一、工程概況
本工程為山東黃臺(tái)火力發(fā)電廠(chǎng)#7，8機(jī)組2×300MW（2×1025t/h燃煤鍋爐）煙氣脫硫技改工程，是國(guó)內(nèi)*個(gè)2×300MW機(jī)組煙氣脫硫（FuelGasDesulfurization，以下簡(jiǎn)稱(chēng)FGD）國(guó)產(chǎn)化示范項(xiàng)目。煙氣采用目前通行的石灰石-石膏濕法工藝進(jìn)行脫硫，#7、#8爐設(shè)獨(dú)立的煙氣系統(tǒng)、吸收塔、氧化風(fēng)機(jī)、一級(jí)旋流脫水等脫硫裝置，單元運(yùn)行；石灰石吸收劑制備、事故漿池、二次脫水、工業(yè)水、廢水處理等輔助系統(tǒng)公用。另設(shè)單獨(dú)的石膏炒制車(chē)間。本工程的技術(shù)總負(fù)責(zé)和設(shè)計(jì)總包方是北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司，其脫硫技術(shù)是引進(jìn)德國(guó)斯坦米勒公司（現(xiàn)為德國(guó)巴高克博系格能源公司，簡(jiǎn)稱(chēng)BBP公司）的石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)，該技術(shù)成熟可靠，在世界脫硫領(lǐng)域具有*水平。
脫硫系統(tǒng)的控制系統(tǒng)是以分散控制系統(tǒng)（DCS）為核心，對(duì)#7，8機(jī)組的脫硫系統(tǒng)以及公用輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。本工程DCS經(jīng)過(guò)招投標(biāo)，選用了電廠(chǎng)#7，8機(jī)組老廠(chǎng)使用的上海?？怂共_（Foxboro）有限公司的I/A系統(tǒng)。
該脫硫工程從2002年7月起經(jīng)過(guò)一年半緊張的施工圖設(shè)計(jì)，安裝，以及調(diào)試，#8機(jī)組脫硫和公用輔助系統(tǒng)已于2003年12月25日順利圓滿(mǎn)通過(guò)了168試運(yùn)，項(xiàng)目驗(yàn)收小組的評(píng)價(jià)是"確實(shí)值得示范學(xué)習(xí)"。
1.1脫硫工藝系統(tǒng)概況
本工程采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)。主要工藝系統(tǒng)包括：石灰石漿液制備系統(tǒng)、石灰石漿液供應(yīng)系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、吸收塔氧化空氣系統(tǒng)、漿液排放系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)以及煙氣系統(tǒng)等。石灰石漿液制備系統(tǒng)包括除塵器、除鐵器、振動(dòng)給料機(jī)、立錘破碎機(jī)、斗式提升機(jī)、刮板輸送機(jī)、稱(chēng)重式皮帶輸送機(jī)、濕式球磨機(jī)等；石灰石漿液供應(yīng)系統(tǒng)包括石灰石漿液箱、石灰石漿液泵等；吸收塔系統(tǒng)包括吸收塔、循環(huán)漿泵、石膏漿排出泵等；吸收塔氧化空氣系統(tǒng)包括氧化風(fēng)機(jī)等；漿液排放系統(tǒng)包括藝樓區(qū)漿液排放系統(tǒng)和吸收塔區(qū)事故漿液排放系統(tǒng)；石膏脫水系統(tǒng)包括一級(jí)脫水系統(tǒng)（包括石膏旋流站等）和二級(jí)脫水系統(tǒng)（真空皮帶脫水機(jī)、真空泵等）。
1.2DCS控制范圍
DCS控制范圍包括以上兩爐兩塔的石灰石-石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)，輔助公用系統(tǒng)，以及電氣脫硫變壓器，廠(chǎng)用電部分等。石膏干燥炒制車(chē)間單設(shè)獨(dú)立的PLC子系統(tǒng)。
1.3控制方式及自動(dòng)化水平
整套脫硫系統(tǒng)采用集中監(jiān)控方式，操作人員在集中控制室通過(guò)LCD及鍵盤(pán)和軌跡球標(biāo)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制操作。#7、#8爐脫硫及輔助公用系統(tǒng)設(shè)一個(gè)集中控制室，布置在#8爐脫硫裝置區(qū)的電控樓內(nèi)。但是由于#7爐脫硫工藝系統(tǒng)距離集中控制室比較遠(yuǎn)（大約400～450米左右），所以對(duì)#7爐脫硫系統(tǒng)的DCS機(jī)柜將采用"物理分散"的方案，即在#7爐脫硫配電間上設(shè)置單獨(dú)的DCS電子設(shè)備間，用于布置#7爐脫硫DCS的主機(jī)控制柜、I/O柜、電源柜以及其它需要的控制盤(pán)柜等，以完成對(duì)#7爐脫硫系統(tǒng)的就地?cái)?shù)據(jù)采集、自動(dòng)調(diào)節(jié)以及聯(lián)鎖保護(hù)等控制。而運(yùn)行人員將在#8爐脫硫集中控制室內(nèi)的終端操作員站上通過(guò)DCS的計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)（冗余光纜）對(duì)#7爐的脫硫系統(tǒng)進(jìn)行完整的監(jiān)控。
