热电厂化学水流量累积值产生偏差的原因分析

宋守明

摘要：化学水计量在热电厂的计量中占有相当的地位，是内部核算和对外结算的关键指标，也是考核衡量全厂能源使用与消耗的重要指标，更是优化控制生产控制流程的重要依据。因此累积流量值的准确性必须得到保证。但在现场的实际运用中，却常常出现瞬时流量而准确累计流量出现明显偏差的现象。以下笔者根据实际使用中遇到的问题做个分析，借此希望对后期的运用引起重视。通过对化学水流量累积值产生偏差的原因的分析，提出了相应的解决方法。

关键词：累积流量  偏差  控制方式  控制算法

由于仪表的更新比较快，因此对于累积流量的显示处理也分不同的阶段与方式。在独立仪表盘控制阶段，主要采用常规仪表进行流量累积处理，是运用时间最长、准确性与稳定性也比较容易验证的方式。一般出现累计偏差现象，容易发现，也容易确认与消除。而进入计算机控制阶段，由于流量仪表种类繁多，流量累计处理方式也不够规范，因此出现较多此类问题，同时隐蔽性相对较强。可以看在plc+cr控制方式中的范例：

在此种控制系统中方式下，对于累积流量的处理，有以下两种方式：

1、在上位机中处理累积流量

我厂二化水采用AB公司的plc-5控制器和intouch7.0监控软件进行水处理控制。基本配置为2台控制器热备运行，设2台上位机进行监控。由于流量参数较多，考虑到控制器的运行速度，于是将累积流量处理程序编制在上位机控制脚本中。以下列出二化水阳床入口水流量累积处理程序：

从中可以看出，运算策略是采用重复累加方式，更新累积计数器。其中系统采样频率为4秒。工程单位為t/h。因此在每次累加时做了系数校正。

经过一段时间运行后发现，共计2台上位机的累积流量不一致。分析后发现，上位脚本程序仅根据自身的时钟各自进行累积积算处理，而2台上位机的时钟在当时的情况下不可能保持一致（1997年建设投产），因此导致累积数据发生偏差。消除此种偏差，需要增加时钟同步配置功能。而在目前，为降低这类偏差，采用了下述2中方法：

1）在上位机增加了累计值修改功能，同时将2台上位机分别设为主机、从机，由维护人员定期修改2台上位机的数据。

2）定期修改上位机的时钟设置。

这2种方法，只能消除一定程度上降低2台上位机的据区别，并不能实际完全消除偏差。同时，采用此种算法的误差较大，在下面的例子中可以看出。

2、在PLC控制器中处理累积流量

在化水程控系统改造项目中，对部分核算计量流量的累计处理做了改进，在PLC控制器中处理累积流量。

由于流量改在下位控制器运算，因此2台上位机数据始终保持一致，没有发现异常。2008年10月，因设备更新更换了生水电磁流量计，此表带有显示表头，可以直接显示瞬时流量和累积流量值。结果投运几天后发现，表头与画面的瞬时流量值一致，而累积值与上位机画面的累积值有明显偏差。经过检查测算后，确定2个数值的偏差量达到2.5%。为此，在回路中安装了一台智能式流量计算器进行比对，确定是画面上的数据指示偏低2.5%。

分析上位机脚本程序发现，由于采用分时累加算法，而非积分算法造成较大偏差。如下图所示：

在图一当中，分时累加算法计算出的流量累积值是图中每个小矩形面积的和，在图二的积分算法中，得出的流量累积值是图中瞬时流量曲线下方的阴影面积。这样可以看出，2种算法是有区别的。倘若，瞬时流量曲线为一条水平直线，则可以完全消除2者的偏差。同样，如果缩短上位机的采样周期，增加累加次数，也可以降低偏差值，但会增加运行负荷，而且不能完全消除偏差。

鉴于此种情况，为保证计量的准确性和唯一性，决定在上位程序中删除生水流量累积算法，从就地抄表。

而在系统中的其他20个流量参数，因大部分不参与对外核算，同时因检修时间无法保证，仍采用原算法。但计量偏差依然存在，需要采取措施加以消除。

总结：从上述范例可以看出，同样是采用计算机控制方案，但由于采用的处理策略不同，造成的测量误差也不同。因此，为消除偏差，提高化学水计量的准确性，建议在后期的项目中作出完善。其一，应将流量积算统一放在下位控制器中完成，上位机仅进行显示处理;其二，控制器中的累积算法应采用专用的计算模块或指令，不采用近似算法以消除偏差。

参考文献：

[1]DL/5009.1-2002《电力建设安全工作规程》第1部分：火力发电厂