摘要：PLC控制在火力發(fā)電廠煙氣脫硫控制系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用，要提高脫硫效率就必須提高控制系統(tǒng)的水平和控制質(zhì)量。根據(jù)煙氣脫硫系統(tǒng)的工藝特點，應(yīng)著力解決系統(tǒng)自動控制方面的全新要求和控制方式，保證脫硫系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟與穩(wěn)定運行。

　　關(guān)鍵詞：火電廠；煙氣脫硫；可編程控制器

　　一、火電廠實施煙氣脫硫的迫切性和重要意義

　　大氣污染與人們的生活息息相關(guān)，因為它會直接造成人類死亡率增加，破壞生態(tài)系統(tǒng)，造成巨大的經(jīng)濟損失。煤火力發(fā)電站是煤炭消耗的主體，其排放的二氧化硫已接近全社會排放總量的50％，這一特點決定了控制燃煤排放的二氧化硫是我國二氧化硫污染控制的重點。二氧化硫排放是造成我國大氣環(huán)境污染及酸雨不斷加劇的主要原因。近年來，我國二氧化硫污染防治取得了一定成效。然而為從根本上解決火電廠二氧化硫污染問題，必須采取先進(jìn)工藝，加快推進(jìn)火電廠煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展工作，各地區(qū)及有關(guān)企業(yè)要從戰(zhàn)略和全局高度充分認(rèn)識推進(jìn)火電廠煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化工作的重要性，加快火電廠煙氣脫硫的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。

　　二、采用科學(xué)脫硫方法的探索和突破

　　當(dāng)前行業(yè)內(nèi)對減排二氧化硫的主要方法是煙氣脫硫。目前應(yīng)用較為廣泛的煙氣脫硫工藝有：石灰石（石灰）-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。國內(nèi)針對超過200MW的大型機組優(yōu)先考慮采用石灰石（石灰）-石膏濕法脫硫。在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，科技戰(zhàn)線的有關(guān)人士對科學(xué)脫硫先進(jìn)方法不斷探索。

　　第一，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。首先是通過采集卡周期性掃描外部測點的狀態(tài)，然后經(jīng)過諸如正確性判斷、工程量換算、限值判斷等處理后，將處理過的信息作為新的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫乃數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)按所選定的數(shù)據(jù)采集前端設(shè)備的采樣速率，周期性地采集和處理現(xiàn)場設(shè)備和工藝的開關(guān)量和模擬量信息。并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴衔粰C顯示屏中顯示，作為運行人員監(jiān)視和操作現(xiàn)場設(shè)備的依據(jù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能有：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、屏幕顯示、報警聲光顯示、事件記錄和追憶、歷史數(shù)據(jù)存儲檢索及打印、性能在線計算等功能。

　　第二，模擬量控制系統(tǒng)（MCS）。模擬量控制系統(tǒng)實現(xiàn)脫硫控制系統(tǒng)的模擬量閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，脫硫控制系統(tǒng)的主要閉環(huán)調(diào)節(jié)回路有：增壓風(fēng)機入口壓力調(diào)節(jié)、吸收塔液位自動調(diào)節(jié)、石灰石供漿流量調(diào)節(jié)，還有公用系統(tǒng)中的濾餅厚度調(diào)節(jié)等。增壓風(fēng)機入口壓力調(diào)節(jié)的目的在于使鍋爐爐膛壓力保持穩(wěn)定。將鍋爐正常運行時的引風(fēng)機出口壓力作為增壓風(fēng)機入口壓力調(diào)節(jié)的設(shè)定值，測量實際運行的壓力，然后進(jìn)行比較得出偏差，偏差經(jīng)過控制算法計算，得出調(diào)節(jié)量作用在增壓風(fēng)機的調(diào)節(jié)導(dǎo)葉上，使得增壓風(fēng)機入口壓力穩(wěn)定在設(shè)定值附近。