本工程2臺(tái)機(jī)組脫硫系統(tǒng)共用1套分散控制系統(tǒng)（FGD-DCS）進(jìn)行控制，在脫硫集中控制室內(nèi)分別設(shè)置操作員站（3個(gè)）。運(yùn)行人員在脫硫控制室內(nèi)以分散控制系統(tǒng)（DCS）操作員站的LCD和鍵盤(pán)作為主要監(jiān)視和控制中心，并配少量后備緊急硬操作按鈕（三個(gè)煙道擋板門(mén)以及增壓風(fēng)機(jī)的開(kāi)關(guān)硬按鈕等，布置在#7，8爐脫硫?qū)?yīng)的操作員站上），可以對(duì)兩臺(tái)機(jī)組脫硫系統(tǒng)及其公用系統(tǒng)進(jìn)行啟／?？刂?、正常運(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整，以及異常工況的報(bào)警和緊急事故處理，而無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)人員的操作配合。
1.4控制功能
本工程DCS包括以下主要功能：
●數(shù)據(jù)采集（DAS）
●模擬量控制（MCS）
●順序控制（SCS）
●電氣脫硫變壓器，廠(chǎng)用電控制（ECS）
1.5DCS控制規(guī)模
1.5.1I/O點(diǎn)
本工程DCS熱控I/O點(diǎn)共計(jì)約為2363點(diǎn)，其中#7爐脫硫系統(tǒng)777點(diǎn)，#8爐脫硫系統(tǒng)725點(diǎn)，公用輔助系統(tǒng)861點(diǎn)，電氣系統(tǒng)254點(diǎn)。詳細(xì)的熱控I/O點(diǎn)分類(lèi)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)下表：
●上述數(shù)量不包括備用點(diǎn)以及DCS內(nèi)部的硬接線(xiàn)點(diǎn)。
●上表中"S"代表由DCS內(nèi)供電，"U"代表由用戶(hù)外供電。
1.5.2控制對(duì)象
本工程DCS控制對(duì)象數(shù)量約為391個(gè)（不含電氣脫硫變，廠(chǎng)用電部分），其中#7爐脫硫系統(tǒng)129個(gè)，#8爐脫硫系統(tǒng)119個(gè)，公用系統(tǒng)141個(gè)。詳細(xì)分類(lèi)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)下表：
二、DCS系統(tǒng)配置及特點(diǎn)
本工程根據(jù)脫硫工藝系統(tǒng)的特點(diǎn)，DCS操作員站，過(guò)程控制站（包括控制主機(jī)柜及處理器CP，I/O機(jī)柜及模件，輸出繼電器柜，以及電源分配柜等）均按照以下物理分散的原則進(jìn)行分組：
1）#7鍋爐FGD脫硫過(guò)程控制站，控制物理分散范圍包括#7爐FGD脫硫塔，循環(huán)漿泵，氧化風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)，石膏旋流器一級(jí)脫水，以及GGH等。
2）#8鍋爐FGD脫硫過(guò)程控制站，控制物理分散范圍包括#8爐FGD脫硫塔，循環(huán)漿泵，氧化風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)，石膏旋流器一級(jí)脫水，以及GGH等。
3）FGD公用輔助部分過(guò)程控制站，控制物理分散范圍包括公用石灰石吸收劑制備、事故漿液系統(tǒng)、真空皮帶二級(jí)脫水、工業(yè)水、廢水處理等。
DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置詳見(jiàn)下圖：
I/A系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由三層組成，zui上層是工廠(chǎng)信息管理層，下一層為過(guò)程操作控制層，第三層是過(guò)程控制和過(guò)程接口。整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成包括操作員站、工程師站、過(guò)程控制站、以及電源分配柜和通訊系統(tǒng)等。其設(shè)備配置詳見(jiàn)DCS主要控制模件及外圍設(shè)備配置表。
2.1人-機(jī)接口（MMI）
本工程脫硫裝置DCS共設(shè)3個(gè)操作員站（其中#7爐脫硫系統(tǒng)1個(gè)，#8爐脫硫系統(tǒng)1個(gè)，公用系統(tǒng)1個(gè)）和2個(gè)工程師站（其中#7爐脫硫系統(tǒng)1個(gè)，#8爐及公用系統(tǒng)1個(gè)）。
打印機(jī)配置：1臺(tái)A4彩色激光（掛#8爐脫硫工程師站）、1臺(tái)A4彩噴（掛#7爐脫硫工程師站）、2臺(tái)A3網(wǎng)絡(luò)寬行記錄（掛DCS網(wǎng)絡(luò)通訊處理機(jī)COMP10）。
2.2DCS機(jī)柜
I/A系統(tǒng)在本工程共采用17個(gè)DCS機(jī)柜，其中包括3個(gè)主機(jī)柜（其中#7爐脫硫系統(tǒng)、#8爐脫硫系統(tǒng)及公用系統(tǒng)各1個(gè)），6個(gè)繼電器柜（其中#7爐脫硫系統(tǒng)、#8爐脫硫系統(tǒng)及公用系統(tǒng)各2個(gè)），6個(gè)FBM卡件柜（其中#7爐脫硫系統(tǒng)、#8爐脫硫系統(tǒng)及公用系統(tǒng)各2個(gè)），2個(gè)電源分配柜（其中#7爐脫硫系統(tǒng)1個(gè)，#8爐脫硫系統(tǒng)及公用系統(tǒng)1個(gè)），機(jī)柜外形均為2200×800×800（mm）。
