PLC實現(xiàn)大型火力發(fā)電廠煙氣脫硫控制系統(tǒng)
| 1、引言 經(jīng)濟發(fā)展使得人們的生活水平逐漸的提高，但同時也使人們周圍的生活環(huán)境不斷惡化，人們逐漸意識到環(huán)境污染的危害，并提出了經(jīng)濟與環(huán)境必須協(xié)調(diào)發(fā)展的要求。大氣污染與人們的生活息息相關(guān)，因為它會直接造成人群死亡率增加，破壞生態(tài)系統(tǒng)，造成巨大的經(jīng)濟損失。而火電廠、煉鋼廠等工業(yè)所排放的廢氣正是大氣污染的主要來源。鑒于此，國家有關(guān)部委制定了法規(guī)要求電廠增加脫硫系統(tǒng)。當前行業(yè)內(nèi)對減排二氧化硫的主要方法有：煙氣脫硫。將鍋爐燒煤后的煙氣通入石灰水中洗氣，將硫產(chǎn)物吸收，石灰水洗氣后加入氫氧化鈉NaOH再生，這就是脫硫。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。本文結(jié)合西門子電氣公司西門子系列PLC在山西某自備發(fā)電廠（簡稱弘電）2×200MW機組煙氣脫硫系統(tǒng)的實際應(yīng)用，著重探討石灰石（石灰）-石膏濕法脫硫監(jiān)控系統(tǒng)部分設(shè)計與實際應(yīng)用。 2、濕法脫硫工藝簡介 石灰石（石灰）—石膏濕法脫硫工藝采用價廉易得的石灰石或石灰作脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液。當采用石灰為吸收劑時，石灰粉經(jīng)消化處理后加水磨制成吸收漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應(yīng)被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。其反應(yīng)原理可用以下化學反應(yīng)方程來描述： CaCO3+SO2=CaSO3+CO2 2CaSO3+O2=2CaSO4 弘電脫硫工藝系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成：#1爐系統(tǒng)， #2爐系統(tǒng)和公用系統(tǒng)。其中#1爐系統(tǒng)與#2爐系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)基本一樣，分別負責來自1號和2號鍋爐煙氣的脫硫任務(wù)，按功能分成煙道功能子系統(tǒng)和吸收塔功能子系統(tǒng)。公用系統(tǒng)是指#1爐和#2爐共同使用的功能設(shè)備的統(tǒng)稱，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。 3、脫硫控制系統(tǒng) 表1 脫硫系統(tǒng)控制測點統(tǒng)計表 表1給出了各個系統(tǒng)的輸入輸出點（IO）分配點數(shù)。 根據(jù)上述脫硫系統(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)。控制系統(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。 脫硫DCS系統(tǒng)運行時需要與#1、#2鍋爐的DCS系統(tǒng)進行狀態(tài)信號的交流，從#1、#2過來到達脫硫DCS系統(tǒng)的狀態(tài)主要有：鍋爐的負荷、鍋爐油槍工作狀態(tài)、鍋爐煤層工作狀態(tài)、鍋爐吹掃、鍋爐MFT以及電除塵的運行狀態(tài)。從脫硫DCS系統(tǒng)傳遞到#1、#2鍋爐DCS的信號有：旁路擋板、原煙氣擋板和凈煙氣擋板的開關(guān)狀態(tài)。這些信號都涉及到電廠鍋爐的運行，所以鍋爐DCS與脫硫DCS之間的接口采用硬接線方式。 #1爐和#2爐設(shè)備是相對獨立的，它們共同調(diào)用公用系統(tǒng)中的石灰石供漿和石膏脫水子功能系統(tǒng)，#1爐與#2爐之間也存在著連鎖保護，這些在#1爐、#2爐和公用系統(tǒng)控制器之間傳遞的信號通過Modbus-TCP協(xié)議傳輸，從而節(jié)省了重復的IO電纜鋪設(shè)費用。 脫硫DCS系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能有：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS），模擬量控制系統(tǒng)（MCS），組態(tài)軟件和順序控制系統(tǒng)（SCS）。 （1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS） 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。 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 |
