200MW機(jī)組煙氣脫硫DCS控制系統(tǒng)應(yīng)用

1 工程概況
　　茂名熱電廠5號(hào)機(jī)組（1×200MW）煙氣脫硫工程采用石灰石一石膏濕法煙氣脫硫工藝，F(xiàn)GD裝置由廣東省電力設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)并提供設(shè)備，采用濕式強(qiáng)制氧化、石灰石石膏回收工藝。本工程5號(hào)機(jī)組煙氣脫硫裝置（FGD）工藝系統(tǒng)主要由石灰石粉儲(chǔ)存及漿液制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO，吸收系統(tǒng)、事故漿液及排放系統(tǒng)、石膏脫水及儲(chǔ)存系統(tǒng)、工藝水和冷卻水系統(tǒng)、GGH吹掃蒸汽系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等組成。其中石灰石粉儲(chǔ)存及漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水及儲(chǔ)存系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)按兩臺(tái)機(jī)組共用設(shè)計(jì)。每套脫硫裝置的煙氣處理能力為相應(yīng)鍋爐100％ BMCR工況時(shí)的煙氣量，脫硫效率按大于91％設(shè)計(jì)。對(duì)設(shè)計(jì)煤種工況作全面性能保證，對(duì)校核煤種工況保證脫硫率，F(xiàn)GD裝置可用率不小于98％。為確保脫硫系統(tǒng)在運(yùn)行及事故狀態(tài)時(shí)不影響發(fā)電系統(tǒng)本身的運(yùn)行，每套脫硫系統(tǒng)均設(shè)置100％煙氣旁路。5號(hào)機(jī)組設(shè)置獨(dú)立的脫硫增壓風(fēng)機(jī)，對(duì)5號(hào)機(jī)組原引風(fēng)機(jī)不作改動(dòng)。
2 DCS系統(tǒng)的介紹
2．1系統(tǒng)概況
　　茂名熱電廠5號(hào)機(jī)組煙氣脫硫工程（FGD）的控制系統(tǒng)采用新華控制工程有限公司生產(chǎn)的XDPS-400分散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的數(shù)據(jù)采集（DAS）、模擬量控制（MCS）、順序控制（SCS）以及事故追憶（SOE）等功能。5、6號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)及公用系統(tǒng)采用一套DCS系統(tǒng)，公用系統(tǒng)應(yīng)能在DCS所有操作員站上監(jiān)控并設(shè)置操作權(quán)限。DCS系統(tǒng)主要包括3個(gè)操作員站、冗余控制總線、冗余CPU及I／O模件、1個(gè)歷史站 1個(gè)工程師站、3個(gè)打印機(jī)、電源1冗余切換裝置等。DCS系統(tǒng)的電源由專用的電源柜提供UPS和APS兩路電源，在斷電的情況下UPS能保證供電。工程師站配置一臺(tái)彩色激光打印機(jī)。在FGD控制室內(nèi)能實(shí)現(xiàn)FGD正常工況下的監(jiān)視和調(diào)整、緊急事故處理和在就地值班人員的協(xié)助下實(shí)現(xiàn)FGD啟停。
　　FGD的控制室沒有設(shè)置BTG盤和聲光報(bào)警系統(tǒng)，所有的報(bào)警都在CRT上顯示，聲音報(bào)警由CRT發(fā)出。
2．2 #5號(hào)機(jī)組煙氣脫硫工程DCS系統(tǒng)組成
　　FGD的主要項(xiàng)目由SCS、DAS、MCS系統(tǒng)構(gòu)成。
2．2．1 MCS系統(tǒng)
　　FGD的MCS控制系統(tǒng)主要有9套。其中增壓風(fēng)機(jī)入口壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)1套、旋流器入口壓力調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)3套、石膏漿液回收罐液位調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)2套、石膏厚度自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)2套、石灰漿液PH值調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)1套。
