锅炉补给水处理系统主要对原水进行处理，为汽机提供满足蒸汽品质的合格补给水，因此水处理设备的可靠稳定运行对火电厂安全、经济运转起着举足轻重的作用。该系统一般设置多套水处理设备，不仅满足不同运行工况下的补水量，也确保备用设备能满足紧急情况的需求。补给水处理系统存在工艺流程复杂、阀门切换频繁、测点依赖性强等特点，同时考虑到部分电厂对辅网重视程度较低、化学运行人员紧缺等情况，各级水处理设备顺序控制系统的安全、稳定投入就更加重要。当前用于火电厂水处理系统主要是可编程逻辑控制器（PLC）控制及分布式控制系统（DCS）控制，PLC运行速度高，投资少，实现控制和配置简单；高效的DCS控制效果好，但投资较大，配置和控制思想深刻，不容易掌握。某电厂新建2×450 MW机组，水处理系统使用DCS控制，上位机软件使用ABBS+，阀门为气动阀，通信方式为光纤通讯，实现设备的顺控启停、参数显示记录及实时报警等功能。

河南某燃气电厂锅炉补给水处理系统采用全膜法，设置3台（2用1备）250m³/h变频清水泵、3台（2用1备）250 m³/h纤维过滤器（PCF）、4台（3用1备）145m³/h超滤（UF）、4台（3用1备）145m³/h变频超滤出水升压泵、4台（3用1备）112m³/h一级反渗透（RO）装置、4台（3用1备）111m³/h二级反渗透装置和4台（3用1备）100m³/h EDI装置。二级反渗透浓水回收至超滤水箱，EDI装置浓水回收至缓冲水箱，满足系统内水量平衡。系统流程见图1。

水处理系统各设备顺序控制方式说明一般由厂家提供，调试前期根据现场实际情况，经运行、调试、设计等各方进行讨论后确定，调试及运行期间根据设备情况稍作调整。作为设备供应商，厂家一般针对各级装置分别提供顺控说明，但并未说明或只简单概括各级装置间控制方式；且为一般性说明，未针对各电厂设备不同做相应修改，如是否为变频泵、是否有水箱、测点所在位置不同、气动门或手动门控制等。因此调试前期应尽早发现顺控说明存在的问题、结合现场设备实际情况给出解决方案。

PCF及UF多对多运行方式为补给水系统顺控中较难解决的问题，由图1可以看出，清水泵、PCF及UF为母管制多对多的运行方式，根据设备出力的不同，1套UF运行时，投入1台PCF,1台清水泵低频运行；2套UF运行时，投入2台PCF,2台清水泵低频运行；3套UF运行时，投入2台PCF,2台清水泵工频运行，而厂家只分别给出了单套PCF、单套UF的控制说明。如果采用简单的预选PCF及清水泵的方式，在UF启停时判断PCF及清水泵的运行状态，这样不仅与设备实际运行工况不符，而且增加了顺控逻辑的复杂程度以及出错的可能。因此，在进行PCF及UF顺控调试时，(1)明确了设备选择投运的原则，不同于常规的一对一选择，应为与设备运行方式一致的优先级选择方式，清水泵、PCF及UF任意二者之间不存在对应关系，运行过程中根据“所需清水泵台数”“所需PCF套数”两个变量进行控制。(2)画面上清水泵及PCF分别设置1、2、3投运按钮，对应相应编号的设备投运，运行人员只需将可以投入的设备选择，系统即认为该设备入列。(3)当UF设备投运步序启动时，系统按照套数对应关系投运清水泵及PCF，在选择阶段先入列的设备先投运，随着多套UF设备的投运及停运，系统只需按照设备套数对应原则，判断“所需清水泵台数”“所需PCF套数”两个变量的变化，对应投运或停运清水泵及PCF即可。停运时将先入列的设备先停运，即先投先停，这样避免了先投后停工况下设备运行分配不均引起的设备疲劳、减少了运行人员定期手动切换投运备用设备的操作。(4)在PCF、UF单独的控制说明的基础上，对整体启停顺控进行了明确，避免了各自装置顺控之间的冲突，规范了各自装置对清水泵的需求，保证了设备启停阶段水路的贯通。该种多对多顺控运行方式逻辑见图2。