2.3過(guò)程控制處理器（CP）
本工程#7爐脫硫系統(tǒng)、#8爐脫硫系統(tǒng)、脫硫公用輔助系統(tǒng)分別采用兩對(duì)冗余的CP（#7爐為CP6001和CP6002，#8爐為CP6003和CP6004，公用系統(tǒng)為CP6005和C6006），主要完成各自工藝系統(tǒng)的I/O采樣、處理及工藝控制。
2.4過(guò)程I/O卡件（FBM）
模件的配置在招標(biāo)時(shí)要求DCS廠(chǎng)商按照工藝系統(tǒng)及DCS功能配置。DCS主要模件配置詳見(jiàn)下表：
2.5DCS通訊系統(tǒng)
通訊系統(tǒng)為1∶1冗余，通訊方式為廣播式。
本工程所供I/A系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)分為三層：現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、節(jié)點(diǎn)總線(xiàn)及管理信息總線(xiàn)。
2.5.1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)
現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)用于CP40B控制處理機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)組件（FBM）即I/O卡件之間的通訊?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊接口為EIARS485，通訊速率為268.5KBPS，通訊協(xié)議IEEE1118，采用屏蔽雙絞線(xiàn)或光纜。
2.5.2節(jié)點(diǎn)總線(xiàn)
節(jié)點(diǎn)總線(xiàn)使用于過(guò)程管理控制層，為I/A系統(tǒng)中的各個(gè)站（應(yīng)用處理站，控制處理機(jī)，操作站處理機(jī)等）之間，提供高速（10MB/S）、冗余點(diǎn)到點(diǎn)的通訊。該總線(xiàn)為直鏈型結(jié)構(gòu)，通訊規(guī)程為IEEE802.3，采用屏蔽雙絞線(xiàn)或光纜。
本工程DCS系統(tǒng)由兩個(gè)接點(diǎn)（每個(gè)節(jié)點(diǎn)可連接64個(gè)站）構(gòu)成：#7爐脫硫系統(tǒng)接點(diǎn)，#8爐及公用脫硫系統(tǒng)接點(diǎn)，兩個(gè)接點(diǎn)之間由LAN的局域網(wǎng)連接（采用冗余光纜）而成。
2.5.3管理信息總線(xiàn)
通過(guò)工程師站的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)TCP／IP通訊接口，全廠(chǎng)管理信息MIS網(wǎng)與脫硫DCS控制網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)雙向通訊（但一般處于安全考慮，均設(shè)置為由DCS向MIS的單向數(shù)據(jù)傳輸）。各種生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息和數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向有不同需要的管理者傳送。
2.5.4通訊接口
（1）內(nèi)部通訊接口-設(shè)備集成處理機(jī)（COMMP10）和打印機(jī)
設(shè)備集成處理機(jī)有4個(gè)RS232-C兼容串行接口，其異步通訊速率為9.6Kbps，可連接外設(shè)。例如80/136列中／英文點(diǎn)陣式打印機(jī)；彩色噴墨打印機(jī)；VT-100視頻終端；調(diào)制解調(diào)器以及PC機(jī)等各種通訊設(shè)備。每個(gè)COMMP10集成處理機(jī)通過(guò)異步通信接口可連接八臺(tái)設(shè)備，通訊規(guī)程為MODBUSRTU，其他流行的通訊規(guī)程均可。
?。?）外部通訊接口-通訊處理機(jī)（MG30）
通訊處理機(jī)（MG30）是與其它智能控制設(shè)備（如PLC等）相互通訊的接口。MG30處理機(jī)掛在節(jié)點(diǎn)總線(xiàn)上，與計(jì)算機(jī)和信息網(wǎng)絡(luò)相連。脫硫DCS通過(guò)MG30與其它控制系統(tǒng)如輔助石膏炒制車(chē)間PLC子系統(tǒng)、煙氣排放檢測(cè)系統(tǒng)、#7機(jī)組DCS、#8機(jī)組DCS、或全廠(chǎng)SIS進(jìn)行監(jiān)控通訊連接。
2.5.5硬接線(xiàn)信號(hào)接口
脫硫DCS除配置以上通訊接口外，對(duì)部分重要信號(hào)還通過(guò)硬接線(xiàn)與#7、8機(jī)組DCS和電除塵控制系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，包括鍋爐狀態(tài)（MFT、火焰、吹掃等）、油燃燒器投入狀況、煤燃燒器投入狀況、電除塵電場(chǎng)投入狀況等。具體信號(hào)類(lèi)型及數(shù)量如下：
