對軟化水系統變頻改造的可行性淺析

王樹輝

（黑龍江省華電能源富拉爾基發電廠，黑龍江 齊齊哈爾 161041）

1 軟化水系統簡介

化學車間軟化水系統是由4臺鈉離子交換器、3臺軟化水泵、溶鹽槽、鹽計量箱、溶鹽泵、鹽噴射器等設備組成。設計出力為400噸/小時，來水水源為生活污水處理站的處理水，軟化水水質指標硬度小于40μmol/l。通常運行狀態是2臺鈉離子交換器與1-2臺軟化水泵運行，其余設備為備用狀態。3臺軟化水泵出力為80噸/小時，為就地啟動、人工調整的模式，無變頻控制系統。

2 軟化水系統異常分析

軟化水系統中的軟化水泵擔負著送水的重要任務，其運行工況的好壞直接危及到熱網系統的安全運行。現在，3臺軟化水泵均是采用就地啟動、人工調整的模式，無變頻控制系統，存在著出口母管壓力過高，泵及管路頻繁損壞等諸多不利因素。通過對2個月出口母管壓力值進行統計分析，發現壓力達到0.6MPa以上的數值占統計總數的68%，說明有一半以上時間在超壓運行，既造成泵的無用功，又給泵帶來很大的損壞。對去年冬季軟化水泵的檢修情況進行統計，共處理異常缺陷12項，消耗泵件費用約3萬元。可見設備運行維護量大、材料維護費用高，不利于安全生產。由于熱網系統用水量不是很穩定，水量時高時低，生產現場工作人員只有通過閥門控制需水量，導致軟化水泵出口壓力過高，要想通過人工方式根據壓力及時啟停泵，是存在滯后問題的。因此，只有安裝變頻控制系統，以達到恒壓運行的目的，保證系統設備的安全運行。

3 變頻自動控制系統原理

根據生產現場實際情況及設備所要求的運行參數，提出了一種基于PLC和組態軟件的變頻器監控系統的設計方案.該系統由安裝有西門子WinCC V6.0組態軟件的監控主機、S7-200 PLC和多臺帶有RS485通信接口的變頻器組成，S7-200 PLC一方面通過串行通信口與監控主機通信，接收監控部分對變頻器的參數設置和控制命令；另一方面通過RS485總線與變頻器通信，對變頻器進行啟停控制、頻率增加控制等操作。該變頻系統可實現根據出口母管壓力值調整電機轉數，以達到恒壓的目的，并且能對水泵的運行過程和狀態進行遠程監控，有效地提高了生產過程的自動化和智能化水平。

4 軟化水系統已具備安裝變頻自動控制裝置的條件

化學車間3臺軟化水泵設立在獨立的軟化間，室內空間充足，可以滿足安裝3臺變頻控制柜的要求。若加裝變頻控制裝置，水泵就需要更換新型，原有的水泵由于運行年限較長，泵件腐蝕、磨損嚴重，缺陷頻發、出力不足，已不能適應新控制系統的需求。更換新型水泵，若需重新澆灌泵基礎、鋪設新管路，這部分安裝空間還是十分夠用的。軟化間與化學監控室的距離在30米左右，距離不遠，并且有電纜、傳輸信號線的專用地溝，可降低鋪設電纜及信號線路的人工費用。化學監控室空間十足，可以安裝一臺工控機、計算機等監控設備，也可以與原來的除鹽系統、預處理系統監控設備合用，以達到降低成本費用的目的。

5 改造施工方案

化學車間#1-3軟化水泵采用就地啟動控制方式，無變頻自動控制系統，不利于軟化水泵的安全長周期運行。因此，將原來水泵拆除、更換新型水泵，并安裝變頻自動控制系統，以實現全自動控制模式，保證熱網系統的安全運行。

5.1 實施方案：①拆除#1-3軟化水泵及所屬管路；②拆除電源控制系統；③重新澆灌泵基礎；④安裝變頻控制柜及PLC控制系統、變頻控制器、工業計算機等監控設備；⑤鋪設信號電纜；⑥安裝新型水泵及管路；⑦接入水泵控制電纜。

5.2 安全措施：開工前，認真辦理工作票，全面做好危險點分析工作；改造工作嚴格按照施工方案執行，準備質量合格的檢修工作用具；需電、火焊作業時，工作人員應佩戴好勞動保護用品，做好附近設備的防護措施；④禁止交叉作業，高空工作時，系好安全帶，且高掛地用。

5.3 質量保證措施：①按照施工方案要求，執行節點驗收制度；②設備質量驗收合格，各種說明書、合格證等資料齊全；③安裝人員資質合格，改造工作嚴格執行化學設備檢修工藝標準。

6 軟化水系統變頻改造的效益分析

年支出：2萬元 年折舊：8萬元 年效益：4萬元

盈虧平衡分析：經分析，此項投資可獲得效益。

增上變頻自動控制系統以后，可減少水泵及管路頻繁損壞的缺陷發生，預計每年可節約材料費2萬余元；可達到節約電能的目的，每年預計節省3萬度電，折合人民幣約2萬元。能夠保證熱網系統的需水量，避免了熱網水中斷，導致大面積停熱的惡性事件，社會效益顯著。

結語

軟化水系統增上變頻自動控制裝置，是所有電廠發展的必然趨勢。在本廠化學車間給水加氨系統已增上變頻控制裝置，實現自動調整加藥量，使用效果很好。因此變頻控制系統得到廣泛應用、并且得到認可，在軟化水系統也能達到恒壓的作用，可提高設備效率，減少無用功的產生，利于設備的安全經濟運行。

[1]蘇金華.軟化水的腐蝕與防護[J].石油化工腐蝕與防護，2003.

[2]冀旺年，陳新萍.軟化水監測儀的研制及性能[J].工業水處理，2000.