝 结水精 ； 处理 ； 优化 ； 比较
溶解氧
（ ｇ ， Ｌ ） ≤７ ３ ０ －ｌ ５ ０
联氨
（ ｇ ／ Ｄ ≤３ ０
Hale Waihona Puke 有铜系统 ８ ． ８ — ９ ． ３ ８ ． ５ － ９ ． ０
锅 炉为超临界压力燃煤 直流锅炉 ， 最 大连续蒸 发量为 １ ２ ０ ０ ｔ ／ ｈ ； 汽 轮 机额定凝结水量为 ８ ２ ９ ｔ ／ ｈ ，最大凝结水量 为 ９ ３ ６ ｔ ／ ｈ ，凝结水压力 为 ３ ． ０ ４ ． Ｏ ＭＰ ａ ， 水温 ３ ８ ． ５ ７ ０ ℃。根 据热力系统凝结水 的参数 ， 凝结水将采用 中 压凝结水精 处理装置。
锅炉给水质量标准 （ 续上表）
表 ３ 项目 氢电导率 （ ２ ５ 屯）（ ｔ ｚ ｓ ／ ｃ ｍ） 二 氧 化 硅 铁 铜 钠 Ｔ ０ Ｃ
２ 凝 结水及 给 水水质 控 制要 求
２ ． １ 超 临 界 机 组水 工 况 特性
２ ． １ ． １ 水工质特性 水的临界点为 ２ ２ ． １ Ｍ Ｐ ａ 、 ３ ７ ４ ． １ ５ ｏ Ｃ ， 本工 程超临界机 组过热蒸汽 参数 为： ２ ５ ． ４ ＭＰ ｄ ． 、 ５ ７ １ ｃ ｃ ， 为超临界工质。超临界工质 由给水泵至过热器出 口， 保持单 相 （ 非水 汽二相 ） 结构 ， 在低温 时， 其 工质性 质接近 于水 ， 在高 温 时， 接近 于蒸汽 ， 在锅炉高低温过渡 区， 工质的比容和焓在温度 不发生显 著变 化时发生剧烈变化。 低温工质具有侵蚀性 ， 能携带出大量悬浮、 溶解 态物 质， 高温工质侵蚀性显著降低， 所含 悬浮固体颗粒 也较少 。 ２ ． １ ． ２ 水 循 环 系统 特 性 直 流炉 依靠给水泵产生 的压力 ， 顺序 流经省煤器、 水冷壁 、 过 热器 等 受热 面一次流过。 完成水的加热 、 蒸 发和过 热过程， 全部变 为过热 蒸汽送 出锅炉。直流炉无汽包 ， 无需汽包炉那 样经反复多次水汽循环才 完成蒸 发， 即无循环着的锅炉水 。 所 以， 直流炉不象汽包炉那样可 以进行排污以 排 除水 中杂质，给水加 药处理也不 能象汽包炉那 样进行炉 水投加磷 酸 盐、 氢氧 化钠等加药 防垢 、 防腐 处理， 并将投 加药品通 过锅炉排污排 除。 给水 中若含 有杂质进入 直流炉 ， 或 在直流炉炉管 内沉积 ， 或 被带往汽 轮 机发生腐蚀或沉积 。
凝结水精处理控制系统工作原理讲解
前置过滤器运行大体步序：备用 → 升压 →正洗 → 运行 → 失效 → 反洗 混床运行大体步序：备用 → 升压 → 循环正洗 → 运行 → 失效 → 再生
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一、 凝结水精处理控制系统的概念
凝结水精处理的运行控制
旁路阀的前后、前置过滤器前后、树脂捕捉器前后设有差压变送器。前 置过滤器旁路阀前后的压力变送器，监测前置过滤器系统的压差。混床旁路 阀前后的压力变送器，监测混床系统的压差。树脂捕捉器前后的差压变送器 监测树脂捕捉器压差，当压差超过某一设定值时，树脂捕捉器所在列的混床 停运，在确认备用床投运成功后，将失效混床退出运行，树脂捕捉器进行反 冲洗。系统入口母管设有电导率表、温度变送器、压力开关。电导率表主要 用来监测入口的凝结水水质；温度变送器用来监测系统入口母管凝结水的温 度。压力开关用来监测混床入口母管的凝结水的压力。 每台前置过滤器、混床的入口设有流量计、升压旁路阀、压力变送器。 流量计用来监测通过前置过滤器、混床的凝结水流量，通过流量计的输出信 号，也可以累计周期制水量；升压旁路阀的作用是保证前置过滤器、混床在 投运前，入口压力缓慢上升，防止压力升高过快对前置过滤器、混床内部结 构产生冲击，压力的变化由压力变送器来监测。
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一、 凝结水精处理控制系统的概念 精处理辅助系统运行控制
酸碱液稀释水管上设有流量计，调节阀门开度时指示流量。 酸碱液管上设有酸碱浓度计，指示再生用酸碱液的浓度。 冲洗水泵出口母管上设有流量计，指示泵启动后输送至各个部位 的流量。 稀碱液管上设有温度变送器，通过温度变送器的输出信号控制三 通调节阀的开度。 热水箱上配有温度变送器和液位开关。通过温度变送器的输出信 号控制加热器的开、关及加热器投入的组数；液位开关控制热水箱的 液位，防止低液位时加热器过热而导致加热器烧坏。 酸碱计量箱上设有带远传信号的磁翻板液位计，不仅具有就地显 示液位的功能，而且具有信号输入PLC后在CRT画面上显示液位高低的 功能。
凝结水系统自控方案优化
关键词：凝结水；控制；PLC逻辑控制器；DCS系统
中图分类号：TM621
文献标志码：A
DOI:10.3969/j.issn.1671-1041.2019.04.012 文章编号：1671-1041(2019)04-0041-03
Improvement of Self-Control of Condensation Water System in Gas Recovery Plant
水系统使用西门子PLC300逻辑控制器[4]，现场PLC控制器控 制箱见图2。
2.2 变频控制器功能和组成 变频器分为交——交变频器，交——直——交变频
器，利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另 一频率的交流电源电能控制装置，是把工频电源变换成各 种频率的交流电源，以实现电机变速运行的设备，主要由 整流器、中间电路、逆变器、控制电路组成。整流器的作 用是将交流电源转换成脉动的直流电压；中间电路的作用 是稳压后，为逆变器和各控制线路供电，同时具有滤波作 用；逆变器作用是将固定的直流电压变换成可变电压和频 率的交流电压；控制电路的作用是将信号传送给整流器、 中间电路和逆变器，监测变频器的工作状态[5]。该套凝结水 系统使用ABB ACS510变频控制器，来实现对两台凝结水泵 的控制，现场变频控制器控制箱见图3。
Xie Wenfen （China Petroleum Dushanzi Petrochemical Company, Information Network Company, Xinjiang Dushanzi,833699）
Abstract：Optimizing control scheme of condensing water system of gas recovery device, eliminating PLC logic controller on site, transmitting the measurement signal of field instrument to DCS system, realizing remote operation and monitoring, improving production safety and reliability, reducing equipment cost, reducing labor intensity of operator.