(1）利用电动慢开门截留防止设备冲击。超滤产水由超滤水箱经超滤出水升压泵出口母管送至一级反渗透入口，经高压泵升压后进入一级反渗透装置，产水至缓冲水箱，浓水排至地沟。由于高压泵未设计变频器，若按照厂家顺控说明先开启慢开门再启动高压泵，反渗透膜会受到由瞬时压力变化过大引起的冲击，有较大的设备损坏风险。经修改后，利用高压泵出口电动慢开门开启及关闭需要约48s，在设备启动阶段，阀门开启约5s，阀门开度约10%时即启动高压泵，此时阀门仍截留大部分流量，随着阀门开度逐渐增加，设备端压力逐渐升高至工作压力，保证了设备安全。停运时同理，在电动慢开门关闭35s左右，阀门已起到较大截留作用，设备端压力已有所下降时，停运高压泵，此时阀门仍保持一定开度，且超滤出水升压泵仍运行，系统保持较低的压力，防止了水锤现象对设备的损坏。

(2）阀门开关、水泵启停顺序修改优化。超滤出水升压泵工频运行时扬程约0.3 MPa，为防止断水时高压泵空转，入口设置了压力开关，当高压泵入口压力<0.05MPa时，高压泵延时停泵。为保证系统正常运行时，高压泵入口压力满足条件，需将高压泵出口手动门开度调整至约15°，若开度过小，截留太大，设备端压力不足，且流量较小；若开度过大，入口压力不能满足高压泵入口低压力保护值而引起高压泵保护跳泵。正常运行时高压泵入口压力仅约0.08 MPa，超滤出水升压泵为变频泵，从0～50 Hz运行约25s，若按照厂家控制说明，在启动超滤出水升压泵后即启动高压泵，此时升压泵出力仍较低，由于高压泵的抽吸作用，入口有一定的真空度，不满足高压泵运行条件；且按照该工况继续运行至系统压力稳定，需2～3min，时间较长，若将高压泵入口压力开关对应设置延迟，则断水工况时高压泵需空转3min才能保护停泵，有较大风险。针对以上情况，对顺控做出修改，考虑到超滤出水升压泵出口至各套一级反渗透为母管制，管道较长且水容积较大，超滤出水升压泵优先启动，当25s后超滤出水升压泵工频运行，此时高压泵入口管道压力0.25～0.3MPa，并未超压。电动慢开门顺控开指令发出，5s后高压泵启动，泵入口压力逐渐降至正常工作压力。为避免由管道内少量带气等原因引发泵入口压力波动而导致高压泵误触发低压力保护，将压力开关信号触发高压泵保护停泵设置约40s延迟，既保护高压泵又避免了设备误停。表1为一级反渗透运行、停运步序（省去冲洗步骤），图3、图4为一级反渗透启动及停运时高压泵入口压力、反渗透进口压力随时间的变化曲线示意图，由图4可以看出，经优化后的顺控步序能够保证反渗透膜进水压力缓慢的升高或降低，同时满足高压泵入口低压力保护、出口高压力保护的要求。

超滤出水升压泵为变频泵，但当泵工频运行时，高压泵入口压力仅约0.08MPa，为了保持各级水量平衡对一级反渗透流量进行调整时，若将高压泵频率由50Hz降至45Hz，压力与频率的平方呈正比，则压力下降约0.09MPa，此时高压泵入口压力约为0，不满足入口压力低保护。由此可见通过调整超滤出水升压泵频率改变一级反渗透流量较难实现。二级反渗透高压泵及EDI升压泵同样无变频，无法调整各级装置流量。缓冲水箱及渗透水箱仅为40m³，水箱会频繁地达到高液位溢流或低液位停机。为了减少操作人员工作量，由业主牵头，调试、组态、热控等各方共同确定了各级装置待机、启动步序以及水箱触发液位。基本原则为，若前一级装置产水量大于后一级装置进水量，水箱液位逐渐升高达到高液位，前一级装置启动待机顺控，此时水箱液位开始下降；当液位从高低液位恢复至中液位后，待机的前一级装置顺控启动。反之同理，前一级装置产水量小于后一级装置进水量，水箱液位逐渐下降达到低液位，后一级装置启动待机顺控，此时水箱液位开始上升，当液位从低液位恢复至中液位后，待机的后一级装置顺控启动。考虑到二级反渗透和EDI装置无冲洗步骤，其待机和启动顺控与其本身的启停顺控基本一致；一级反渗透待机和启动步序同样参考了启停顺控，但其启停顺控中带有冲洗步骤，为了降低自用水率，在待机及启动步序中将冲洗步骤删除，只在设备初次启动和停机时进行冲洗。