●鍋爐控制系統(tǒng)送出至脫硫DCS信號(hào)：
1.鍋爐負(fù)荷指令信號(hào)4～20mA1點(diǎn)
2.鍋爐總風(fēng)量信號(hào)4～20mA1點(diǎn)
3.鍋爐主蒸汽流量信號(hào)4～20mA1點(diǎn)
4.鍋爐MFTNO（無(wú)源干接點(diǎn)）1點(diǎn)
5.鍋爐爐膛吹掃NO（無(wú)源干接點(diǎn)）1點(diǎn)
6.鍋爐吹灰NO（無(wú)源干接點(diǎn)）1點(diǎn)
7.鍋爐油槍投入NO（無(wú)源干接點(diǎn)）共3點(diǎn)（1點(diǎn)/油層）
8.鍋爐煤燃燒器各層投入NO（無(wú)源干接點(diǎn)）共5點(diǎn)（1點(diǎn)/油層）
9.鍋爐電除塵器各電場(chǎng)運(yùn)行NO（無(wú)源干接點(diǎn)）共4點(diǎn)（1點(diǎn)/電場(chǎng)）
●脫硫DCS送出至鍋爐控制系統(tǒng)信號(hào)：
1.鍋爐脫硫運(yùn)行（或停止）NO（無(wú)源干接點(diǎn)）1點(diǎn)
2.鍋爐脫硫增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行（或停止）NO（無(wú)源干接點(diǎn)）1點(diǎn)
3.鍋爐脫硫旁路擋板狀態(tài)信號(hào)NO（無(wú)源干接點(diǎn)）1點(diǎn)
4.鍋爐脫硫原煙氣擋板狀態(tài)信號(hào)NO（無(wú)源干接點(diǎn)）1點(diǎn)
5.鍋爐脫硫凈煙氣擋板狀態(tài)信號(hào)NO（無(wú)源干接點(diǎn)）1點(diǎn)
2.6DCS電源系統(tǒng)
DCS的供電采用雙回路供電，其中一路為不停電電源（UPS），另一路為低壓廠(chǎng)用電源。#7爐脫硫系統(tǒng)DCS電源容量為8KVA，#8爐脫硫系統(tǒng)及公用系統(tǒng)DCS電源容量為15KVA。
整套DCS配置2個(gè)電源柜，分別提供#7爐脫硫系統(tǒng)、#8爐脫硫系統(tǒng)及公用系統(tǒng)DCS設(shè)備所需要的交流電源和24VDC電源。
進(jìn)入電源柜的2路交流電源一路工作，一路備用，向DCS內(nèi)部各電子裝置、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、操作員站、工程師站、主機(jī)柜、FBM卡件柜、繼電器柜（包括需DCS操作供電的氣動(dòng)門(mén)，電磁閥）及控制臺(tái)上緊急按鈕，指示燈供電。
系統(tǒng)所有的機(jī)柜都采用冗余供電方式，接收二路交流電源輸入?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)組件的電池后備用電源是由相關(guān)聯(lián)的控制處理器內(nèi)的電源轉(zhuǎn)換器提供的。DCS操作員站、工程師站也都采用冗余供電方式，一路由DCS電源柜供電，另一路由熱控220VAC電源柜供電，二路電源在集控室控制臺(tái)內(nèi)通過(guò)自動(dòng)交流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換。
本工程全部采用氣動(dòng)門(mén)，數(shù)量很多（約230個(gè)左右）而且布置比較分散。所以對(duì)所有氣動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)控制，要求DCS利用用戶(hù)向其提供的兩路總AC220V電源，并在其輸出繼電器端子柜內(nèi)采用帶有熔斷保護(hù)開(kāi)關(guān)的接線(xiàn)端子，通過(guò)內(nèi)部串接線(xiàn)，使得對(duì)每一個(gè)氣動(dòng)門(mén)，DCS都能從繼電器柜對(duì)外輸出具有直接驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)門(mén)的有源DO接點(diǎn)信號(hào)（AC220V，0.），現(xiàn)場(chǎng)不再為氣動(dòng)門(mén)專(zhuān)設(shè)集中的電磁閥箱，這樣即從經(jīng)濟(jì)上節(jié)省了投資費(fèi)用，又極大地方便了施工，調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)。
2.7DCS接地系統(tǒng)
根據(jù)上海福克斯波羅有限公司的要求，本工程DCS不需要單獨(dú)的接地網(wǎng)，DCS接地電纜與電氣接地網(wǎng)單點(diǎn)連接，總接地電阻小于1Ω，并且在施工安裝時(shí)要求所有DCS機(jī)柜底座用橡膠墊對(duì)地絕緣浮空。
I/A系統(tǒng)接地分為信號(hào)屏蔽地，系統(tǒng)地和電氣設(shè)備的安全地，在本工程中，上海?？怂共_有限公司在DCS所有主機(jī)柜、FBM卡件柜、繼電器柜及電源柜中分別設(shè)置信號(hào)屏蔽地，系統(tǒng)地和安全地的接地銅條，柜內(nèi)各接地全部由DCS廠(chǎng)商分別接至以上各柜接地銅條，柜外由施工單位將以上各柜接地銅條分別匯接至DCS電源柜中總接地母排后，再由一點(diǎn)接至0米電氣接地網(wǎng)，接地點(diǎn)周?chē)?5米以?xún)?nèi)無(wú)別的大電氣設(shè)備接地點(diǎn)。
三、DCS的主要功能
