PLC实现大型火力发电厂烟气脱硫控制系统.doc

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1、PLC实现大型火力发电厂烟气脱硫控制系统2007-09-14   来源：中国自动化   浏览：483[推荐朋友] [打印本稿] [字体：大  小]1、引言     经济发展使人们生活水平逐渐提高，但同时也使人们周围生活环境不断恶化，人们逐渐意识到环境污染危害，并提出了经济与环境必须协调发展要求。大气污染与人们生活息息相关，它会直接造成人群死亡率增加，破坏生态系统，造成巨大经济损失。而火电厂、炼钢厂等工业所排放废气正是大气污染主要来源。鉴于此，国家有关部委制定了法规要求电厂增加脱硫系统。当前行业内对减排二氧化硫主要方法有：

2、烟气脱硫。将锅炉烧煤后烟气通入石灰水中洗气，将硫产物吸收，石灰水洗气后加入氢氧化钠NaOH再生，这就是脱硫。目前应用较为广泛烟气脱硫工艺有：石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫、喷雾干燥法脱硫、烟气循环流化床脱硫、海水脱硫、电子束法脱硫。国内针对超过200MW大型机组优先考虑采用石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫。本文结合西门子电气公司西门子系列PLC山西某自备发电厂（简称弘电）2×200MW机组烟气脱硫系统实际应用，着重探讨石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫监控系统部分设计与实际应用。    2、湿法脱硫工艺简介        石灰石（石

3、灰）—石膏湿法脱硫工艺采用价廉易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。吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中二氧化硫与浆液中碳酸钙以及鼓入氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。其反应原理可下化学反应方程来描述：    CaCO3+SO2=CaSO3+CO2    2CaSO3+O2=2CaSO4    弘电脱硫工艺系统由三个子系统组成：#1炉系统， #2炉系统和公用系统。其中#1炉系统与#2炉系统组成结构基本一样，分

4、别负责来自1号和2号锅炉烟气脱硫任务，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#1炉和#2炉共同使用功能设备统称，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。    3、脱硫控制系统表1 脱硫系统控制测点统计表    表1给出了各个系统输入输出点（IO）分配点数。    上述脱硫系统特点，整个控制系统也划分三个子系统，共采用三对西门子电气公司西门子系列PLC300系列控制器组成冗余控制系统和网络，控制器西门子系列N以太网模块与100M以太网交换机直接相联。控制系统配置了三台操作员站和一

5、台工程师站，采用双机热备运行方式。    脱硫DCS系统运行时需要与#1、#2锅炉DCS系统进行状态信号交流，从#1、#2过来到达脱硫DCS系统状态主要有：锅炉负荷、锅炉油枪工作状态、锅炉煤层工作状态、锅炉吹扫、锅炉MFT以及电除尘运行状态。从脱硫DCS系统传递到#1、#2锅炉DCS信号有：旁路挡板、原烟气挡板和净烟气挡板开关状态。这些信号都涉及到电厂锅炉运行，锅炉DCS与脱硫DCS之间接口采用硬接线方式。    #1炉和#2炉设备是相对独立，它们共同调用公用系统中石灰石供浆和石膏脱水子功能系统，#1炉与#2炉之间也存着

6、连锁保护，这些#1炉、#2炉和公用系统控制器之间传递信号Modbus-TCP协议传输，节省了重复IO电缆铺设费用。    脱硫DCS系统主要实现功能有：数据采集系统（DAS），模拟量控制系统（MCS），组态软件和顺序控制系统（SCS）。    （1）数据采集系统（DAS）    数据采集系统按所选定数据采集前端设备采样速率，周期性采集和处理现场设备和工艺开关量和模拟量信息。并网络传输到上位机显示屏中显示，作为运行人员监视和操作现场设备依据。    数据采集系统基本功能有：数据采集、数据处理、屏幕显示、报警声光显示、事件记

7、录和追忆、历史数据存储检索及打印、性能线计算等功能。    数据采集系统首先是采集卡周期性扫描外部测点状态，然后诸如正确性判断、工程量换算、限值判断等处理后，将处理过信息作为新数据写入数据库中。数据库乃数据采集系统核心，脱硫DCS系统拥有两个数据库：一个是控制器数据库，另一个是上位机数据库。上位机Modbus-TCP协议与控制器联接，按一定采样周期循环扫描控制器数据库变化，并同时对上位机数据库与画面显示进行更新。（2）模拟量控制系统（MCS）    模拟量控制系统实现脱硫控制系统模拟量闭环调节功能，脱硫控制系统主要闭环调

8、节回路有：增压风机入口压力调节、吸收塔液位自动调节、石灰石供浆流量调节，还有公用系统中滤饼厚度调节等。    ● 增压风机入口压力调节    增压风机入口压力调节目使锅炉炉膛压力保持稳定。将锅炉正常运行时引风机出口压力作为增压风机入口压力调节设定值，测量实际运行压力，然后进行比较出偏差，偏差控制算法计算，出调节量作用