PLC在火电厂凝结水精处理自动控制中的应用
PLC在火电厂凝结水精处理自动控制中的应用摘要：PLC 是可编程的控制器。
是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术和通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。
新型火电厂外围系统已经普遍使用PLC 作为控制核心，实现系统的自动化控制，节约了人力。
凝结水精处理系统是直流锅炉机组的一个重要系统，二十五项反措中明确要求凝结水精处理系统禁止退出运行，因此，就要求凝结水精处理控制系统有很高的可靠性和安全性。
在现在的火电厂中，凝结水精处理的控制逻辑已经非常成熟，但在维护过程中，还是发现一些问题，如保护误动率高、非停风险大、误操作可能性高等。
这就对控制逻辑和硬件组态提出了更高的要求，需要不断的优化与提升。
关键词：PLC；火电厂；凝结水精处理1.工艺流程简介以某电厂 2 × 600 MW 机组为例，2 台机组共用1 套凝结水精处理控制系统，控制系统采用双机在线热备冗余可编程逻辑控制器( PLC) + 上位机的控制方式，对凝结水精处理设备和过程采用自动程序控制、远控和就地手动操作相结合的控制方式。
系统网络采用以太网通信模式，通信协议采用 TCP/IP 协议，通信速率为100 Mb /s。
控制系统的监控界面和PLC 的硬件及软件功能相对独立，当发生通信故障时，PLC 仍能独立工作，满足了对凝结水精处理系统实时控制的需要。
凝结水精处理系统采用中压凝结水处理装置，在高速混床前设有卧式前置过滤器。
前置过滤器按照 2 × 50% 凝结水全流量设计，每台出力为 691 ～848 m3/ h; 高速混床按照 3 × 50% 凝结水全流量设计，凝结水最大流量为 1 638 m3/ h，高速混床的最大运行流量为 819 m3/ h。
同时，设有 100% 凝结水流量的前置过滤器旁路和混床旁路，每道旁路允许通过 0 ～ 100% 的最大凝结水流量，在凝结水精处理装置故障、机组异常、凝结水超温和超压等异常情况下使用，以避免精处理系统设备和树脂被损坏和污染。
凝结水回收精处理装置的自动控制
可 以得到完 全 保证 （ 参见 图 １） 。
收 稿 日期 ｉ ２ｏ —２２ ０２０ ．ｏ
作者简介 ： 插社新（９９ ） 男 ． １ 一 ． 工程 师 ６
维普资讯
第３ １巷 第 １期
图 ｌ 石油一厂新区凝结水回收装置控制流程图
２ 自控 系统 的功 能
本 自控系统 系根据 石 油一厂新 区凝结水 回收
计算 机工 作站选 用 Ａ ＶＡ Ｅ Ｈ 公 司 Ｐ Ａ Ｄ ＮＴ Ｃ Ｃ
关 键 词 ： 凝 结 水 回收 精 处 理 ； 自控 系 统 ； 可 靠 性 ； 稳 定 性
中图分类号 ： Ｔ ２３ Ｐ ７
文献标识码 ： Ａ
文章 编号 ： １７ —４ ０２０ ）１ ４ ０ ６１ ０６ （０２０ ０３—４
１ 前
一
言
（）具 有 较 高 的 技 术 含 量 ． 用 美 国 Ａ － １ 采 ｍｌ ｓ—ｇ 司 等的先进 技 术 ， 有国际 一流 水平。 廿 公 具 （）针 对 一 厂 新 区 凝 结 水 的水 质特 点 ， ２ 引进 了先进 的在线仪 表和 一 级 活性 炭 过 滤 器 ， 对凝 结 水 含油进 行在线 监测 、 锁控制 和 处理， 联 同时 在后 端采用 了先进 的 ＩＦ凝 结 水 精 处 理技 术 ， Ｅ 确保 了 水质 指标 及长期 运行 的 安全可 靠 。 （ ）一 厂 新 区 凝结 水 含 有铁 、 、 等 杂 质 ， ３ 硅 油 给 水处 理工 艺带 来 了 比较 大 的难 度 ． 已经 超 出 了 常 规锅 炉 水处理 技术 的范 围。 技 术方 案系根 据 石油 一厂新 区 的凝结水 的水 质特 点 确定 ， 要去 除凝 结水 中 的油 、 、 主 铁 硅等 杂 质 ， 可在 较高温度 和 碱性 环境下 运行 。 并 系统 的原则流 程 为 ： 来 自炼 油 装 置 的 凝 结 水一 １ 在 线 油监 控 一
火电厂凝结水控制系统优化改造技术
达到最佳匹配 ， 从 而实现大幅度降低凝结水泵功耗
的 目的 。
现场提供完整的最佳性价 比方案。系统电气原理如
图 ｌ所示 。
１ 凝 结水 系统优化改造技术 工艺
１ ． １ 优 化 技术 要求
其中Ｑ Ｆ表示 高压开关 ， Ｑ ｓ表示高压 隔离刀 闸， Ｑ Ｆ １ 、 Ｑ Ｆ ２为用户原有设备。Ｑ Ｓ １ ， Ｑ Ｓ ２ 单刀单掷
趋势 ， 其具有能耗低、 精度高、 调速平稳等优点 ， 被越 来 越 多 的发 电企 业所 认 可 。对 凝结 水控 制 系统 进行
优 化 改造 ， 将原 来定 速 运 行 的凝 结 水 泵 改 造成 变 速 运行 ， 通过 改变 凝结 水 泵 转 速 来 改 变 凝 结水 泵 运 行 曲线 ， 使凝 结水 泵运 行 时 出 口压力 、 流 量 与 电机 能耗
２ ． ２ 程 序 实施
在 进行优 化 改造后 的系统控 制 特性需 要 满足 以 下 几 方面要 求 ： ①采 用变 频调 速技 术后 ， 既 有控 制对 象不变 ， 控 制 目标 不 变 ； ② 在 进 行 机组 节 能改 造 后 ， 与子 系统 的工 艺参 数 关 联 进 行 实 时控 制 调 节 ， 从 而