限于篇幅，以下僅對(duì)本工程DCS的主要功能和特點(diǎn)的功能予以簡(jiǎn)要說(shuō)明（圖略），以供閱讀時(shí)參考。
DCS主要功能包括以下幾部分：
·數(shù)據(jù)采集（DAS）
·模擬量控制（MCS）
·順序控制（SCS）
·電氣控制系統(tǒng)（ECS）；主要指電氣脫硫變壓器，廠(chǎng)用電等系統(tǒng)納入DCS的監(jiān)控。
3.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）是整套脫硫系統(tǒng)在啟動(dòng)、停止、正常運(yùn)行和事故工況下的主要監(jiān)視手段。其主要功能如下：
●工藝過(guò)程變量的掃描和處理
●報(bào)警處理
●屏幕顯示
●制表打印
●歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索
●性能計(jì)算：脫硫效率計(jì)算、石灰石利用率計(jì)算、煙氣換熱器效率計(jì)算等
3.2模擬量控制系統(tǒng)（MCS）
模擬量控制系統(tǒng)或稱(chēng)閉環(huán)控制系統(tǒng)，是機(jī)組zui重要的控制系統(tǒng)之一。
本工程FGD系統(tǒng)的主要閉環(huán)調(diào)節(jié)回路（MCS）包括以下：
●增壓風(fēng)機(jī)入口煙氣壓力調(diào)節(jié)
增壓風(fēng)機(jī)需要克服從原煙氣擋板入口開(kāi)始到凈煙氣擋板出口結(jié)束這一段FGD系統(tǒng)的壓力降。此回路將FGD系統(tǒng)入口的靜壓控制在-5mbar。采用此值是因?yàn)闊焽璧淖匀怀榱杀ＷCFGD裝置滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)出口的靜壓。壓力控制通過(guò)調(diào)整增壓風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。為優(yōu)化增壓風(fēng)機(jī)控制環(huán)路的特性，引入鍋爐的負(fù)荷信號(hào)和總送風(fēng)量信號(hào)作為前饋信號(hào)，以適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變動(dòng)控制。
●吸收塔液位調(diào)節(jié)
通過(guò)對(duì)FGD系統(tǒng)提供充足的工藝水，補(bǔ)充進(jìn)入吸收塔的熱煙氣冷卻和飽和過(guò)程中所蒸發(fā)掉的水。FGD運(yùn)行時(shí)，工藝補(bǔ)充水由液滴分離器（除霧器）的沖洗水提供，在需要時(shí)還可以從石灰石制備系統(tǒng)供應(yīng)。吸收塔液位控制由加入到實(shí)際煙氣中的除霧器沖洗水水量調(diào)節(jié)，沖洗水量通過(guò)改變沖洗程序的中斷時(shí)間來(lái)控制，沖洗程序的中斷時(shí)間是煙氣負(fù)荷的函數(shù)。在zui大煙氣量時(shí)，對(duì)應(yīng)zui小的中斷時(shí)間。等待時(shí)間的長(zhǎng)短是受到控制的。借助測(cè)得的煙氣流量和一個(gè)函數(shù)計(jì)算出除霧器沖洗系統(tǒng)的要求等待時(shí)間，這個(gè)時(shí)間要乘一個(gè)依據(jù)正常充注液位和測(cè)得的實(shí)際液位之間的比率自行確定的因數(shù)。將計(jì)算所得等待時(shí)間，即預(yù)計(jì)時(shí)間與實(shí)際等待時(shí)間對(duì)比。如果實(shí)際等待時(shí)間達(dá)到設(shè)定值（預(yù)期等待時(shí)間），被激活的除霧器某層的一個(gè)沖洗水閥將被激活打開(kāi)（相應(yīng)的除霧器沖洗順序控制子功能組控制起動(dòng)），同時(shí)積分器上的等待時(shí)間將設(shè)定為0。沖洗一分鐘后關(guān)閉，除霧器該層的下一個(gè)沖洗水閥門(mén)又開(kāi)始了一個(gè)新等待時(shí)間。如果該層的沖洗水閥門(mén)已全部沖完，則由除霧器沖洗順序控制子功能組啟動(dòng)除霧器下一層沖洗水閥門(mén)沖洗程序。
●石灰石供漿流量調(diào)節(jié)
準(zhǔn)確控制石灰石的加藥量，也即合理的石灰石漿液流量將使吸收塔反應(yīng)內(nèi)液體環(huán)境PH值維持在合理*的范圍之內(nèi)，以保證吸收塔吸收的SO2全部反應(yīng)為石膏。該調(diào)節(jié)回路采用一個(gè)串級(jí)PID控制，一級(jí)主調(diào)節(jié)器控制PH值，二級(jí)副調(diào)節(jié)器控制石灰石漿液供給量，在一級(jí)主調(diào)節(jié)器后的輸出引入煙氣流量，原煙氣中SO2濃度和一些化學(xué)計(jì)量因數(shù)進(jìn)行計(jì)算修正作為二級(jí)副調(diào)節(jié)器石灰石漿液流量的設(shè)定值輸入，然后與實(shí)測(cè)的石灰石漿液供給量（流量和密度計(jì)算后得出）一起送入二級(jí)副調(diào)節(jié)器進(jìn)行偏差PID調(diào)節(jié)，其輸出以控制石灰石漿液供給調(diào)節(jié)閥快速響應(yīng)FGD負(fù)荷變化，將PH值變化減少到zui小。
●石膏漿排出量調(diào)節(jié)
