目前較為廣泛的脫硫工藝主要有石灰石/石膏濕法脫硫、噴霧干燥法脫硫、煙氣循環(huán)流化床脫硫、海水脫硫、電子束法脫硫等。我國制定的火電廠(chǎng)煙氣脫硫技術(shù)路線(xiàn)是重點(diǎn)發(fā)展石灰石/石膏濕法脫硫工藝。該工藝是濕法煙氣脫硫技術(shù)中最主要的技術(shù),尤其適合超過(guò)200MW的大機組煙氣脫硫。國際能源機構煤炭研究組織調查表明:濕式脫硫占所有安裝脫硫裝置的機組容量的85%,其中石灰石/石膏法占36.7%,是當前國際上通行的大機組火電廠(chǎng)煙氣脫硫的基本工藝,具有脫硫效率高(高達95%以上)、技術(shù)成熟、設備運行可靠性高等特點(diǎn)。
石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統控制方案充分發(fā)揮了和利時(shí)HOLLiAS LK系列PLC高性能、高可靠性、易用和易維護等方面的技術(shù)優(yōu)勢,可大大降低操作人員的勞動(dòng)強度和系統運行的可靠性與連續性,完全能夠實(shí)現大型控制系統的功能,在成本與開(kāi)放性上有較大的優(yōu)勢。
脫硫自動(dòng)化控制系統
根據工藝要求,脫硫工藝系統由三個(gè)子系統組成:1#爐系統、2#爐系統、公用系統。其中1#爐系統與2#爐系統組成結構基本一樣,分別負責來(lái)自1# 和2# 鍋爐煙氣的脫硫任務(wù),按功能分成煙道功能子系統和吸收塔功能子系統。公用系統是指1#爐和2#爐共同使用的功能設備,包括石灰石漿液系統、石膏脫水系統、石膏儲存系統、廢水處理系統以及電氣系統等。
根據脫硫工藝流程情況,整個(gè)控制系統也劃分為三個(gè)子系統??紤]到實(shí)際的控制要求和整個(gè)系統的可靠性要求,三個(gè)子系統均采用HOLLiAS LK系列的LK210冗余功能CPU為主控制器,組成冗余結構的控制系統和通訊網(wǎng)絡(luò )。三個(gè)子系統分別控制1#爐系統、2#爐系統和公用系統??刂茖ο笥虚y門(mén)、變頻器、電機和溫控等設備。監控中心計算機通過(guò)冗余的環(huán)形工業(yè)光纖以太網(wǎng)絡(luò )與三個(gè)系統子站相連,通訊速率可以達到100Mbps,通訊介質(zhì)采用光纖。兩臺操作員站計算機配置為冗余系統,與現場(chǎng)I/O分站通過(guò)冗余的PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通訊連接,使系統成為一個(gè)有機的統一體。
1.監控中心
位于中央控制室內,由監控計算機、以太網(wǎng)交換機、打印機、不間斷電源(UPS)等設備組成,三臺監控計算機其中一臺作為工程師站,另外兩臺配置為冗余的操作員站,互為熱備。當某臺操作員站發(fā)生故障時(shí),可以由另外一臺操作員站代替其工作,切換時(shí)間小于300ms。其上安裝有和利時(shí)公司的FacView監控組態(tài)軟件用于管理整個(gè)工廠(chǎng)的監視與操作,對實(shí)時(shí)采集的數據進(jìn)行處理、控制操作以及管理等。并且只要需要,分布在廠(chǎng)內其它位置的計算機也可以方便地通過(guò)局域網(wǎng)與之相連。
2.系統分控站
系統三個(gè)分控站,包括1#爐系統、2#爐系統、公用系統分控站。三個(gè)分控站都由冗余配置的電源模塊、冗余的LK210 CPU模塊、支持冗余PROFIBUS-DP的通訊模塊、背板、I/O模塊組成,全部安裝在PLC控制柜內。PLC控制柜內還包括空氣開(kāi)關(guān)、接線(xiàn)端子、繼電器、接地排、導線(xiàn)等附件。
系統分控站是整個(gè)系統的控制核心,完成全部的邏輯運算、數學(xué)運算、數據采集、設備控制、系統通訊連接等功能。設計為冗余的結構配置,包括電源冗余、CPU冗余、通訊網(wǎng)絡(luò )冗余,其中任何一個(gè)環(huán)節出現故障都不會(huì )造成系統的停機,最大限度地滿(mǎn)足系統穩定、連續運行的需要。
3.I/O子站
根據系統設備地理位置和工藝段的不同,每個(gè)系統分控站又包含幾個(gè)現場(chǎng)I/O子站。借助和利時(shí)HOLLiAS LK大型PLC強大的PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),現場(chǎng)I/O子站可以分部布在不同的區域。I/O子站主要包括I/O控制機柜、通訊接口模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊等,I/O子站不負責數據處理、邏輯運算等功能,只負責現場(chǎng)的數據采集、信號接口等,將采集到的數據通過(guò)PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳送給各自的系統分控站,并負責接收來(lái)自系統分控站的設備指令,完成對設備的操作功能。
系統控制功能
根據系統工藝設計要求和生產(chǎn)設備的實(shí)際情況,本工藝的控制功能和控制策略包括:
1.數據采集功能
數據采集系統能連續采集和處理所有與脫硫系統有關(guān)的信號和設備狀態(tài)信號,以便及時(shí)向操作人員提供有關(guān)的運行信息,實(shí)現安全經(jīng)濟運行。一旦脫硫裝置發(fā)生任何異常工況,及時(shí)報警,提高設備的利用率。
2.模擬量控制功能
根據煙氣脫硫的工藝要求,模擬量控制功能包括增壓風(fēng)機入口壓力控制、吸收塔PH值及塔出口SO2濃度控制、吸收塔液位控制、石膏漿排出量控制、石灰石漿液密度控制。
3.順序控制功能
順序控制系統可以使操作人員在控制室內監視和控制脫硫系統所有的電機、閥門(mén),并實(shí)現設備的聯(lián)鎖及保護。順序控制系統能完成大量設備的高度智能化控制,它將設備按功能相關(guān)原則歸組和劃分成功能組合子功能組,按照設備間的邏輯順序執行啟停操作。