刀闸， Ｑ Ｓ ３ 、 Ｑ Ｓ ４单 刀 双 掷 开 关 ， Ｐ Ｔ为 电压 互 感 器 ，
国华 宁 电 Ａ厂 ４台 ６ ０ ０ ＭＷ 机组 每 台配置 两 台
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２—１ ２— ０ ４ 作者简介 ： 高 源（ １ ９ ８ ３ 一） ， 男， 陕 西耀县人 ， ２ ０ ０ ５年毕业 于西 北大 学， 硕士 、 工程师 ， 现从事发 电厂 自 动化控制和规划工作 。
第 ２期
高 源 火 电厂凝 结水 控制系统优化改造技术
凝结水精处理系统的设计优化与凝汽器查漏方法的改进
凝结水精处理系统的设计优化1前言随着国内300MW以上的火力发电机组的不断建设，越来越多的凝结水精处理装置投入运行。
但目前国内运行的凝结水精处理装置普遍存在系统庞大、结构当杂、工艺流程与设备布置不尽合理、个别设备利用率低的问题。
本文从系统运行的可靠性与设备投资的经济性角度出发，结合目前国内运行较为成功的凝结水精处理系统生产管理经验，对工艺流程设计、设备布置设计、设备投资等方面进行优化分析，提出改善工艺流程，减少设备投资，尽可能多地利用厂房公用设备的一些举措，为凝结水精处理系统平安、经济、稳定运行作尝试性的探讨。
2工艺流程加氨点的布置大多数电厂采用二级加氨的给水处理方式，即在精处理出口母管及除氧器下降管分别设有加氨点。
这主要考虑到精处理的氢型运行及低压加热器铜管（或钢管）的防腐问题。
但在设计的过程中，两个加氨点又往往共同一台氨泵加药。
而事实上，两个加氨点的介质压力是不同的，以300MW亚临界机组为例，其凝结水精处理出II的压力一般在2.7MPa左右，除氧器出口的压力通常在0.8MPa以下，因此，如果两个加氨点同时开启，由同一台氨泵打出来的大局部氨液被送到介质压力较低的除氧器出口下降管处，而精处理出口母管处几乎分配不到氨液。
这样，当精处理混床处于氢型运行阶段时，混床出水母管到除氧器下降管的凝结水pH值接近中性，水质pH值得不到有效的调整，不利于整个低加系统的防腐保护。
所以, 应从设计上考虑两个加氨点分别采用不同的两台加氨泵（参见图1）。
2.1 系统自用水管道精处理混床失效树脂的再生用水应考虑独立供给，不宜同凝结水补水泵等共用•条供水管道。
最简单的方法是从机组补水箱独立引供水管道至精处理系统。
这样，可有效地保证树脂的再生用水，减少同主厂房其他系统发生不必要的用水冲突。
笔者曾在精处理系统的调试、运行管理过程中发现这样的问题：当混床失效树脂输送时，在未得到通知的情况下，再生用水突然中断，并引起大量树脂堵塞在输送管中。
3_凝结水精处理系统
3.凝结水精处理系统3.1 凝结水精处理概述：为了确保机组安全稳定运行，提高凝结水品质，满足空冷机组水质指标要求，凝结水精处理系统每台机组各设置了三台粉末树脂覆盖过滤器，两用一备。
凝结水精处理的主要任务：除去凝结水中悬浮物、腐蚀产物及其他杂质，降低凝结水系统中的含盐量和电导率。
凝结水精处理系统说明：3.1.1凝结水精处理系统的自用水直接从凝结水补充水箱吸取，其容积为300m3。
3.1.2每台机组设置2⨯50%凝结水量的粉末树脂覆盖过滤器，以及100%的旁路系统。
3.1.3凝结水精处理装置的旁路系统应允许通过最大的凝结水流量，旁路系统的阀门可根据水温，压差等信号进行自动操作，也可在盘上进行手动操作。
旁路系统应设置1个电动调节阀，并能通过100%的凝结水量。
另外设置手动阀的旁路系统。
凝结水精处理旁路阀的作用是当凝结水精处理设备出现故障时，保证热力设备的安全运行。
在遇到下列情况之一时，旁路系统应能自动打开，并切除凝结水精处理系统：粉末树脂覆盖过滤器起除盐和过滤的作用。
利用粉末树脂主要交换凝结水中的金属离子和盐份，同时树脂粉覆盖在4～5µm的滤元上起过滤的作用，以除去凝结水中的金属腐蚀产物和悬浮物。
从而降低凝结水的含盐量和电导率，保证合格的凝结水水质3.1.3.1进口凝结水水温超过设定值。
3.1.3.2精处理装置的进出口压差超过设定值。
3.1.4当过滤器出口水导电度或进出口压差升高到设定值时，该过滤器失效，系统自动投入备用过滤器，失效过滤器自动退出运行，并进入爆膜、清洗、铺膜程序。
3.1.5爆膜、清洗过程产生的废水应收集至废水贮存池，然后用废水输送泵送至全厂工业废水处理站进行处理。
3.1.6在中压凝结水精处理系统和低压辅助系统之间装设安全阀。