吸收塔石膏排出量與石膏一級(jí)脫水旋流器實(shí)際運(yùn)行的旋流子數(shù)量是直接相關(guān)的，而石膏旋流子的運(yùn)行數(shù)量與吸收塔的石灰石加藥量或石膏生成量有比例關(guān)系，控制方案組態(tài)中實(shí)際旋流子的運(yùn)行數(shù)量是通過(guò)石膏漿液的密度值進(jìn)行控制的。石膏排出泵送來(lái)的漿液，首先經(jīng)過(guò)在線(xiàn)密度計(jì)測(cè)量。當(dāng)密度值低于某預(yù)設(shè)定值時(shí)，減少旋流子的運(yùn)行數(shù)目，由于此時(shí)旋流站供漿集箱內(nèi)的壓力升高，利用石膏旋流器入口聯(lián)箱上的壓力變送器信號(hào)與石膏旋流器入口回流氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閉環(huán)控制，將回流調(diào)節(jié)閥開(kāi)度加大，使供漿集箱的壓力維持恒定。當(dāng)漿液密度值低于zui小值時(shí)（即石膏生成量不足），關(guān)閉所有旋流器，回流調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，使含石膏較少的漿液全部返回到吸收塔繼續(xù)反應(yīng)生成石膏。反之，當(dāng)所測(cè)密度值大于設(shè)定值時(shí)，增開(kāi)旋流子數(shù)目，回流調(diào)節(jié)閥開(kāi)度減小。超過(guò)zui大值時(shí)，打開(kāi)所有旋流子，調(diào)節(jié)閥全關(guān)。運(yùn)行過(guò)程中石膏供漿集箱的壓力始終依靠石膏漿液回流管調(diào)節(jié)閥來(lái)維持恒定，以保證運(yùn)行旋流子的正常工作。
●石灰石漿液濃度調(diào)節(jié)
石灰石通過(guò)稱(chēng)重皮帶給料機(jī)，和過(guò)濾水按設(shè)定恒定量成比例連續(xù)和直接進(jìn)入濕式球磨機(jī)進(jìn)行研磨。在磨煤機(jī)出口，通過(guò)石灰石漿液密度測(cè)量，控制過(guò)濾水至一級(jí)再循環(huán)箱的進(jìn)水量來(lái)稀釋精調(diào)石灰石漿液濃度。
●真空皮帶濾餅厚度調(diào)節(jié)
利用濾餅厚度測(cè)定儀OHTM11CL001測(cè)量濾餅的厚度，以防止因供漿流量變化或其它原因?qū)е碌臑V餅厚度偏移。在閉環(huán)控制中將設(shè)定的濾餅厚度值與實(shí)際測(cè)得的濾餅厚度值進(jìn)行比較，如果厚度太大，則通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)皮帶電機(jī)轉(zhuǎn)速，使濾布以較快速度運(yùn)行，如果厚度太小，則使濾布以較慢速度運(yùn)行。
●磨一級(jí)再循環(huán)箱液位調(diào)節(jié)
一級(jí)循環(huán)箱的容積非常小，所以液位閉環(huán)控制的范圍也非常小，精度要求也較高。通常一級(jí)循環(huán)箱的液位是通過(guò)控制一級(jí)旋流器溢流回流調(diào)節(jié)閥來(lái)控制的，當(dāng)一級(jí)循環(huán)箱的液位低時(shí)，回流調(diào)節(jié)閥將開(kāi)大。
●磨二級(jí)再循環(huán)箱液位調(diào)節(jié)（同磨一級(jí)再循環(huán)箱液位調(diào)節(jié)相類(lèi)似）
●煙風(fēng)擋板密封風(fēng)溫度調(diào)節(jié)
為了防止煙風(fēng)擋板門(mén)的腐蝕，煙風(fēng)擋板密封風(fēng)溫度必須加熱提高到一定溫度（約100～110℃），通過(guò)控制蒸汽加熱器進(jìn)汽流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)控制密封風(fēng)溫度。
3.2順序控制系統(tǒng)（SCS）
順序控制即開(kāi)環(huán)邏輯控制，是機(jī)組主要控制系統(tǒng)之一。其任務(wù)是按照各設(shè)備的啟停運(yùn)行要求及運(yùn)行狀態(tài)，經(jīng)邏輯判斷發(fā)出操作指令，對(duì)機(jī)組主要設(shè)備組或子組進(jìn)行順序啟停。運(yùn)行人員通過(guò)操作員站即可實(shí)現(xiàn)輔機(jī)的啟、?；蜷_(kāi)、關(guān)操作。
根據(jù)本工程特點(diǎn)，脫硫系統(tǒng)順序控制系統(tǒng)的控制水平按功能組級(jí)，子功能組級(jí)和驅(qū)動(dòng)級(jí)三級(jí)控制方式考慮，運(yùn)行人員能通過(guò)操作員站對(duì)功能組和子功能組中相關(guān)的一組設(shè)備進(jìn)行順序啟、停，也可對(duì)SCS中的單個(gè)設(shè)備進(jìn)行啟、?；蜷_(kāi)、關(guān)操作，以便在系統(tǒng)局部故障時(shí)，操作員能選擇較低的水平控制，而不致喪失對(duì)整個(gè)過(guò)程的控制。同進(jìn)SCS中還考慮系統(tǒng)及單個(gè)設(shè)備的聯(lián)鎖和保護(hù)。
本工程SCS邏輯設(shè)計(jì)主要包括以下功能組和子功能組：
A）煙氣系統(tǒng)功能組
煙氣系統(tǒng)功能組下還包括以下子功能組：
●增壓風(fēng)機(jī)順序控制子功能組
●煙道擋板及其密封風(fēng)機(jī)（包括密封風(fēng)蒸汽加熱）順序控制子功能組