a．石灰漿流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)
　　石灰漿流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)碰到的問題是由于吸收塔漿液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)有很大的無效腔、很長的遲延時(shí)間、很強(qiáng)的非線性，所1以使得PH值成為很難控制的系統(tǒng)，所以一定保證就地儀表測(cè)量準(zhǔn)確性，盡量實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的控制。
b．旋流器入口壓力調(diào)節(jié)
　　5號(hào)機(jī)組及公用系統(tǒng)共有兩臺(tái)旋流器，1其人口壓力分別由兩臺(tái)石膏排出泵及兩臺(tái)廢水旋流器給給料泵控制入口壓力，由于這種工藝比較簡(jiǎn)單，沒有其它的變量影響。彼調(diào)量，所以入口壓力能夠很好的被控在設(shè)定值上，共波動(dòng)范圍基本上在±1Pa之內(nèi)。其原理圖見下圖。

c．石膏漿液回收罐液位自動(dòng)調(diào)節(jié)
　　石膏漿液回收罐液位的影響因素有很多，回收罐入口有由廢水旋流器、濾液泵、脫水區(qū)排水坑、石膏旋流器等多根進(jìn)水管道，而且進(jìn)水管的管徑并不相同，所以每根進(jìn)水管對(duì)水位的影響并不相同。這個(gè)調(diào)節(jié)回路最難處理的是無法判斷回收罐有沒有進(jìn)水，因?yàn)槭嘈髌髦粱厥展薜墓艿罌]有設(shè)計(jì)回收罐的入口門。如果回收罐沒有進(jìn)水，那這個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)將是無法調(diào)節(jié)的，而且有可能造成變頻泵長期在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)行，這是不允許的，所以我們?cè)诨芈分性龌亓艘粭l如果測(cè)量水位與設(shè)定值相差1米，控制系統(tǒng)切回手動(dòng)運(yùn)行。
d．石膏厚度自動(dòng)調(diào)節(jié)
　　石膏厚度自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)也是一個(gè)單回路的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，但是由厚度測(cè)量儀送給DCS的信號(hào)不穩(wěn)定，有時(shí)甚至有幾十毫米的波動(dòng)，所以我們?cè)诳刂苹芈分性龌亓艘粭l濾波邏輯，從而控制很穩(wěn)定。
e．增壓風(fēng)機(jī)入口壓力控制系統(tǒng)
　　增壓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)以增壓風(fēng)機(jī)的人口壓力作為控制變量。在熱態(tài)調(diào)試和168期間，增壓風(fēng)機(jī)入口壓力沒有投入自動(dòng)，所有的自動(dòng)參數(shù)都沒有整定。
f．MCS運(yùn)行情況
　　投運(yùn)以來，總的來說5號(hào)機(jī)組及公用系統(tǒng)經(jīng)過參數(shù)整定后的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)都能投入自動(dòng)運(yùn)行，但是PH值及石膏厚度自動(dòng)調(diào)節(jié)控制精度不是很理想，我們相應(yīng)增加了濾波邏輯從而控制穩(wěn)定。
2．2．2 SCS系統(tǒng)
　　SCS主要項(xiàng)目有：GGH系統(tǒng)順控，循環(huán)泵系統(tǒng)順控，除霧器系統(tǒng)順控，石膏漿排漿泵系統(tǒng)順控，地坑泵系統(tǒng)順控，石灰石漿液輸送泵系統(tǒng)順控，事故漿液泵順控，脫水系統(tǒng)順控，漿液回泵順控，濾液泵順控等，運(yùn)行過程中順控出現(xiàn)的問題及解決方法如下：
