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頂裝磁翻板液位計在海水制氯系統熱控設備的選型與應用
發布時間：2021-01-22 15:23:45??點擊次數：2198次
海水制氯系統熱控設備的可靠性，對整套海水制氯系統的安全穩定運行至關重要，同樣對所有機組的正常運行也有著重要意義。在海水制氯生產過程中，會使用過許多自動化測量與控制設備，其中就包括頂裝磁翻板液位計，壓力變送器，超聲波流量計，PLC自動化控制模塊等設備，這些自動化單元組合形成一個完整的自動化測量與控制的系統，來實現自動化運轉的功能。本文就是針對海水制氯系統熱控設備的選型和控制邏輯的優化等因素進行研究分析，簡要介紹這些設備在系統中的作用與功能，并就這些設備的各自的特點，提出相應的措施和解決辦法。
1 概述
潮州發電公司制氯設備是廣東省電力設計研究院設計、武漢興達高技術工程有限公司提供的電解海水制氯系統，通過電解天然海水，制取一定濃度的次氯酸根（ClO）和次氯酸鈉（NaClO），通過氧化和通過氯原子取代蛋白質分子中的氮原子，從而導致有機物的死亡，因而次氯酸鈉可作為冷卻水的有效殺生藥劑。
廠制氯系統包括一期制氯和二期制氯共四套制氯設備，主要設備有海水預處理器、自動反沖洗海水過濾器、次氯酸鈉儲存罐、水泵、酸洗箱，其中電解海水次氯酸鈉發生器是整個系統的關鍵設備，海水在發生裝置電解槽中，在直流電場作用下電解生成一定濃度的次氯酸鈉溶液。次氯酸鈉電解生成，采用無隔膜電解方式，在無隔膜電解槽中，海水在直流電場作用下產生：
2 控制系統簡況
海水制氯系統的程序自動控制原則是根據工藝流程的操作條件設置檢測、調節、報警、聯鎖保護及電氣控制系統以保護制氯設備的安全、可靠、高質量的運行。由于海水和次氯酸鈉都屬于高腐蝕的介質，根據這些特點熱控設備選用了耐腐蝕的儀表。
該控制系統由上位機和下位機兩部分組成。下位機采用可編程控制器（PLC），PLC選用MODICON公司生產的QUANTUM系列，系統的主要調節、控制、聯鎖保護功能由它完成，因而保證了系統的高可靠性。上位機操作系采用的是windowsXP中文版，監控軟件采用IFIX3.5軟件。監控系統軟件部分主要是上位機的人機交互界面，通過各個不同的畫面，可使運行人員直觀地監視各項系統參數，手動干預各調節參數和控制參數。
3 制氯系統熱控聯鎖保護
海水制氯設備使用PLC系統進行全過程控制，包括啟動、加藥、沖洗、酸洗等一系列流程控制。在PLC中設置熱控聯鎖保護邏輯，在整個系統的運行過程中，如果制氯設備發生異常情況并達到保護定值時，將觸發熱控聯鎖保護動作，停運相關設備，以保證整個系統的安全性和可靠性。
3.1 次氯酸鈉發生器進口流量
次氯酸鈉發生器是海水制氯系統的核心設備，主要作用是在其內部電解槽內通過直流電場電解海水，形成一定濃度的次氯酸根和次氯酸鈉，再通過氧化和通過氯原子取代蛋白質分子中的氮原子，從而殺死海水中的有機物，保證機組凝汽器等重要管道的安全。所以，次氯酸鈉發生器的進口流量這個參數就是監控次氯酸鈉發生器的重要手段。當發生器運行時進口流量低于50t/h時，PLC邏輯延時50s后自動停運次氯酸鈉發生器，保護設備安全。
我廠原設計的發生器進口流量裝置是國產的超聲波流量計，外貼于管道安裝。由于該管道直管段較短，在測量時經常出現流量波動大的故障，進而引起設備誤動作停運。為了解決此問題，熱控專業通過多方考察調研，選用了進口產品（美國迪納聲TFXD）。在更換了流量測量裝置后，發生器的流量測量很穩定，基本沒有再出現由于流量計測量誤動作導致的跳閘事故。
