引言
集散控制系統(tǒng)簡(jiǎn)約，靈活，開(kāi)放的結(jié)構(gòu)形成一個(gè)功能強(qiáng)大，控制涉及面廣泛的整體，滿足了整個(gè)企業(yè)控制、系統(tǒng)集成、信息管理和工廠管理的需求。可以為用戶解決各類在工程控制中所遇到的關(guān)于物理分散、信息集中管理、降低整體造價(jià)所遇到的一系列的難題。
隨著電廠自動(dòng)化水平的不斷提高，電廠主控制室中盤(pán)臺(tái)設(shè)備越來(lái)越少，取而代之的是功能完備的集散控制系統(tǒng)（DCS）及形式多樣的各種操作員站。根據(jù)《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL5000－94)和部頒新廠新辦法的有關(guān)規(guī)定，要實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐、電統(tǒng)一的單元集中控制，使單元控制室的機(jī)、爐、電控制水平協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，電廠燃煤機(jī)組煙氣脫硫工程中通常采用DCS系統(tǒng)。根據(jù)電廠燃煤機(jī)組煙氣脫硫工藝流程的特點(diǎn)，系統(tǒng)控制主要由煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰石漿液供應(yīng)系統(tǒng)、石膏排出系統(tǒng)、工藝水及濾水系統(tǒng)等幾部分組成。
DCS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
DCS操作員站系統(tǒng)是電廠脫硫的運(yùn)行狀態(tài)，控制和調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，使電廠脫硫運(yùn)行在安全高效的狀態(tài)。圖1為電廠煙氣脫硫工程DCS網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)。圖2是本工程的XDPS-400+系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)布置圖。
煙氣系統(tǒng)
煙氣系統(tǒng)包括增壓風(fēng)機(jī)、煙氣換熱
器、擋板門(mén)密封空氣系統(tǒng)、DCM（Drive Control Module）FGD入口原煙氣擋板、DCM 吸收塔排空電動(dòng)門(mén)、DCM FGD出口凈煙氣擋板、DCM旁路煙氣擋板。
圖1：電廠煙氣脫硫工程DCS網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu) 煙氣在FGD的啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程中將所有煙氣擋板置于正確的位置，以保證由引風(fēng)機(jī)至煙囪間的煙氣通道。當(dāng)吸收塔停運(yùn)時(shí)吸收塔排空電動(dòng)門(mén)開(kāi)啟，為來(lái)自氧化風(fēng)機(jī)的空氣提供排空的通道，如FGD遇有危險(xiǎn)情況，煙氣系統(tǒng)則導(dǎo)向安全的操作狀態(tài)。
根據(jù)煙氣擋板的位置，來(lái)自密封風(fēng)機(jī)的密封空氣直接引入到關(guān)閉的擋板，煙氣擋板關(guān)閉時(shí)連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)密封空氣閥自動(dòng)開(kāi)啟。密封風(fēng)機(jī)將熱空氣吹入雙擋板之間，確保煙氣泄露率為0。密封風(fēng)機(jī)排出設(shè)計(jì)壓力為高于煙道里的煙氣壓力500Pa的密封空氣，密封空氣采用電加熱以防止在擋板處凝結(jié)。密封空氣閥與煙氣擋板執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械聯(lián)鎖，煙氣擋板關(guān)閉，密封空氣閥開(kāi)啟；煙氣擋板開(kāi)啟，密封空氣閥關(guān)閉。在GGH里，通過(guò)對(duì)熱的未處理煙氣的吸收，用于再熱來(lái)自吸收塔的凈煙氣。在100%BMCR工況下，無(wú)須補(bǔ)充熱量，GGH維持凈煙氣溫度高于82℃。在低負(fù)荷時(shí)，煙氣溫度將降低。
圖2： DCS系統(tǒng)架構(gòu)示意圖 吸收塔系統(tǒng)
吸收塔系統(tǒng)包括SGC（Subgroup Circuit）吸收塔漿液循環(huán)、SGC除霧器沖洗、SGC吸收塔排水坑、SGC氧化空氣、SGC事故漿液池、DCM吸收塔攪拌器、DCM吸收塔濾液補(bǔ)水閥。