a.GGH系統(tǒng)順控
　　#5爐脫硫裝置系統(tǒng)投入條件中的#5爐GGH主控變頻器和副控變頻器的狀態(tài)信號(hào)都消失時(shí)， #5爐煙氣旁路擋板快開到80％， 爐膛負(fù)壓波動(dòng)幅度大，嚴(yán)重影響#5機(jī)組的安全運(yùn)行， 經(jīng)修改邏輯在#5爐GGH主控變頻器和副控變頻器的信號(hào)后增加一個(gè)30秒滯后復(fù)位定時(shí)器， 從半年的運(yùn)行情況來看，修改后的組態(tài)邏輯成功解決了以上故障，提高了#5爐脫硫裝置的穩(wěn)定性。
b．濾液泵順控
　　#5、#6爐脫硫裝置公共系統(tǒng)濾液泵在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)當(dāng)濾液泵運(yùn)行時(shí)，還可以發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)貝0導(dǎo)致順控啟動(dòng)無法執(zhí)行下去，誤報(bào)故障信號(hào)；同理，當(dāng)濾液泵停止時(shí)，還可以發(fā)出停止信號(hào)則導(dǎo)致順控停止重復(fù)執(zhí)行。針對(duì)以上缺陷，在濾液泵A、B液位聯(lián)鎖順控啟動(dòng)和停止的條件中加入該濾液泵的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，從而消除了故障，提高了濾液泵的順控水平，提高了#5、抖6脫硫控制系統(tǒng)得穩(wěn)定性。
c·石膏漿排漿泵系統(tǒng)順控
　　#5爐吸收塔石膏漿液排出泵A、B變頻器、#5爐吸收塔石膏漿液回收泵A、B變頻器在調(diào)閘停止運(yùn)行后輸出保持停止時(shí)設(shè)定值，存在泵再次啟動(dòng)時(shí)頻率無法直接控制。修改組態(tài)，用泵的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)取反作為復(fù)位信號(hào)，使泵停止后變頻器輸出復(fù)位為設(shè)定的低限值，當(dāng)泵再次啟動(dòng)后頻率從低限值開始增加，便于運(yùn)行人員控制泵的頻率，從而保證了石膏漿液排出泵正常運(yùn)行。
2．2．3 DAS系統(tǒng)
　　為了保證FGD系統(tǒng)的安全運(yùn)行，脫硫系統(tǒng)的重要過程參數(shù)進(jìn)入DAS系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。主要的參數(shù)如下：
a．煙氣系統(tǒng)：
　　5號(hào)鍋爐煙氣從引風(fēng)機(jī)后的主煙道引出，經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓進(jìn)入GGH，經(jīng)降溫后進(jìn)入5號(hào)爐吸收塔。煙氣在吸收塔內(nèi)通過漿液洗滌去除SO2，經(jīng)除霧器除去煙氣中的液滴后，再次進(jìn)入GGH升溫至大于80～C，從GGH出來的煙氣接人5、6號(hào)爐公用煙道經(jīng)新煙囪排入大氣。主要監(jiān)視的參數(shù)有進(jìn)出口煙氣的SO2和O2煙氣溫度、煙氣流量、壓力和脫硫效率等。
b．吸收塔系統(tǒng)：
密度及流量測(cè)量、pH值測(cè)量儀、吸收塔液位。
c．出現(xiàn)問題解決方法
密度計(jì)測(cè)量管路及PH值測(cè)量管路容易堵塞，所以采取改進(jìn)安裝方式，把管路由水平安裝改成垂直安裝，平時(shí)運(yùn)行加強(qiáng)沖洗。
3 結(jié)束語
　　現(xiàn)在國家環(huán)保政策越來越嚴(yán)格，火力發(fā)電廠實(shí)行節(jié)能減排是當(dāng)前最重要的工作。茂名熱電廠5號(hào)機(jī)組（1×20OMW）煙氣脫硫工程采用石灰石一石膏濕法煙氣脫硫投運(yùn)以來大大減少了S02的排放量，隨著#5、6機(jī)組脫硫?qū)崿F(xiàn)雙投以后將為茂名的藍(lán)天工程作出突出貢獻(xiàn)。