3.2 次氯酸鈉發生器出口溫度
次氯酸鈉發生器出口溫度也是監視發生器是否正常運行的重要測點之一。當發生器溫度高于40℃時，PLC邏輯延時1s后自動切斷整流柜電源，停止設備運行。
原設計溫度保護測點只有一支，容易出現誤動作現象，為了提高設備穩定性，熱控專業與電氣專業、綜合專業討論研究，在原溫度測點附近增加兩支溫度測點，在邏輯中實現三取二判斷，并將原溫度變送器取消，直接將溫度信號引入PLC的溫度測量板卡。又通過與發生器廠家協商，將保護動作延時時間延長至10s，大大降低了設備誤動幾率。
3.3 PLC柜內的流量和壓力信號隔離器
由于次氯酸鈉發生器進口流量和壓力信號都要進入PLC的AI板卡進行判斷，為了防止信號干擾，在這兩個信號進入板卡前安裝了一個信號隔離器。
原設計流量和壓力信號同時進入一個信號隔離器，當隔離器單個通道故障或隔離器電源故障時，很容易引起設備誤動作，并且查詢事故原因時也不方便判斷。為了防止此現象的發生，將流量和壓力信號分開，使這兩個信號有獨自的隔離器，提高了設備的穩定性。
3.4 次氯酸鈉儲存罐液位
次氯酸鈉儲存罐液位信號雖然不是直接跳閘發生器的信號，但它關系著加藥泵的啟停，在整個海水制氯系統中同樣屬于重要的聯鎖保護信號。當儲存罐液位低于1m時，加藥泵聯鎖停止，當儲存罐液位高于4m時，加藥泵聯鎖啟動。
原儲存罐液位信號是通過就地頂裝磁翻板液位計上附帶的磁阻式變送器上傳至PLC的，但由于頂裝磁翻板液位計的磁珠容易卡澀，液位信號的測量也就無法準確顯示實際值。熱控專業將磁阻式變送器取消，在就地安裝了EJA（耐腐蝕型）壓力變送器，并將變送器的取樣口連接至磁翻板底部。同時，在變送器和頂裝磁翻板液位計都增加了排污門，方便運行人員和檢修人員定期排污。
4 監控畫面的優化
4.1 畫面優化
我廠海水制氯系統屬于輔控網控制，日常為無人值班狀態，所有操作由輔控人員在主控室完成。原一期海水制氯隨#1、#2機組建設投運，二期海水制氯系統隨#3、#4機組建設投運。運行人員在操作時經常要翻動畫面切換。為了減少運行人員操作，降低誤操作幾率，熱控人員通過輔控網軟件將一期和二期的海水制氯系統合二為一，并將就地控制室內的兩臺主機也合二為一。同時將原系統自帶的工業用工控機更換為常用的戴爾電腦主機，既方便了檢修人員的日常維護，也降低了運行人員監視強度。
4.2 增加跳閘*出
引起海水制氯系統跳閘的因素有很多，為了方便檢修人員在設備跳閘時分析原因，提高消缺水平，熱控人員在原PLC邏輯中增加了設備跳閘*出判斷，并在上位機畫面上增加了跳閘*出和復位按鈕。當事故發生后，運行人員和檢修人員通過查看跳閘*出，就能快速準確地判斷事故發生原因，待問題解決后，運行人員手動復位跳閘*出，即可重新啟動海水制氯系統。
5 結語
海水制氯系統熱控設備的安全性、可靠性及系統運行的穩定性，對整套海水制氯系統的安全穩定運行至關重要，對機組的正常運行也有著重要意義。另外，對整個熱控系統深入細致的研究和分析，對熱控設備全面、綜合治理，可以保證海水制氯系統穩定運行，對降低凝汽器端差，提高凝汽器真空度和機組熱效率，具有顯著的經濟效益。
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