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基于A C 8 0 0 F 的湿法脱硫系统在大电厂的应用 口谢联文 南京航空航天大学后勤集团南京2 1 0 0 1 6 摘要结合A B BA C 8 0 0 F 控制器和湿法脱硫工艺的特点，详细阐述了火电厂湿法脱硫D C S 系统总体控制方案和 软件控制策略。 关键词脱硫D C S 控制策略 中图分类号T Q l l 3 ．2 6 4 ．1 文献标识码A 文章编号1 0 0 0 - 4 9 9 8 2 0 1 1 0 3 - 0 0 2 9 0 3 随着我国经济的快速发展和电能需求的不断增 加，燃煤电厂含S O 废气的排放量也逐年上升。烟气脱 硫是削减S O 排放量无可替代的技术。脱硫方法很多， 其中湿法的业绩最多，运行最稳定，效果最好，且能满足 大容量、高参数火电机组烟气脱硫需要。本文结合A B B 公司A C 8 0 0 F 系列控制器和湿法脱硫控制1 二艺的特点． 采用A C 8 0 0 F 控制器对石灰石 石灰 一石膏湿法脱硫监 控系统网络结构和软件控制策略进行了开发设计。 1湿法脱硫系统工艺简介 石灰石 石灰 一石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得 的石灰石或石灰作脱硫吸收剂．石灰石经破碎磨细成 粉状与水混合搅拌成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂 时。石灰粉经消化处理后加水磨制成吸收浆液，在吸收 塔内。吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与 浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应， 最终反应产物为石膏。其反应原理可用以下化学反应 方程来描述 C a C 0 3 S 0 2 C a S 0 3 C 0 2 2 C a S 0 3 0 2 2 C A S 0 4 ． 2A C 8 0 0 F 控制系统简介 A C 8 0 0 F 的I n d u s t r i a lI T 控制系统是A B B 公司推 出的一种全能综合型开放控制系统，该系统集传统的 D C S 和P L C 优点于一体。并支持多种围际现场总线标 准。采用C o n t r o lB u i l d e rF 一体化组态软件和全局数据 库管理。可实现控制层的数据无缝连接，通过D D E 、 O P C 实现与工厂生产管理信息系统或其它W I N D O W S 应用软件单向或双向的数据传输。另外还具备完整的 分层自诊断功能．可诊断网络、站、I ／O 模件直至I ／0 点．便于用户迅速地发现故障并消除故障，且任何故障 都将被限制在有限范围内。任何部件的故障决不会招 致系统崩溃．真正实现了功能分散、危险分散的效果。 3 总体方案设计 收稿日期2 0 1 0 年1 0 月 越 机械制造4 9 卷第5 5 9 期 火电厂石灰石一石膏湿法烟气脱硫的控制系统实 现的功能为综合考虑锅炉负荷、引风机开度、烟气浓 度以及烟气流量等情况实现各风机、磨机、泵、阀门等 设备的自动控制．并实时采集烟气脱硫前后的烟气中 S 0 2 、N O 、N O 以及烟尘的浓度、含氧量、烟气温度、湿度 和各成分排放总量等，对其进行状态监视和报警。实现 烟气脱硫系统的自动化控制和数字化管理。某火电厂 脱硫系统I ／0 点数统计见表1 。 表1 脱硫系统I ／O 点数统计 1 2 公用与机组 I ／0 分类电气 机组机组系统D C S 接口 4 ～2 0 m A6 06 05 442 0 A I R T D5 75 71 4 A 0ll1 0 D I3 9 33 9 34 5 868 5 D 01 8 61 8 62 4 683 0 P I2 小计6 9 76 9 77 8 21 81 3 7 合计23 3 l 3 ．1总体网络结构 整套系统采用光纤环网．每个子系统采用冗余控 制器，以保证系统的稳定性和数据传输的可靠性。采用 冗余控制器的目的是单个控制器的故障不会影响系统 正常运行，在系统中配置了三台操作员站、一台工程师 站和l 台O P C 站。脱硫系统网络拓扑图见图l 。 按工艺将控制部分划分为4 个子系统 l 机组。 2 机组、公用系统和电气系统。其中静1 机组控制系统 与 2 机组控制系统的组成结构基本一样，分别负责处 理来自l 号机组和2 号机组锅炉烟气的脱硫任务。