王婷

摘 要：介紹了火力發(fā)電廠的煙氣脫硫工藝及其綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案，并結(jié)合火電廠的實(shí)際情況，提出了煙氣脫硫監(jiān)控系統(tǒng)擴(kuò)容方案，并詳細(xì)介紹了擴(kuò)容改造方案的硬件和軟件，以期為中小電廠擴(kuò)容改造工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：火電廠；煙氣脫硫；脫硫效率；擴(kuò)容改造方案

中圖分類(lèi)號(hào)：X701.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.079

1 火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)

煙氣脫硫（Flue Gas Desulfurization，F(xiàn)GD）技術(shù)具有技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)適用的特點(diǎn)，被大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝過(guò)程中，以石灰石作為吸收劑，副產(chǎn)品為石膏。整套脫硫裝置（FGD）工藝系統(tǒng)主要包括石灰石漿液制備及供給系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)和工藝水系統(tǒng)幾個(gè)子系統(tǒng)。

2 火電廠煙氣脫硫監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

在兼顧了國(guó)家脫硫標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)控制穩(wěn)定、便于維護(hù)、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)和與原有系統(tǒng)兼容的要求后，火電廠新增脫硫控制系統(tǒng)（FGD_DCS），它包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）和電氣控制系統(tǒng)（ECS）等，將各種自動(dòng)化設(shè)備有機(jī)結(jié)合（包括變電站自動(dòng)化系統(tǒng)、車(chē)站信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)、幾種結(jié)構(gòu)的DCS、多種PLC和無(wú)線RTU等）起來(lái)，構(gòu)成了一個(gè)集成開(kāi)放的系統(tǒng)平臺(tái)。

本文所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖可知，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為3層，即過(guò)程控制層、過(guò)程管理層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。系統(tǒng)硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)控制站、服務(wù)器、操作員站和工程師站等連接起來(lái)，共同完成各種采集、控制、顯示、操作和管理的功能，集中體現(xiàn)了集散控制系統(tǒng)的分散控制、集中操作和管理的特點(diǎn)。

3 監(jiān)控系統(tǒng)硬件改造方案

擴(kuò)容改造的DCS控制系統(tǒng)與原脫硫DCS系統(tǒng)采用的是同一廠家生產(chǎn)的統(tǒng)一型號(hào)的產(chǎn)品。分散控制系統(tǒng)DCS擴(kuò)容改造機(jī)組公用部分新增了遠(yuǎn)程I/O控制方式，現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜內(nèi)的DPU全部安置在原電子設(shè)備間內(nèi)，遠(yuǎn)程I/O放置在就地新建的電子設(shè)備間內(nèi)，采用光纜通訊。擴(kuò)容改造單臺(tái)單元機(jī)組增加了一面機(jī)柜和一對(duì)DPU，并將其放置在了原脫硫電子設(shè)備間內(nèi)。DCS系統(tǒng)增加了一對(duì)服務(wù)器，原系統(tǒng)單臺(tái)機(jī)組新增一面控制柜和一對(duì)DPU，單臺(tái)機(jī)組新增設(shè)備點(diǎn)均接入該控制柜。同時(shí)，增壓風(fēng)機(jī)部分在原系統(tǒng)機(jī)柜內(nèi)增加了卡件。新增公用部分增加了2臺(tái)服務(wù)器、2面服務(wù)器柜、4對(duì)DPU、7面機(jī)柜和1面配電柜。其中，1面機(jī)柜放置4對(duì)DPU，將其布置于原電子設(shè)備間內(nèi)，另外6面機(jī)柜布置于現(xiàn)場(chǎng)新建的電子設(shè)備間。原系統(tǒng)不變，新增公用系統(tǒng)增加一個(gè)域。

