提高海水制氯系统热控设备可靠性研究

摘要：海水制氯系统热控设备的可靠性，对整套海水制氯系统的安全稳定运行至关重要，同样对所有机组的正常运行也有着重要意义。文章针对海水制氯系统热控设备的选型和控制逻辑的优化等因素进行研究分析，并提出相应的措施和解决办法。

关键词：电解海水；热控设备；制氯系统

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）23-0019-02

1 概述

潮州发电公司制氯设备是广东省电力设计研究院设计、武汉兴达高技术工程有限公司提供的电解海水制氯系统，通过电解天然海水，制取一定浓度的次氯酸根（ClO）和次氯酸钠（NaClO），通过氧化和通过氯原子取代蛋白质分子中的氮原子，从而导致有机物的死亡，因而次氯酸钠可作为冷却水的有效杀生药剂。

厂制氯系统包括一期制氯和二期制氯共四套制氯设备，主要设备有海水预处理器、自动反冲洗海水过滤器、次氯酸钠储存罐、水泵、酸洗箱，其中电解海水次氯酸钠发生器是整个系统的关键设备，海水在发生装置电解槽中，在直流电场作用下电解生成一定浓度的次氯酸钠溶液。次氯酸钠电解生成，采用无隔膜电解方式，在无隔膜电解槽中，海水在直流电场作用下产生：

2 控制系统简况

海水制氯系统的程序自动控制原则是根据工艺流程的操作条件设置检测、调节、报警、联锁保护及电气控制系统以保护制氯设备的安全、可靠、高质量的运行。由于海水和次氯酸钠都属于高腐蚀的介质，根据这些特点热控设备选用了耐腐蚀的仪表。

该控制系统由上位机和下位机两部分组成。下位机采用可编程控制器（PLC），PLC选用MODICON公司生产的QUANTUM系列，系统的主要调节、控制、联锁保护功能由它完成，因而保证了系统的高可靠性。上位机操作系采用的是windowsXP中文版，监控软件采用IFIX3.5软件。监控系统软件部分主要是上位机的人机交互界面，通过各个不同的画面，可使运行人员直观地监视各项系统参数，手动干预各调节参数和控制参数。

3 制氯系统热控联锁保护

海水制氯设备使用PLC系统进行全过程控制，包括启动、加药、冲洗、酸洗等一系列流程控制。在PLC中设置热控联锁保护逻辑，在整个系统的运行过程中，如果制氯设备发生异常情况并达到保护定值时，将触发热控联锁保护动作，停运相关设备，以保证整个系统的安全性和可

靠性。

3.1 次氯酸钠发生器进口流量

次氯酸钠发生器是海水制氯系统的核心设备，主要作用是在其内部电解槽内通过直流电场电解海水，形成一定浓度的次氯酸根和次氯酸钠，再通过氧化和通过氯原子取代蛋白质分子中的氮原子，从而杀死海水中的有机物，保证机组凝汽器等重要管道的安全。所以，次氯酸钠发生器的进口流量这个参数就是监控次氯酸钠发生器的重要手段。当发生器运行时进口流量低于50t/h时，PLC逻辑延时50s后自动停运次氯酸钠发生器，保护设备安全。

我厂原设计的发生器进口流量装置是国产的超声波流量计，外贴于管道安装。由于该管道直管段较短，在测量时经常出现流量波动大的故障，进而引起设备误动作停运。为了解决此问题，热控专业通过多方考察调研，选用了进口产品（美国迪纳声TFXD）。在更换了流量测量装置后，发生器的流量测量很稳定，基本没有再出现由于流量计测量误动作导致的跳闸事故。

3.2 次氯酸钠发生器出口温度

次氯酸钠发生器出口温度也是监视发生器是否正常运行的重要测点之一。当发生器温度高于40℃时，PLC逻辑延时1s后自动切断整流柜电源，停止设备运行。

原设计温度保护测点只有一支，容易出现误动作现象，为了提高设备稳定性，热控专业与电气专业、综合专业讨论研究，在原温度测点附近增加两支温度测点，在逻辑中实现三取二判断，并将原温度变送器取消，直接将温度信号引入PLC的温度测量板卡。又通过与发生器厂家协商，将保护动作延时时间延长至10s，大大降低了设备误动几率。

3.3 PLC柜内的流量和压力信号隔离器

由于次氯酸钠发生器进口流量和压力信号都要进入PLC的AI板卡进行判断，为了防止信号干扰，在这两个信号进入板卡前安装了一个信号隔离器。

原设计流量和压力信号同时进入一个信号隔离器，当隔离器单个通道故障或隔离器电源故障时，很容易引起设备误动作，并且查询事故原因时也不方便判断。为了防止此现象的发生，将流量和压力信号分开，使这两个信号有独自的隔离器，提高了设备的稳定性。

3.4 次氯酸钠储存罐液位

次氯酸钠储存罐液位信号虽然不是直接跳闸发生器的信号，但它关系着加药泵的启停，在整个海水制氯系统中同样属于重要的联锁保护信号。当储存罐液位低于1m时，加药泵联锁停止，当储存罐液位高于4m时，加药泵联锁

启动。

原储存罐液位信号是通过就地磁翻板液位计上附带的磁阻式变送器上传至PLC的，但由于磁翻板的磁珠容易卡涩，液位信号的测量也就无法准确显示实际值。热控专业将磁阻式变送器取消，在就地安装了EJA（耐腐蚀型）压力变送器，并将变送器的取样口连接至磁翻板底部。同时，在变送器和磁翻板液位计都增加了排污门，方便运行人员和检修人员定期排污。

4 监控画面的优化

4.1 画面优化

我厂海水制氯系统属于辅控网控制，日常为无人值班状态，所有操作由辅控人员在主控室完成。原一期海水制氯随#1、#2机组建设投运，二期海水制氯系统随#3、#4机组建设投运。运行人员在操作时经常要翻动画面切换。为了减少运行人员操作，降低误操作几率，热控人员通过辅控网软件将一期和二期的海水制氯系统合二为一，并将就地控制室内的两台主机也合二为一。同时将原系统自带的工业用工控机更换为常用的戴尔电脑主机，既方便了检修人员的日常维护，也降低了运行人员监视强度。

4.2 增加跳闸首出

引起海水制氯系统跳闸的因素有很多，为了方便检修人员在设备跳闸时分析原因，提高消缺水平，热控人员在原PLC逻辑中增加了设备跳闸首出判断，并在上位机画面上增加了跳闸首出和复位按钮。当事故发生后，运行人员和检修人员通过查看跳闸首出，就能快速准确地判断事故发生原因，待问题解决后，运行人员手动复位跳闸首出，即可重新启动海水制氯系统。

5 结语

海水制氯系统热控设备的安全性、可靠性及系统运行的稳定性，对整套海水制氯系统的安全稳定运行至关重要，对机组的正常运行也有着重要意义。另外，对整个热控系统深入细致的研究和分析，对热控设备全面、综合治理，可以保证海水制氯系统稳定运行，对降低凝汽器端差，提高凝汽器真空度和机组热效率，具有显著的经济效益。

参考文献

[1] 海水制氯系统说明书[S].武汉兴达高技术工程有限

公司.

作者简介：朱宏永（1981—），男，广东大唐国际潮州发电有限责任公司工程师，研究方向：数学与应用

数学。