3.2 凝结水精处理工艺流程：手动旁路系统凝结泵出水粉末树脂覆盖过滤器低压加热器除氧器3.3 凝结水精处理主要设备规范：3.3.1凝结水精处理粉末树脂覆盖过滤器：过滤器：φ1700×32mm每台最大出力： 800 m3/h正常出力： 778 m3/h数量：2×3台设计压力： 4.60MPa水压试验压力： 5.25Mpa正常出力运行压差： 0.02MPa最大出力运行压差： 0.24 MPa失效压差： 0.17 MPa运行周期：≥21天每台滤元数量/型式/精度： 345根/聚丙烯熔喷 /4～5µm滤元外径：￠57.15 mm滤元有效长度： 1778 mm凝结水设计温度：≤ 85℃凝结水运行温度： 60℃进水配水装置：管板； 316L出水配水装置：多孔板滤元； 316L3.3.2反洗用压缩空气贮罐：容积： 4.2 m3数量： 2台压力： 1.00 MPa3.3.3仪用压缩空气贮罐：容积： 1.2m3数量： 2台压力： 1.0MPa3.3.4保持泵：卧式离心泵2×3台叶轮： 316L流量： 114m3/h扬程： 0.2MPa泵壳耐压： 4.6MPa电机： 10KW3.3.5铺膜泵：卧式离心泵2×1台流量： 342m3/h扬程： 0.2MPa电机: 25KW3.3.6反洗泵：卧式离心泵3台流量： 50m3/h扬程： 0.5MPa电机: 5KW3.3.7铺膜箱：φ1500×6mm，2×1个2.5m3 3.3.8铺膜注射泵：渐进孔泵2×1台流量： 0.8～8m3/h扬程： 0.2MPa电机: 2KW3.3.9铺膜辅助箱：φ1800×6mm，2×1个5 m3 3.3.10废水输送泵： 2×2台50m3/h,0.5MPa3.3.11每次铺膜时间： 40分钟3.3.12每次爆膜时间/空气压力/流量： 5分钟/0.6MPa /112.5Nm3/h 3.3.13每次反洗时间/反洗水压力： 40分钟/0.4MPa3.4凝结水精处理粉末树脂覆盖过滤器监督项目及标准：3.5 凝结水精处理设备运行操作：3.5.1系统启动前的检查：3.5.1.1整个系统水压、气密试验已完成并且满足要求。
火力发电厂凝结水精处理系统运行问题分析及改造优化
火力发电厂凝结水精处理系统运行问题分析及改造优化摘要：火力发电机组参数提高，对水质要求也越来越严格，由于凝汽器的渗漏和泄漏、系统中金属腐蚀产物的污染、返回水夹带杂质等因素的影响，热电厂凝结水存在着不同程度的污染，因此，对凝结水进行处理已是大型火电厂水处理一个极为重要的环节。
凝结水精处理设备的安全、稳定运行对于火力发电厂水汽品质具有较大影响。
本文针对国内火电厂凝结水精处理系统出现的问题进行了阐述，同时以多个电厂精处理设备优化改造为背景，介绍了树脂输送方法、高速混床布水装置以及可视化树脂再生控制等优化手段，为国内凝结水精处理设备改造提供了技术支撑。
关键词：火力发电厂；凝结水；精处理引言凝结水精处理系统是超临界机组安全、经济运行的可靠保障，而高速混床树脂的再生程度与高速混床的正常运行时间及出水质量直接关系到凝结水精处理系统运行效果。
因此，保证凝结水精处理系统高效运行首先要保证混床的正常可靠运行，才能进一步提高锅炉给水的汽水品质，减少锅炉受热面及汽轮机内部的氧化腐蚀和结垢。
1凝结水精处理的作用凝结水主要包括汽轮机内蒸汽做功后的凝结水、疏水和锅炉补给水。
在机组运行中有些状况会导致凝结水受到污染，例如凝汽器渗漏、锅炉补给水带入的少量杂质、管道内部的金属腐蚀产物等。
凝结水精处理系统能连续除去热力系统内的腐蚀产物、悬浮杂质和溶解的胶体，防止汽轮机通流部分积盐；在机组启动过程中投入凝结水精处理装置，可缩短机组启动时间，节省能耗和经济成本；凝汽器微量泄漏时，保障机组安全连续运行。
可除去漏入的盐分及悬浮杂质，有时间采取堵漏、查漏措施，严重泄漏时，可保证机组按预定程序停机。
随着超临界、超超临界等高参数大容量机组的出现，锅炉汽水品质要求越来越高，GB/T12145—2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》更是将水汽品质标准大幅度提高，例如：锅炉给水氢电导率由原来的≤0.15µs/cm，提高到≤0.10µs/cm。
火力发电厂凝结水系统自动控制策略优化探讨 朱志辉
火力发电厂凝结水系统自动控制策略优化探讨朱志辉摘要：本文简单介绍了凝泵变频器调节除氧器水位，上水调节阀控制凝结水压力的自动控制策略，并对自动控制的主要功能、逻辑关键点及调试自动的注意事项进行分析，为提升凝结水系统自动控制水平提出合理建议，以供参考。
关键词：凝结水变频器；凝泵调水位；上水调节阀调压力；控制策略凝结水系统是机组的重要组成部分，现我公司内30万机组凝结水系统基本采用凝结水上水调节阀控制除氧器水位，凝泵变频器控制凝结水母管压力的控制策略，因调节阀控制水位未全开及长期被冲刷调节线性较差，导致节流损失较大及除氧器水位波动较大。
针对上述问题，现结合行业内先进经验对5台30万机组进行了凝结水系统自动优化工作，实现了凝泵变频器调节除氧器水位，上水调节阀控制凝结水压力的控制方式，即在保证凝结水母管压力的前提下，将上水调节阀全开，减少调门节流损失、降低凝泵电耗，实现机组的节能，而且克服了上水调节阀线性不良造成的除氧器水位波动大、调节滞后等问题。
一、凝结水系统常规控制策略及凝泵变频器调水位、上水调节阀控制压力的控制策略简介现公司内30万机组凝结水系统一般配置为三台55%容量或两台100%容量凝结水泵，配置三台凝结水泵的系统，一般配置一台变频器，采用一拖二方式控制两台凝泵，正常运行一般为一台凝泵变频运行，一台凝泵工频运行，另一台凝泵备用状态；配置两台凝结水泵的系统，凝泵变频器采用一拖二方式，正常运行一台变频凝泵，另一台凝泵备用状态。