擴(kuò)展后，系統(tǒng)在滿足當(dāng)前需求的情況下，能夠提供下列備用余量：①每個(gè)機(jī)柜內(nèi)的每種類(lèi)型I/O測(cè)點(diǎn)都有不低于20%的備用量；②每個(gè)機(jī)柜內(nèi)有15%的模件插槽備用量；③系統(tǒng)最忙時(shí)，每個(gè)控制器CPU的負(fù)荷率不大于60%，操作員站服務(wù)器CPU負(fù)荷率不大于40%；④內(nèi)部存儲(chǔ)器占用容量不大于50%，外部存儲(chǔ)器占有容量不大于40%；⑤電源分配柜要考慮10%的回路備用量。

4 軟件改造方案

根據(jù)以上的介紹可知，煙氣脫硫系統(tǒng)包含多項(xiàng)工藝，每項(xiàng)工藝均有與其相對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由于篇幅限制，本文以模擬量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中的煙氣吸收系統(tǒng)為例作介紹。

在軟件改造方面，主要包括以下3方面的工作：①控制吸收塔液位。吸收塔的正常液位維持是由吸收塔區(qū)排污坑的回水、回收水、石灰石漿液泵和除霧器沖洗水補(bǔ)充的，并且由DCS控制的吸收塔液位控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行。吸收塔補(bǔ)水控制步序是：開(kāi)啟回收水泵至吸收塔補(bǔ)水門(mén)，如果已運(yùn)行，則開(kāi)工藝水至吸收塔補(bǔ)水門(mén)補(bǔ)水，如果吸收塔液位仍然降低，則啟動(dòng)除霧器沖洗水程序，開(kāi)啟除霧器第一級(jí)下層全部沖洗門(mén)，確保吸收塔液位在正常范圍。②控制吸收塔漿液pH值。③調(diào)整吸收塔石膏漿液排漿流量。

5 總結(jié)

通過(guò)對(duì)火電廠原有的煙氣脫硫系統(tǒng)的擴(kuò)容改造，并配置了專(zhuān)門(mén)的監(jiān)控系統(tǒng)，取得了良好的控制效果和經(jīng)濟(jì)效益，具體表現(xiàn)如下。

煙氣脫硫系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)煙氣量為1 236 748 Nm3/h（標(biāo)準(zhǔn)、濕態(tài)、設(shè)計(jì)煤種）時(shí)，SO2排放的質(zhì)量濃度為9 286 mg/Nm3；當(dāng)煙氣灰塵含量為100 mg/Nm3時(shí)，SO2的脫除率不小于95%（在設(shè)計(jì)條件下連續(xù)運(yùn)行14 d），脫硫裝置出口SO2的質(zhì)量濃度最好的情況是不超過(guò)193.4 mg/Nm3（設(shè)計(jì)煤種、標(biāo)準(zhǔn)干態(tài)、體積分?jǐn)?shù)為6%的O2），平均水平小于300 mg/Nm3，已達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

吸收塔噴淋層的噴頭運(yùn)行穩(wěn)定，未出現(xiàn)堵塞的情況；吸收塔內(nèi)防腐層工作情況良好，未出現(xiàn)漏水、漏煙的情況；漿液循環(huán)泵與漿液脈沖泵運(yùn)行正常，未出現(xiàn)堵塞的情況。

參考文獻(xiàn)

[1]黃到火.火電廠濕法脫硫控制存在的問(wèn)題及解決方案[J].廣東電力，2009，22（3）：71-75.

[2]張瑞清.分散控制系統(tǒng)在火電廠的組態(tài)與應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2007（5）：57-59.

〔編輯：白潔〕

Abstract： The flue gas desulfurization process and integrated power plant monitoring system， combined with the actual situation of thermal power plants， flue gas desulfurization monitoring system proposed expansion program， and details of the hardware and software expansion of rehabilitation programs with the aim of provide a reference for the small power plant expansion transformation.

Key words： thermal power plant； flue gas desulfurization； desulfurization efficiency； expansion of rehabilitation programs