Автоматизации работы химического цеха на смоленской тэц – 2, с помощью микропроцессорного контроллера

Матраев Владислав Юрьевич *
Бобылев Михаил Георгиевич**

Смоленская ТЭЦ – 2 предназначена для покрытия тепловых нагрузок действующих, строящихся и проектируемых промпредприятий, отопления и горячего водоснабжения жилого сектора левобережной части г. Смоленска, а также для выработки электроэнергии. Установленная электрическая мощность ТЭЦ – 2 составляет 275 МВт, установленная тепловая мощность – 774 Гкал.

Забор воды на производственные нужды осуществляется из реки Днепр, для подачи воды на химическую водоочистку (ХВО). Для питания паровых котлов современных паровых станций пригодна вода, в которой практически отсутствуют все примеси, находящиеся в обрабатываемой воде, в растворенном, коллоидном и грубо дисперсном состоянии. Для этой цели исходная вода из реки Днепр в химическом цехе проходит обработку на водоподготовительной установке для получения умягченной и обессоленной воды.

На Смоленской ТЭЦ-2, для получения умягченной воды предусмотрена следующая схема очистки исходной воды: предочистка → механические фильтры → Na-катионирование. Далее умягченная вода направляется в баки химически очищенной воды, а затем в котлотурбинный цех для подогрева и дальнейшего поступления на подпитку теплосети.

Для питания котлов предусмотрено двухступенчатое обессоливание исходной воды по схеме: предочистка → механические фильтры → Н-катионирование первой ступени → анионирование первой ступени → декарбонизация → Н-катионирование второй ступени → анионирование второй ступени, и далее обессоленная вода направляется в баки обессоленной воды, а затем в котлотурбинный цех на подпитку паровых котлов [1, с.153].

Возможности автоматизации систем химической очистки воды может дать микроконтроллерное регулирование. В свою очередь, часто под микроконтроллером подразумевают микросхему или плату, позволяющую осуществлять управление несколькими электронными устройствами. Применение микроконтроллеров обусловлено возможностью решения относительно простых задач, по сравнению с задачами которые способны решать обычные портативные компьютеры. Основным же плюсом микроконтроллера являются то, что вместо нескольких отдельных схем, в микроконтроллер интегрированы все необходимые компоненты. Что в конечном итоге приводит к дешевизне систем управления, достаточной продолжительности работы, минимальным затратам на разработку и сборку требуемых устройств. Программирование микроконтроллера происходит с помощью языка высокого уровня Wiring/Arduino, т.е. по своей сути, программы пишутся на языке C/C++, а сбор и компиляция данных происходит с помощью программы Energia [2, с.38].

Например, после механических, Na- катионитовых, H – катионитовых и анионитовых фильтров можно установить pH метры, которые позволят передавать сигнал о состоянии воды после фильтра непосредственно на пульт управления. На практике же анализ состояния воды производится в химической лаборатории. А сам забор воды производится вручную из пробоотборных точек, что в свою очередь негативно сказывается на эффективности процессов химической очистки воды. Т.е. некоторое количество воды, не отвечающей требованиям качества, может пройти дальше, ухудшая общую работу установки химической водоочистки.

Важным является и наличие расходомеров, которые должны быть установлены на входном и выходном трубопроводах, через который поступает вода на химическую очистку и подается в котлотурбинный цех, а также после каждого фильтра. Таким образом, выходные сигналы, поступающие от расходомера, будут преобразовываться адаптером в двоичный код, который будет поступать на обработки в микроконтроллер, а далее выходные сигналы микроконтроллера будут поступать на пульт управления, где в свою очередь можно следить за изменяющимся расходом в режиме реального времени.

Применение микропроцессорной системы управления в элементах предочистки, таких как: осветлители и баки известково-коагулированной воды, позволит наиболее точно отслеживать уровни воды в баках, определять нужную дозировку реагентов, для обеспечения эффективной очистки воды и контроля расход очищенной воды после элементов предочистки.

Предлагаемая установка электроконтактных манометров, датчиков давления и температуры, датчиков выноса фильтрирующего материала и промывки, с выходным логическим сигналом, на таких элементах водоподготовительной установки как: механические фильтры, Na-катионитовые фильтры, обе ступени Н-катионирования и анионирования, позволит обеспечить повышенную надежность очистки воды, предотвратить нештатные ситуации, связанные с преждевременным выходом из строя используемого оборудования.

Исходя из требований, предъявляемых к воде, поступающей на подпитку теплосети и к паровым котлам, а также сравнивая их с параметрами действительного процесса химической очистки воды, можно прийти к выводу, что существует широкая возможность для автоматизации и усовершенствования установленного оборудования химической очистки воды.

Далее приведен пример части программы, разработанной для микроконтроллерного процессора. Эта программа позволяет отслеживать температуру воды поступающей после котлотурбинного цеха на осветлители. Текст данной программы изображен на рисунке 1.

Рис 1. Программа работы датчика температуры.

Рис 2. Программа работы датчика температуры (Продолжение).

В случае если выходные сигналы (х1 и х2) от датчика температуры, в определенный момент времени будут равны единице, то это будет означать, что температура поступающей воды из котлотурбинного цеха на химическую очистку находится в пределах нормы (30 – 35 °С). Если же в определенный момент времени выходные сигналы не будут равные единице, это будет означать, что температура воды может быть выше, или ниже нормы, в зависимости от невыполнения того или иного условия.

Список литературы:

1. Гурвич С.М. (ред.) Справочник химика-энергетика. Т.1. Водоподготовка и водный режим парогенераторов. Изд. 3-е, перераб. и доп. — М.: Энергия, 1995. — 456 с.: ил.

2. Керниган Б., Ритчи Д. Язык программирования Си. 3-е издание. Версия 0.1. 2012.– 253 с.