现凝结水系统常规控制策略基本上采用凝结水上水调节阀控制除氧器水位，凝泵变频器控制凝结水母管压力，但该控制方式存在较大节流损失，凝泵电耗较高，而且因调节阀节流较大，长期受到水流冲刷导致调节线性较差，引起自动控制效果较差导致除氧器水位波动较大。
当采用凝泵变频器调水位、上水调节阀控制压力的控制策略时，凝结水上水调节阀全开后降低节流损失，凝泵变频器可以通过控制水泵转速来改变凝泵的运行曲线，即通过控制凝泵转速来调节除氧器水位，降低凝泵出口压力、流量和电机能耗，实现节能。
凝结水精处理控制系统工作原理
3
一、 凝结水精处理控制系统的概念
4
一、 凝结水精处理控制系统的概念
工程师站
操作员站
操作员站
1#服务器
2#服务器
1#打印机
2#打印机
工业交换机
工 业 交 换 机
P-346
P-P34-34
P-46
P-38
P-34
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P-35
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P-395
控制站1
P-321
P-321
P-337ห้องสมุดไป่ตู้
P-334 P-333
火火电电行行业业
凝结水精处理控制系统
1
第三单元
凝结水精处理控制系统
2
凝结水精处理控制系统
Part 1 Part 2 Part 3 Part 4 Part 5 Part 6
凝结水精处理控制系统的概念 凝结水精处理控制系统的I/O表 凝结水精处理控制系统的CRT清单 凝结水精处理控制系统的电气原理图 凝结水精处理控制系统的人机界面 凝结水精处理控制系统的控制程序
P-40
P-P34-34
P-48
P-44
P-3451
P-35
P-49
P-339
控制站2
P-3368
P-325
P-340
P-331
P-P34-34 P-435
P-53
P-42
P-35
P-54
控制站3
PP--332217
P-335 P-332
控制站n
控制站5
5
控制站4
P-4335
P-321 P-322
一、 凝结水精处理控制系统的概念
一、 凝结水精处理控制系统的I/O清单 凝结水精处理控制系统部分I/O清单
核电厂凝结水精处理系统运行优化
核电厂凝结水精处理系统运行优化摘要：核电厂凝结水精处理系统（ATE）通过前置阳床、高速混床及相应过滤器除去二回路凝结水中的离子态及悬浮状杂质，在机组启动阶段、正常运行、及凝汽器发生轻微泄漏等工况下防止蒸汽发生器传热管不被腐蚀的重要作用。
本文主要介绍了福清核电站凝结水精处理系统（ATE）运行优化。
关键词：核电；凝结水精处理；系统优化一、凝结水精处理系统概述福清核电站已运行的1～4号机组各配有一套凝结水精处理系统（ATE），由五台前置阳床、五台高速混床、三台净凝结水泵及与其相连的管道、阀门所组成，系统流程示意图见图1。
图1 凝结水精处理系统流程示意图其主要功能为保证二回路水质满足化学和放射化学技术规范，并尽可能低的水平，防止蒸汽发生器内杂质离子浓缩对传热管的腐蚀。
所以必须保证其在水质控制上的“绝对安全”。
福清核电站对凝结水精处理系统出水的水质要求参照《化学和放射化学技术规范》【1】执行，详见表1。
表1 凝结水精处理混床出口的水质要求二、系统运行优化1 切床优化凝结水精处理系统在核电机组启动升功率及正常运行阶段，根据化学及放射性技术规范要求，应尽可能的降低二回路杂质离子水平，使其蒸汽发生器排污（APG）离子水平在如图1所示的1区水平。
图1 P>25%Pn的RP模式钠和电导率运行区域图根据强酸型树脂强酸性阳树脂，在稀溶液中对常见阳离子的选择性顺序为【2】：Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞（K+≈NH4+）＞Na+＞H+凝结水精处理除盐床失效过程中最先漏出钠离子有害离子，福清核电阳床切换标准为阴电导≥0.3S/cm，正常一般维持在在0.05-0.06S/cm水平，根据运行经验当电导超过该水平后很快便失效，因此当阳床出水电导高于正常水平后应提前干预切床，可防止钠离子泄漏进二回路，有利于二回路水质。
2.加药模式优化为防止二回路管道及设备腐蚀，二回路通过加氨溶液提高pH的方式遏制管路及设备腐蚀，根据化学和放射性技术规范，控制二回路pH值期望值范围为9.6-9.8，然而在期望值范围内通过加大加氨量增大pH值，其结果使前置阳床失效速率大大加大，最终导致再生工作频率加大。
电厂凝结水精处理系统步序优化分析
创新观察—420—电厂凝结水精处理系统步序优化分析张海峰（国电铜陵发电有限公司，安徽 铜陵 244000）引言：应用凝结水精处理系统能够有效去除凝结水中溶解的各种微量矿物质，维护给水系统稳定运行。
避免铁、铜、钠、氯等少量的固定溶解物以及悬浮物和凝结水精处理系统中的金属发生反应作用，从而破坏凝结水精处理系统或者造成积盐沉积在系统的管道管壁中，降低给水系统效率。
一、电厂凝结水精处理系统（高塔法）工艺阐述电厂凝结水精处理系统的最终运行效果主要取决于树脂分离再生方案的选择。
目前，最为常见的凝结水精处理系统树脂分离再生方法是高塔分离法。
高塔分离法和浓碱浮选法、氨化法、锥体分离法以及中间抽出法相比，设计原理简单，能够高效运行凝结水精处理系统。