按 功能分成烟道功能子系统和吸收塔功能子系统。公用 系统是指 l 机组和舵机组控制系统共同使用的功能 设备的统称．按功能划分为公用辅助系统、石灰石卸料 与磨制系统和废水处理系统等。电气系统主要包括脱 硫变、高低压电源回路的监视和控制以及U P S 、直流系 统的监视等。该方案可以使整套系统即使在繁忙时间， 2 0 1 1 ／3 万方数据 雠十拧 1 1 器c l ，u 的n ∞半m f kJ 舢* m 音批怍* 站C P L 的m 衙r 也* r4 0 q ．■Ⅲ络部“ m 川眦* 描HI 、“逃刮m 太H0 线缸倚牛小★十2 0 q * 十挠Z j I4 肘A ㈣0 0F ∥‘IP M 8 0 2 1 7 抨制嚣 和 8 C _ 0 I ／O 采列幔块目I 成曲远靴站蜘成4 蜚 [ 余控制 } 境坼十’L 惫g 统一i ，乜{ ，i2 十“女州偾块 十“太 M 模块 E I S 0 3 F J m 过D i g i N P tR 蛮现I 控M * 和备控 制器之n - 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m 嘁收塔- I - 新鲜的石献日浆 机艟制造4 9 卷第5 5 9 期 盘 万方数据 液的加入量决定的。而加入吸收塔的新制备石灰石浆 液的量的大小将取决于预计的S O 脱除率、锅炉负荷 及吸收塔浆液的p H 值。C a C O ，流量的理论值为需脱除 的S o 量乘以C a C O ，与S O 的摩尔比重，需脱除的S 0 2 量为原烟气的S O 量乘以预计的S O 脱除率，通过测量 原烟气的体积流量和原烟气的S o 含量可得到原烟气 的S O 量。由于C a C 0 3 流量的调节影响着吸收塔反应 池中浆液的p H 值，为保证脱硫性能，应将该p H 值保 持在某一设定范围内。当p H 值降低，所需的C a C O ，流 量应按某一修正系数增加。故应测量吸收塔反应池中 浆液的实际p H 值．两个安装在石膏排出泵排出管道中 在线p H 值探头用来测量吸收塔浆液的p H 值，将它与 p H 设定值进行比较。通过p H 值控制器产生一个修正 系数．对所需的C a C O ，流量进行修正。实际供给吸收塔 的C a C 0 3 流量为实际测得的石灰石浆液流量乘以石灰 石浆液浓度和石灰石中C a C O ，的纯度系数。将经p H 值修正后的所需C a C O ，流量与实际的C a C 0 3 流量进行 比较，通过一个比例积分控制器控制石灰石浆调节阀 的开度。控制程序流程图见图4 。 3 ．2 ．3顺序控制系统 S C S 顺序控制系统 S C S 可以使操作人员在控制室内 监视和控制脱硫系统的所有电机、阀门，并实现设备的 连锁及保护。完成大量设备的高度智能化控制，将设备 按功能相关原则归组和划分为功能组和功能子组．开 发设计的功能组有烟气系统主保护、增压风机、除雾 器冲洗水、吸收塔系统、石膏排浆泵、石灰石供浆、真空 皮带脱水系统、工艺水泵、废水处理系统和石灰石输送 及制浆系统等。操作员只需要操作各个功能组。即町完 成系统的启停，减少了操作人员的手动介入，降低了操 盘 机械制造4 9 卷第5 5 9 期 作人员的劳动强度和误操作风险。 4 结束语 该系统已成功应用于某火电厂脱硫系统。从撑l 机 组和样2 机组系统、公用系统和电气系统的运行效果来 看，采用A B BA C 8 0 0 F 控制后大大降低了操作人员的 劳动强度。增强了系统运行的可靠性与连续性。达到了 预期的目标。 参考文献 [ 1 ] 郭东明．脱硫T 程技术与设备[ M ] ．北京化学工业出版社， 2 0 0 7 ． [ 2 ] C o n t r o lI TA C 8 0 0 F 用户培训资料[ z ] ．北京A B B 培训内部 资料．2 0 0 7 ． [ 3 ] 钟秦．燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例 第二版 [ M ] ．北 京化学工业出版社．2 0 0 7 ． [ 4 ]孙克勤．电厂烟气脱硫设备及运行[ M ] ．北京中国电力出 版社．2 0 0 7 ． [ 5 ] 孙丰荣，高俊峰，贾世清，等．基于D D E 技术的V B 与 A C 8 0 0 F 系统的数据共享[ J ] ．工业控制计算机，2 0 0 8 ，2 1 8 2 6 - 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