●GGH順序控制子功能組
●GGH蒸汽吹灰順序控制子功能組
●GGH高壓水吹灰順序控制子功能組，等等。
B）吸收塔系統(tǒng)功能組
吸收塔系統(tǒng)功能組下還包括以下子功能組：
●循環(huán)漿泵順序控制子功能組
●石灰石供漿順序控制子功能組
●石膏漿排出順序控制子功能組
●石膏漿溢流順序控制子功能組
●除霧器沖洗順序控制子功能組
●氧化風(fēng)機(jī)順序控制子功能組
●PH計(jì)沖洗順序控制子功能組，等等。
C）石灰石制備系統(tǒng)功能組
石灰石制備系統(tǒng)功能組下還包括以下子功能組：
●布袋除塵器順序控制子功能組（廠(chǎng)供設(shè)備完成）
●除鐵器順序控制子功能組（廠(chǎng)供設(shè)備完成），等等。
D）石灰漿磨制系統(tǒng)功能組
石灰漿磨制系統(tǒng)功能組下還包括以下子功能組：
●稱(chēng)重式皮帶給料機(jī)順序控制子功能組（廠(chǎng)供設(shè)備完成）
●濕式球磨機(jī)順序控制子功能組
●濕式球磨機(jī)給水（包括過(guò)濾水地坑泵）順序控制子功能組
●磨一級(jí)循環(huán)泵順序控制子功能組
●磨二級(jí)循環(huán)泵順序控制子功能組，等等。
E）泵液排放系統(tǒng)
漿液排放系統(tǒng)包括以下子功能組：
●事故漿罐順序控制子功能組
●各個(gè)地坑泵順序控制子功能組，等等。
F）其它系統(tǒng)還包括以下功能組：
●石膏二級(jí)脫水系統(tǒng)（真空脫水皮帶）順序控制功能組
●石膏一級(jí)脫水溢流返回系統(tǒng)順序控制功能組
●工藝水系統(tǒng)順序控制功能組
●工業(yè)水系統(tǒng)順序控制功能組，等等。
G）聯(lián)鎖、保護(hù)、報(bào)警邏輯
FGD系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護(hù)主要包括以下：
●FGD裝置的聯(lián)鎖保護(hù)：包括一是來(lái)自FGD本身的聯(lián)鎖保護(hù)信號(hào)，例如FGD進(jìn)口溫度異常、進(jìn)口壓力異常、出口壓力異常、增壓風(fēng)機(jī)故障、換熱器故障、循環(huán)漿泵投入數(shù)量不足等；二是來(lái)自主機(jī)組鍋爐的聯(lián)鎖信號(hào)，例如鍋爐MFT、吹掃、油燃燒器投入數(shù)量過(guò)多、煤燃燒器投入數(shù)量不足、電除塵電場(chǎng)投入數(shù)量不足等。
●重要輔機(jī)設(shè)備本體的聯(lián)鎖保護(hù)（如濕磨，真空皮帶，增壓風(fēng)機(jī)，GGH等）
●其它如備用設(shè)備啟停聯(lián)鎖、箱罐液位聯(lián)鎖、管道設(shè)備沖洗聯(lián)鎖，等等。
四、"物理分散"在本工程DCS方案與置中的優(yōu)化應(yīng)用
本工程脫硫控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng)DCS。共設(shè)一套DCS，采用集中監(jiān)控方式，#7、#8爐FGD及輔助公用系統(tǒng)設(shè)一個(gè)集中控制室，布置在#8爐FGD裝置側(cè)的電控樓內(nèi)。原初步設(shè)計(jì)及審查時(shí)按常規(guī)設(shè)計(jì)將所有DCS控制機(jī)柜全部放置在#8爐電控樓的集中電子設(shè)備間內(nèi)。在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，本人注意到實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)條件是#7爐脫硫工藝系統(tǒng)距離#8爐集中控制室相當(dāng)遠(yuǎn)（大約380～450米左右），從技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上看均不盡合理，所以本人根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)提出了對(duì)#7爐脫硫系統(tǒng)的DCS機(jī)柜采用"系統(tǒng)分散"和"物理分散"的優(yōu)化修改方案，以達(dá)到技術(shù)上保證系統(tǒng)傳輸信號(hào)的準(zhǔn)確可靠和經(jīng)濟(jì)上大幅節(jié)省投資的目的。
具體方案如下，并參見(jiàn)前DCS硬件配置圖：*：將整套脫硫DCS的控制主機(jī)柜，F(xiàn)BM卡件柜，繼電器柜，以及電源柜按#7脫硫、#8爐脫硫和公用輔助系統(tǒng)分為獨(dú)立的三組，DCS系統(tǒng)按此"系統(tǒng)分散"的配置以后，保證了三處工藝系統(tǒng)在運(yùn)行維護(hù)上的相對(duì)獨(dú)立，互不影響，提高了DCS的安全可靠性。第二將#7爐DCS從布置上"物理分散"到就地去，按照目前DCS"物理分散"的做法基本有三種方案：現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，遠(yuǎn)程I/0，以及控制主機(jī)柜分散。*種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的方案目前應(yīng)用尚未成熟普及，及統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，故基本不宜采用。