通过利用水力分层原理、阴阳树脂比重以及树脂粒径差异实现阴阳树脂的分离。
凝结水精处理系统一般包括前置过滤器单元、高速混床单元以及再生单元等。
机组启动初期，电厂需要在前置过滤器单元配置2台50%的中压前置过滤器，用于处理凝结水中的过量铁离子，投运初期反洗周期短，待机组实现稳定运行，铁离子数值趋于稳定后，反洗周期恢复正常值[1]。
需要注意的是，操作前置过滤器需要采用DCS 程控步序控制，禁止手操。
在高速混床单元配置3台中压高速混床单元及再循环泵1台，当运行混床出现数据指标异常时，投入备用混床运行，与此同时，失效混床则会退出运行解列。
当凝结水精处理系统中的凝结水温度超过55摄氏度时，或者当凝结水精处理系统旁路差压大于0.35MPa 时，旁路门将会自动开启，确保整个凝结水精处理系统的正常运行。
再生单元是低压单元，实现树脂分离再生。
二、电厂凝结水精处理系统步序的优化策略（一）混床升压步序优化 电厂凝结水精处理采用中压运行以及体外再生系统。
每台机组均会设置混床和自动旁路。
每台机组旁还设有再循环泵，在高速混床刚投入运行时，能够通过再循环泵实现高速混床的循环正洗。
凝结水精处理一般采用中压凝结水混床系统，具体而言主要包括前置过滤器和高速混床的串连，再生系统内含分离塔、阴塔和阳塔，此外还有酸碱设备、热水罐、罗茨风机以及冲洗水泵等基本设备。
600MW机组凝结水精处理系统优化
管， 冷 却水为淡 水 ， 采 用循 环 供 水 方式 。单 降 低 到 ５ ５ ｍ ／ｈ， 既提 高 了反洗 效 果 ， 又 防 用 灵敏 、 可靠， 阳树 脂输 送 到 设 定位 置 ， 立即
台机 的 凝 结 水 量 ： 正 常为 ｌ ４ ２ ８ Ｉ Ｔ Ｉ ／ｈ， 最 大 为１ ５ ９ ０ ｍ ／ｈ。凝 结 水 精 处 理 系 统 采 用 以 下流 程 ： 凝 结 水 泵 出【 ＿ ＝ ｊ ＝ 来 凝 结 水一前 置过 滤 器 一体 外再 生 混 床 一 树脂 捕 捉 器 一低 加 入
（ ２ ） 三台混 床运行 正常， 出 力 达 到 要 求， 出水 质量 良 好 ， 流 量计， 压 差 计 符 合 要 求。 两 台混 床 运 行 时 ， 有 两 种情 况 出现 。 一
种 是 一 台 呈 Ｈ 一０Ｈ型 运 行 ， 一 台呈 ＮＨ４ —
１ 优 化 内容 和依 据
（ １ ） 优化内容 ： ① 精 处 理 出 水 水 质 和 周 期 制 水 量 试 验 ；②再 生 系 统 阳 、 阴树 脂分 离 效果 和混床 输送效果试验 ； ③ 再 生 酸 碱 耗 量、 除 盐 水 耗 量 及能 耗 ； ④检 验 精 处 理 再 生 反 洗 程 序 各参 数 的 合弹 性 。 （ ２ ） 依据 ： ①ＧＢ／Ｔ ｌ ３ ９ ２ ２ －２ ０ １ １ 《 水 处 卑 设 备 性 能 试 验 》； ②ＧＢ／Ｔ ６ ９ ０ ３ ６ ９ １ ３ — ２ ０ ０ ５《 锅 炉 用 水和 冷 却 水分 析 方法 。
再 生液 浓 度 虽然 恢 复 到 了４ ％～５ ％， 但 由于
再 生塔内水已放尽 ， 进 入 的 再 生 液 产 生 严 进， 一 是 进再 生 液 前 将 再 生 塔 内 水位 放 至 个手 动 隔膜 阀 ， 控 制 再 生流 量 ， 保证 了再 生
凝结水系统调整方式优化方案
凝结水系统调整方式优化方案
一、凝结水泵主要参数：
二、当前运行方式：
凝结水泵运行方式为一运一备，可通过调节凝结水泵变频百分数、母管调节阀开度及凝结水再循环调节阀开度控制凝结水流量，以保持凝汽器水位正常。
当前自动控制方式为凝结水母管调节阀、再循环调节阀同时投入自动，自动跟踪凝汽器水位进行调节，自动调节过程中凝结水母管调节阀开度+再循环调节阀开度=100%。
三、当前自动控制存在问题：
1、经济性差。
当凝汽器水位降低时，再循环调节阀开大，母管调节阀关小，部分凝结水通过再循环回流至凝汽器，造成凝结水泵出力增加，能耗增大，厂用电率升高。
2、存在安全隐患。
当水位升高时，母管调节阀开大，再循环调节阀关小，如凝结水泵变频开度不够，或负荷增加过快，运行人员增加变频开度不及时，凝结水泵出水量小于凝汽器凝结水量，会使凝汽器水位快速上升，甚至造成凝汽器满水、真空下降等。
当水位降低过快时，母管调节阀关小，再循环调节阀开大，如凝结水泵变频开度过大或调整不及时，使大量凝结水通过再循环回流至凝汽器，凝结水母管流量迅速减小，因低加进汽量不变，导致低加水
侧局部管束超温，影响低加使用寿命；且会因进除氧器凝结水量过小，造成除氧器超压、振动。
四、优化建议：
1、对当前自动控制逻辑进行优化，使调节阀在自动调整中平滑过渡，避免大开大关。
2、增加“凝结水泵变频开度——凝结水母管压力”自动调节，保持凝结水母管压力稳定，形成以“凝结水泵变频调整为主、母管调节阀为辅、再循环调节阀为后备调节”的自动调节方式。
3、运行人员加强监视，在运行中遇到设备系统故障或负荷突变等突发情况，可改为手动调整，并秉持“少量多次”的调整原则，系统稳定后再投入自动调整。
凝结水回收精处理装置的自动控制