在顺控运行或手动操作时，最基本的一项原则即是保证水路、气路的畅通。以PCF反冲洗罗茨风机为例，通过转子的相对运动来压缩和运输气体，属于容积式风机，其出口管路必须畅通，否则会引起设备及管道发热、电机过载甚至设备损坏。当风机停运时，其出口排放阀应为开启状态，当PCF进行气洗操作时，为保证气路畅通，应先开启PCF进气阀，待开反馈到位后启动罗茨风机，最后关闭出口排放阀。风机停运时同理，应先打开出口排放阀，待开反馈到位后关闭PCF进气阀，最后停运罗茨风机。考虑到锅炉补给水处理系统阀门较多、包含启停、冲洗、反冲洗等多种运行工况，除去包括压力保护的设备，其余设备及系统都应在顺控步序中考虑设备启停、阀门开关的先后顺序。主要包括了PCF、UF和清水泵之间的启停顺序；超滤装置反冲洗工况时上下进水反冲洗切换时的阀门开关、反渗透启停时阀门开关、加药泵启停顺序等。

(1）超滤反冲洗排队。超滤投运后，根据水质不同，运行30～60 min后应进行一次反冲洗，反冲洗完成后循环至制水状态，为一个运行周期。在多套超滤装置运行时，可能会同时需要进行反冲洗，此时为保证反冲洗流量及效果，应将顺控中设置反冲洗排队功能，后进入反冲洗的超滤排队等待，当正在反冲洗的超滤完成反冲洗步序后，等待的超滤装置的才可开始进行反冲洗。超滤装置反冲洗排队逻辑流程见图5。

考虑到超滤为内压式，原水由膜丝内进入，容污空间相对较小，只能采用错流过滤运行，且当运行10～20个周期后，应进行一次加强反冲洗。加强反冲洗时杀菌剂与碱为一组，主要除去有机污染物、细菌等；酸为一组，主要除去无机盐类等，两组加强反冲洗交替运行，每次加强反冲洗只运行其中一组，且只有一套超滤装置可以处于加强反冲洗步序中。加强反冲洗步序主要包括以下步骤：(1)进药；(2)浸泡；(3)反冲洗排水；(4)上反冲洗；(5)下正冲。在加强反冲洗过程中，需要考虑如下问题：(1)在进药步序，超滤反冲洗水泵启动，药液经反冲洗管道进入设备，在反冲洗排水步序和上反冲洗步序同样会启动公用设备超滤反冲洗水泵；(2)在下正冲步序，需要启动公用设备PCF和清水泵；(3)超滤加强反冲洗步序时间较长，加之在碱洗过程中pH一般调整为12左右，碱液粘稠度较大，需较长的冲洗时间，为保证有足够的反冲洗用水，常会有其他的超滤设备处于运行状态。考虑到以上情况，当需要启动超滤反冲洗水泵时，同样需要与运行状态的超滤进行反冲洗排队；若加上该套待加强反冲洗的超滤后没有超过3套超滤装置在运行，则将处于加强反冲洗的超滤当做处于制水步序的超滤进行考虑，同样遵循本文2.1节介绍的多对多运行方式原则；若其余3套超滤都在运行，则加强反冲洗时会按照3台清水泵、3台PCF和4套超滤的运行方式，启动加强反冲洗前运行人员需要将备用的PCF及清水泵选择以使其入列。

通过对锅炉补给水处理系统顺控逻辑的修改、补充及优化，极大地提高了该系统的自动化水平，提高了系统的稳定性、安全性。减少了运行人员的操作量，保证了系统的稳定运行，一定程度上提高了经济性。通过调试期间及后续的设备运行，验证了优化方案的可行性及合理性。顺控调试过程中遇到的问题较为典型，对同类型或相似的全膜法处理系统顺控的设计、调试或运行有着较强的参考价值。