第二種遠(yuǎn)程I/0的方案較為成熟，也有相當(dāng)?shù)某晒?yīng)用業(yè)績(jī)，但考慮到如果在#7爐脫硫和#8集中設(shè)備間之間長(zhǎng)距離的通訊一旦出現(xiàn)故障（雖然采用冗余通訊通道），因控制主機(jī)CP仍在#8集中設(shè)備間，則#7爐脫硫現(xiàn)場(chǎng)就處于*失控的危險(xiǎn)境地（即看不見(jiàn)又控不了任何信息及設(shè)備），而第三種控制主機(jī)柜分散的方案在此種通訊全部故障的情況下，因?yàn)榭刂浦鳈C(jī)CP等均已分散至就地現(xiàn)場(chǎng)，其自動(dòng)調(diào)節(jié)，聯(lián)鎖保護(hù)仍可在就地繼續(xù)運(yùn)行等待事故處理，安全可靠性較高。因此經(jīng)慎重比較，zui終采用了第三種控制主機(jī)柜分散的方案，即在#7爐脫硫氣配電間上設(shè)置單獨(dú)的#7爐脫硫DCS電子設(shè)備間，將原放置在#8爐電控樓集中電子設(shè)備間的#7爐脫硫DCS的控制主機(jī)柜，I/0柜，電源柜，以及其它需要的控制盤(pán)柜等全部移至#7爐脫硫就地現(xiàn)場(chǎng)，以就地完成對(duì)#7爐脫硫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)調(diào)節(jié)，以及聯(lián)鎖保護(hù)等控制。為了方便對(duì)#7爐FGD的就地調(diào)試和維護(hù)檢修，在#7爐的DCS電子設(shè)備間內(nèi)同時(shí)設(shè)置1個(gè)副工程師站。而平時(shí)，運(yùn)行人員將在#8爐脫硫集中控制室內(nèi)的終端操作員站上通過(guò)DCS的計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)能對(duì)#7爐的脫硫系統(tǒng)進(jìn)行完整全面的監(jiān)控。
當(dāng)采用將#7爐脫硫系統(tǒng)的DCS機(jī)柜"物理分散"布置到#7爐循環(huán)漿泵房電氣設(shè)備間的優(yōu)化方案后，與原來(lái)把它們布置在#8爐電控樓集中電子設(shè)備間的方案相比，優(yōu)化效果如下：
?。?）從技術(shù)上保證系統(tǒng)傳輸信號(hào)更加安全可靠：因?yàn)殚L(zhǎng)距離（380～450米）通過(guò)電纜傳輸信號(hào)，必然存在信號(hào)的嚴(yán)重衰減和失真問(wèn)題，特別是對(duì)熱控的熱電偶，熱電阻等毫伏級(jí)弱信號(hào)。而且在電廠(chǎng)這種存在嚴(yán)重電磁輻射干擾的環(huán)境里長(zhǎng)距離傳輸弱電信號(hào)，也面臨著很突出的信號(hào)抗干擾問(wèn)題。而采用物理分散的方案后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)光纜傳輸數(shù)字光信號(hào)則可*不受電磁輻射的干擾，有效保證信號(hào)傳輸?shù)目煽俊?br />
（2）節(jié)約大量電纜：當(dāng)采用物理分散方式，#7爐脫硫系統(tǒng)按250根電纜，每根電纜長(zhǎng)度為380米的保守估計(jì)，電纜節(jié)省量約為95Km，可節(jié)約投資170～180萬(wàn)元左右。
?。?）節(jié)約電纜橋架：當(dāng)采用物理分散方式，#7爐脫硫系統(tǒng)至#8爐電控樓的電纜橋架按節(jié)省3排600寬橋架保守估計(jì)，電纜橋架用量節(jié)約約為40t，按每噸橋架0.75萬(wàn)元計(jì)算，則可節(jié)省投資約30萬(wàn)元左右。其它還可節(jié)省防火隔板，蓋板堵料，涂料等電纜防火材料的費(fèi)用。
?。?）大幅節(jié)省施工費(fèi)用：電纜長(zhǎng)度減少，特別是引入#8爐集中電子設(shè)備室的大量電纜施工敷設(shè)工程量將大幅減少（整個(gè)工程電纜敷設(shè)量的三分之一左右）。其它電纜橋架，以及電纜防火措施的工程量也相應(yīng)減少。
（5）方便和加快安裝和調(diào)試進(jìn)度：電纜敷設(shè)及橋架安裝的工程量大量減少，可以加快工程進(jìn)度，縮短工期。而且#7爐DCS機(jī)柜的就近分散布置，免去了長(zhǎng)距離現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的困難，極大地方便了調(diào)試和以后運(yùn)行維護(hù)檢修工作。
五、結(jié)束語(yǔ)
目前我國(guó)電力行業(yè)的煙氣脫硫建設(shè)還剛剛處于起步階段，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保事業(yè)的日益重視，都將陸續(xù)投入建設(shè)，本文簡(jiǎn)單介紹了國(guó)內(nèi)*個(gè)2×300MW機(jī)組煙氣脫硫技改工程，所有火電機(jī)組的煙氣脫硫新建或技改工程DCS系統(tǒng)控制方案的規(guī)劃設(shè)計(jì)和系統(tǒng)配置情況，希望對(duì)今后同類(lèi)煙氣脫硫工程的DCS應(yīng)用具有一定的參考作用。如有不足，歡迎批評(píng)指正。
儀表網(wǎng)手機(jī)版
儀表網(wǎng)小程序
公眾號(hào).jpg)
公眾號(hào)：ybzhan
掃碼關(guān)注視頻號(hào)
采購(gòu)中心
手機(jī)版
官方微信