凝结水回收精处理装置的自动控制【摘要】在水处理过程中，蒸汽凝结水的回收和精处理技术一直以来是一个难点与热点，特别是在当炼油厂中其凝结水含有油的时候，其控制技术必须满足更加苛克的技术要求，才能使锅炉正常地给水。
本文就某凝结水回收和精处理装置自动控制系统进行简要地简述。
【关键词】凝结水回收；精处理装置；自控系统一、凝结水回收精处理装置的概述为了使人们对这种装置有一个更深入地了解，本文通过凝结水回收精处理装置在某厂的实际运用，对其进行讲述。
该厂区的技术特点主要如下：第一，技术含量较高，根据该厂区凝结水自身的水质特点，该厂区引进了一级活性炭过滤器以及一些先进的在线仪表，在处理的前期，在线监测、处理以及自动化控制，控制凝结水的含油量。
在后期通过对先进、科学的IEF凝结水精处理技术的应用，保证了水质指标的符合相关标准，并且设备可安全可靠的长期运行；第二，由于该厂区的凝结水含有油、铁以及硅等杂质，已超出了一般条件下锅炉水的处理技术范围，因此水处理的难度较大，工艺较为复杂。
根据该厂区凝结水的水质特征来明确该厂区的凝结水处理技术方案，其技术的关键在于将凝结水中的硅、油和铁等相关杂质去除，保证装置能够在碱性环境以及比较高的温度上能够安全、可靠地运行。
其系统的方案流程主要如下：首先针对炼油装置中的凝结水，进行在线油位监控，去除凝结水上的浮油，再通过活性炭过滤器，利用中间的水泵和水箱，实施凝结水精处理技术，最后除盐。
该系统主要是由PLC控制，控制系统完整可靠。
利用计算机来进行交互操作，其自动化水平程度较高，可确保水质的指标达到标准要求。
二、自动控制系统的作用该自动控制系统是在该厂区凝结水的回收以及再利用项目等相关工艺需求的基础上研制出来的一种新系统，从活性炭过滤器的入口一直到粉末树脂覆盖过滤器的出口的所有参数均会在计算机的相应操作画面上呈现出来，操作者可以结合操作规程的相关要求，使系统自动运行。
在计算机控制系统中还设有相应的参数记录、报表打印、以及声光报警等功能画面，利于管理者随时对生产进行评估考核。
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凝结水精处理系统自动控制及逻辑优化
摘要：凝结水精处理系统（ATE）作为二回路重要的水处理系统，其主要功能是
除去凝结水中的离子态及悬浮状杂质，确保二回路水质满足蒸汽发生器的要求。
本文首先研究了凝结水精处理系统的自动控制的实现，介绍了整个控制系统通过
状态、步序、设备的选择，使设备满足自动动作的条件来实现系统的自动控制方式，同时介绍了设备产生故障状态的几种情况及故障的诊断处理方法。
然后，本
文选取调试、运行期间两个控制系统方面的典型问题，分析问题的根本原因，提
出了相应的逻辑优化方案，并优化了梯形图程序。
关键词：凝结水精处理系统；自动控制；逻辑优化；可编程序控制器
1.凝结水精处理系统自动控制简介
1.1凝结水精处理系统概述
凝结水精处理系统（ATE）主系统由5台前置阳床和5台混床组成，此外还有两套完整
的体外再生装置，一套用于前置阳床的阳树脂擦洗和再生，包含两个再生塔，一套用于混床阳、阴树脂的擦洗、分层、分离和再生，包含有4个塔。
还设有一套完整的酸、碱贮存及计
量设施，一套完整的酸、碱再生废水中和设施[1]。
系统的主要流程如图1。
ATE系统主要执
行的功能是：去除热力系统中的腐蚀产物和溶解性物质，减少腐蚀物质在蒸汽发生器内沉积，保证蒸汽发生器的安全稳定运行。
[2]
现场硬件配置包含一对冗余控制器，分别安装于不同的冗余机架上。
在一对冗余机架中，首先开启的机架将成为主机架。
从机架会在通电之后与主机架进行同步。
位于主机架上的控
制器成为主控制器，为当前控制系统的控制器[5]。
主机架组件出现故障时，会将控制切换到
从控制器。
以下任一原因都将导致切换：
（1）主机架出现失电
（2）控制器出现主要故障
（3）在主机架中移除或插入模块，或主机架中的任一模块失效
（4）Controlnet分接头或以太网电缆断开
（5）主控制器发出切换命令
下面选取ATE系统前置阳床PLC程序自动控制的原理进行介绍，其它混床、再生塔、中
和池等设备的自动控制原理及实现方式与阳床基本一致，本文不再展开描述。
2.前置阳床自动控制
2.1前置阳床状态选择
在ATE系统PLC程序中设置了阳床状态选择子程序，1-5号前置阳床通过分别调用这个
子程序来选择不同的状态。
前置阳床有11个状态：充水状态、升压状态、备用状态、再循
环状态、运行状态、卸压状态、树脂传出状态、空罐状态、传入状态、运行退到备用状态、
解列状态。
图3是阳床状态选择子程序中充水状态、升压状态的简图，阳床的状态选择主要
取决于内部逻辑和外部输入。
图3 前置阳床状态梯形图
当选择的阳床处于自动解列状态，不在再生状态，且ATE系统的进出口电动阀015VL、001VL处于打开状态时，此时在上位机画面上点击阳床运行按钮，选择的阳床就进入充水状态。
当阳床充水完成后，运行条件不变的情况下进入阳床升压状态。
2.2前置阳床步序选择
在每个阳床状态中，还包含一些步序，每个状态包含的步序也不一样。
以前置阳床再循
环状态为例，还包括打开再循环阀、打开再循环泵出口阀及进水阀、启动再循环泵、停再循
环泵、维持进水阀开启、开启出水阀等6个步序。