吸收塔漿液循環(huán)泵連續(xù)運(yùn)行，加入吸收塔的石灰石漿液量根據(jù)煙氣流量、SO2 含量、SO2 脫除率和吸收塔漿液的pH值進(jìn)行控制；吸收塔的液位通過(guò)吸收塔排出泵來(lái)控制，石膏排出泵連續(xù)運(yùn)行，到水力旋流站的石膏漿液及返塔漿液通過(guò)關(guān)斷閥連鎖（保持1開(kāi)1關(guān)），均以間斷方式運(yùn)行；通過(guò)吸收塔濾液補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥控制吸收塔漿液密度。
吸收塔液位應(yīng)保持在某一范圍內(nèi)，液位過(guò)高會(huì)影響氣液交換，液位過(guò)低會(huì)影響運(yùn)行的循環(huán)泵數(shù)量，通過(guò)調(diào)整除霧器沖洗的間隔時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)在不同負(fù)荷下設(shè)定間隔時(shí)間函數(shù)即可，同時(shí)考慮在液位高時(shí)加強(qiáng)石膏的排出力度，液位低時(shí)加強(qiáng)石灰石漿液的供給�？刂苹芈啡鐖D3所示。
圖3 吸收塔液位控制回路
圖4 石灰石漿液供給閥控制回路
石灰石漿液供應(yīng)系統(tǒng)
石灰石漿液供應(yīng)系統(tǒng)將成品石灰石漿液輸送至吸收塔，每個(gè)吸收塔設(shè)有2臺(tái)石灰石漿液輸送泵，1運(yùn)1備。石灰石漿液池設(shè)有1臺(tái)攪拌器，防止?jié){液產(chǎn)生固體沉淀。
石灰石漿液輸送泵與石灰石漿液池液位聯(lián)鎖。為保證石膏旋流子工作在最佳分離工況下，旋流子的入口壓力應(yīng)維持在某一定值，通過(guò)控制石膏旋流站至吸收塔再循環(huán)門(mén)的開(kāi)度來(lái)達(dá)到該目的，加入負(fù)荷信號(hào)作為前饋。由于該門(mén)的開(kāi)度會(huì)影響到吸收塔的液位，為避免干擾吸收塔液位，此時(shí)石灰石漿液供給閥也應(yīng)同向變化�？刂苹芈啡鐖D4所示。
石膏排出系統(tǒng)
煙氣脫硫工程中設(shè)置了整套的石膏脫水系統(tǒng)，設(shè)置了1套石膏旋流站、2臺(tái)真空皮帶過(guò)濾機(jī)和1套廢水旋流站系統(tǒng)。石膏旋流站的溢流全部回濾液水箱，石膏旋流站的底流、真空皮帶過(guò)濾機(jī)、廢水旋流站系統(tǒng)按預(yù)期方式運(yùn)行。
石膏系統(tǒng)由SGC石膏排出泵、DCM石膏旋流站、SGC真空皮帶過(guò)濾機(jī)、SGC廢水旋流站組成。
石膏漿液排出泵將石膏漿液從吸收塔反應(yīng)池送到煙氣脫硫工程共用的石膏旋流站進(jìn)行濃縮，另一方面吸收塔反應(yīng)池可在事故時(shí)由石膏排出泵拋棄或排往事故漿池，檢修吸收塔。石膏排出泵出口設(shè)密度及PH測(cè)量。吸收塔的液位和漿液密度通過(guò)吸收塔排出泵來(lái)控制，當(dāng)吸收塔內(nèi)漿液密度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，石膏漿液排出到石膏旋流站；當(dāng)吸收塔內(nèi)漿液密度未達(dá)到設(shè)定值時(shí)，石膏漿液通過(guò)石膏返回管返至吸收塔。
吸收塔中持液槽內(nèi)漿液混合物的濃度應(yīng)保持某一水平，使固體懸浮物保持在最佳水平，防止結(jié)垢并使晶體成片，以便能夠?qū)崿F(xiàn)最大脫水率。通過(guò)調(diào)節(jié)吸收塔補(bǔ)水閥開(kāi)度來(lái)保持吸收塔漿液的密度。為加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，加入鍋爐負(fù)荷作為前饋信號(hào)。
控制回路如圖5所示。
圖5：吸收塔漿液濃度控制圖 工藝水及濾液水系統(tǒng)
工藝水及濾水系統(tǒng)包括PC工藝水系統(tǒng)，PC濾液水系統(tǒng)。所有均由操作者設(shè)定為自動(dòng)方式。工藝水泵能產(chǎn)生必要的壓力用于除霧器沖洗、各種類型漿液管道的沖洗及設(shè)備的冷卻用水、GGH高壓水泵的供水。煙氣脫硫工程設(shè)置了工藝水箱，并預(yù)留了1臺(tái)工藝水泵的接口。設(shè)3臺(tái)工藝水泵，2用1備，1座吸收塔對(duì)應(yīng)1臺(tái)工藝水泵。
除霧器沖洗水管路中的自動(dòng)反沖洗濾水器去除工藝水中的雜質(zhì)，并自動(dòng)排污。除霧器沖洗水調(diào)節(jié)閥控制除霧器沖洗水進(jìn)口壓力。
結(jié)束語(yǔ)
在工程實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，依照DCS的特點(diǎn)采用典型的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠燃煤機(jī)組煙氣脫硫工程中的控制，可以保證不出現(xiàn)誤操作事故，還增加了相當(dāng)部分的判據(jù)條件和I/O測(cè)點(diǎn)，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是較方便地對(duì)DCS進(jìn)行檢查，同時(shí)也增大了控制的可靠性。 |