　　第三，吸收塔液位自動調(diào)節(jié)。高溫?zé)煔膺M(jìn)入吸收塔反應(yīng)后由于冷卻和飽和作用會帶走一部分水，使得漿液變稠，脫硫吸收效果變差。這部分損失掉的水，通過吸收塔上部的除霧器沖洗系統(tǒng)進(jìn)行補充。除霧器沖洗系統(tǒng)由32個電磁閥組成，每組8個，共四組。它們是按一定的順序輪流開關(guān)，兩個工藝相鄰閥門之間的開啟間隔時間則是依據(jù)吸收塔液位來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　第四，濾餅厚度調(diào)節(jié)。濾餅厚度調(diào)節(jié)是通過測量濾餅的厚度與工藝設(shè)定值做比較，進(jìn)行偏差抑制的PID運算，得到的輸出作用在真空皮帶的變頻器上，以達(dá)到運行的期望。其原理比較簡單，采用常規(guī)的PID算法即可。實際南通弘電石膏濾餅厚度測量儀表安裝位置不當(dāng)，造成了極為嚴(yán)重的滯后，采用常規(guī)PID算法會出現(xiàn)不穩(wěn)定的效果。為此，在工程中應(yīng)用了其他的控制方法，使系統(tǒng)穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)，從而取得了更好的效果。

　　三、PLC控制和煙氣脫硫工藝系統(tǒng)的有機結(jié)合與實踐

　　弘電脫硫工藝系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)完成鍋爐煙氣的脫硫任務(wù)，按功能劃分為公用輔助系統(tǒng)、石灰石卸料與磨制系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)等。根據(jù)脫硫系統(tǒng)的特點，整個控制系統(tǒng)也劃分三個子系統(tǒng)，共采用三對西門子電氣公司的西門子系列PLC300系列控制器組成冗余的控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，控制器通過西門子系列N以太網(wǎng)模塊與100M以太網(wǎng)交換機直接相聯(lián)�？刂葡到y(tǒng)配置了三臺操作員站和一臺工程師站，采用雙機熱備運行方式。采用哪種組態(tài)軟件并不重要，關(guān)鍵是利用軟件實現(xiàn)工程設(shè)計中的控制思想和控制模式。IFIX軟件有這么多優(yōu)點，把它作為自控系統(tǒng)的開發(fā)軟件是最好的選擇之一。脫硫系統(tǒng)的主要順序控制組有：煙道系統(tǒng)、擋板密封風(fēng)機、氣氣換熱器、循環(huán)漿泵、除霧器、石膏排出泵、石膏溢流漿液泵、真空皮帶脫水系統(tǒng)、工藝水泵、廢水處理系統(tǒng)和石灰石輸送及制漿系統(tǒng)等。每個單元的熱工保護(hù)直接在各個單元控制器中實現(xiàn)，它們作為設(shè)備函數(shù)模塊的保護(hù)參數(shù)輸入驅(qū)動設(shè)備。一些參與保護(hù)的重要模擬量的采用三取二的表決原則或采用雙重測量方式，以保證系統(tǒng)運行的可靠性。由于旁路擋板在脫硫系統(tǒng)中的特殊地位，在遠(yuǎn)程操作站上專門設(shè)有緊急開啟按鈕，直接通過硬接線操作旁路擋板和向DCS控制系統(tǒng)發(fā)送緊急開啟信號。

　　四、結(jié)束語

　　國內(nèi)煙氣脫硫項目在工程施工和調(diào)試階段暴露了很多問題，而這些問題最直接的原因是自控系統(tǒng)的設(shè)計不合理。從實際運行效果來看，采用先進(jìn)PLC控制后大大降低了操作人員的勞動強度和系統(tǒng)運行的可靠性與連續(xù)性，完全能夠?qū)崿F(xiàn)大型火電廠科學(xué)脫硫降低污染的功能，并且它們的運算處理時間相差并不大，而在成本與開放性上具有較大的優(yōu)勢。

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