每个步序到达设定的时间，或者在上位机
画面上点击步进，就会到下一个步序。
步序选择的过程与状态选择类似，本文不做展开描述。
3.逻辑变更优化
通过前期系统调试及运行的经验，总结出目前ATE系统工艺运行存在方面存在以下两个
问题，并从控制系统出发，提出软件变更优化方案，解决问题。
3.1中和池逻辑变更优化
现场问题描述：中和池执行自动排放步序，废水泵出口气动蝶阀切换时，出口压力近
6bar，泵向外喷水。
自动模式为两阀门同时动作一开一关，容易引起废水泵短时憋压。
而在
手动模式下，将一个阀门先打开，再将另一个阀门关闭，则不会出现泵内压力升高情况。
问题分析：中和池有混合搅拌、加酸调节、加碱调节、输送等待、废水输送5个步序。
以608PS为例，当处于混合搅拌、加酸调节、加碱调节、输送等待几个步序时，608PS启动，637VK关闭，635VK打开，中和池的废水处于打循环的状态。
当PH合格，允许排放后，
608PO保持启动，637VK打开，635VK关闭，中和池进入废水输送步序，将废水排放。
图7 中和池流程简图
程序中原梯形图见图8的黑色部分，中和池步序1、2、3、4、5分别是混合搅拌、加酸
调节、加碱调节、输送等待、废水输送步序。
当中和池处于自动控制正在进行中和时，在步
序1、2、3、4时，635VK或者636VK会自动打开（取决于正在中和的中和池）；在步序5
时，637VK会自动打开；608PO、609PO未处于检修位，液位不低时，在步序1、2、3、4、5时，608PO或者609PO自动运行（取决于正在中和的中和池）。
635VK或者636VK在步序5废水输送步序时，如果此时637VK未开到位，则635VK和636VK保持开启状态；在637VK开到位后，635VK或者636VK不满足自动开启条件，阀门自
动关闭。
在608PO自动启动条件前面加上635VK或者637VK开到位的条件；在609PO自动
启动条件前面加上636VK或者637VK开到位的条件。
同时利用下降沿单次触发OSF模块和计
时器打开延时TON模块实现在废水输送步序结束后，637VK保持5秒打开状态的逻辑。
下列
的变量状态表格表2可以直观体现出从处于步序5到步序结束5秒之后这一过程中各变量的
状态。
表2 中和池变量状态表
3.2再生逻辑变更优化
现场问题描述：混床的分离塔、阴树脂再生塔、阳树脂再生塔底到底部出脂阀之间存有树脂，在再生时，这些树脂未能再生，影响再生质量。
图9 再生流程简图
优化分析：如图9再生流程简图所示，当ATE301CW处于失效树脂分离的状态时，ATE301CW塔底到311VR之间的树脂不能未能进行分离，此时再生水泵在当前状态下为启动状态，去混床的阀门为关闭状态，若在分离步序时同时打开344VD和311VR，ATE301CW塔底到311VR之间的树脂可以在水流带动下可以回到ATE301CW塔内。
同理在ATE302CW和ATE303CW在处于树脂再生状态时，在进行进碱（酸）再生和置换的步序时，此时再生水泵在当前状态下为启动状态，去混床的阀门为关闭状态，若分别打开344VD和321VR或者331VR，可以使ATE302CW塔底到321VR之间的树脂、ATE303CW塔底到331VR之间的树脂可以在水流带动下可以回到ATE302CW或者ATE303CW塔内。
通过分析原控制逻辑，结合分离和再生工艺流程，最终确定阴、阳树脂再生塔
302CW/303CW 在再生时，每隔600秒开启塔底的321VR/331VR 出脂阀5秒，对塔底到底部出脂阀管线之间的树脂进行再生。
在失效树脂分离时，每运行345 秒后开启5 秒311VR。
针对变更方案，在311VR、321VR、331VR、344VD自动开启的条件前面增加梯形图程序。
图10为增加的梯形图，331VR的修改与321VR类似，只是状态和步序变为“正在阳树脂再生状态”和“进酸再生步序”。
在失效树脂正在分离状态中的第一次分离步序，经过345秒的延时，DELAY.DN触发，311VR自动开启条件满足，自动开启。
经过5秒后，DELAY1.DN触发，自动开启条件不满足，阀门自动关闭。
321VR、331VR同理，不再赘述。
4.结论
凝结水精处理系统（ATE）作为核电站二回路重要的水处理系统，系统的稳定、可靠运行直接关系到核电站的安全。
本文介绍了ATE系统的组成及功能，说明自控控制的必要性，对ATE系统的硬件配置进行了简介，分析了ATE系统PLC程序自动控制是如何实现，阐述了设备在故障状态下的处理方法。
在调试、运行期间，ATE系统有众多的程序修改和优化，本文选取了中和池的逻辑变更优化和再生逻辑变更优化，讲述问题的解决方法和程序的逻辑优化，目前在福清核电3、4号机组已实施并解决了问题。
同时，本文对其它使用梯形图编程语言的系统及同行电厂机组的其它系统调试运行提供了良好借鉴。
参考文献
[1]陈小伟等，凝结水精处理系统设计手册，上海：中国电力工程顾问集团华东电力设计院，2014：1
[2]赖宏宇，福清核电凝结水精处理系统混床氨化运行可行性分析，中国核科学技术进展报告，2017，第五卷
[3]李月恒，罗克韦尔ControlLogix PLC实用教程，北京：中国铁道出版社，2015.1。