2x600MW机组脱硫热工控制说明书.doc

xx 电电厂厂 2 2 6 60 00 0M MWW 机机组组 烟烟气气脱脱硫硫工工程程 初初步步设设计计阶阶段段 热热工工自自动动化化部部分分说说明明书书 x xx x 锅锅炉炉 集集团团 股股份份有有限限公公司司 二二 六年六月六年六月 xx 电厂2 600MW 机组烟气脱硫工程 初步设计阶段 热工自动化初步设计说明书 1 x xx x 电电厂厂 2 2 6 60 00 0M MW W 机机组组烟烟气气脱脱硫硫工工程程 目录目录 1 概述 3 2 热工自动化水平和控制室 楼 的布置 4 3 仪表及控制系统的选型 8 4 闭路电视系统 9 5 电源和气源 9 6 控制级别描述 9 7 控制框图 11 8 仪表设备接地 13 9 热工实验室及专用工具 13 xx 电厂2 600MW 机组烟气脱硫工程 初步设计阶段 热工自动化初步设计说明书 2 1 1 概述概述 1 1 设计依据 1 1 1xx 锅炉 集团 股份有限公司与 xx 发电有限责任公司签定的 xx 电厂 2 600MW 新建机组 B 标段烟气脱硫装置合同 1 1 2 火力发电厂初步设计文件内容深度规定 DLGJ9 92 火 力发电厂设计技术规程 DL5000 2000 及各专业有关设计技术规程 和技术标准 1 2 设计范围 本专业负责 xx 电厂 2 600MW 新建机组 B 标段烟气脱硫工程热 工自动化部分设计 1 3 采用的标准和规范 1 3 1 中国标准和规范 火力发电厂热工自动化就地设备安装 管路及电缆设计技术规定 DL T5182 2004 火力发电厂热工控制系统设计技术规定 DL T 5175 2003 发电厂 变电所电缆选择与敷设设计规程 SDJ26 8 自动化仪表工程施工及验收规范 GB50093 2002 火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程 DL T659 1998 火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程 DL T658 1998 火力发电厂模拟量控制系统在线验收测试规程 DL T657 1998 火力发电厂烟气脱硫设计技术规程 DL T5196 2004 闭路电视系统相关的设计 安装 调试 验收规范 1 3 2 其他标准和规范 1 美国防火协会 NFPA ANSI NFPA 70 美国国家防火协会电气规范 2 美国电气和电子工程师协会 IEEE ANSI IEEE 472 冲击电压承受能力导则 SWC xx 电厂2 600MW 机组烟气脱硫工程 初步设计阶段 热工自动化初步设计说明书 3 ANSI IEEE 488 可编程仪表的数字接口 3 美国电子工业协会 EIA EIA RS 232 C 数据终端设备与使用串行二进制数据进行数据 交换的数据通信设备之间的接口 EIA RS 485 数据终端设备与使用串行二进制数据进行数 据交换的数据通信设备之间的接口 4 美国仪器学会 ISA ISA RP55 1 数字处理计算机硬件测试 5 美国科学仪器制造商协会 SAMA SAMA PMS 22 1 仪表和控制系统的功能图表示法 6 美国电气制造商协会 NEMA ANSI NEMA ICS4 工业控制设备和系统的端子排 ANSI NEMA ICS6 工业控制设备和系统外壳 7 美国保险商实验室 UL UL 1418 电视用阴极射线管的防内爆 UL 44 橡胶导线 电缆的安全标准 8 瑞典专业雇员联盟 TCO TCO 99 9 国际电工学会 IEC TCP IP 网络通讯协议 2 2 热工自动化水平和控制室 楼 的布置热工自动化水平和控制室 楼 的布置 2 1 热工自动化水平 本项目脱硫系统自动化水平达到运行人员能在脱硫系统控制室内 通过 FGD DCS 的 LCD 操作员站对脱硫系统进行启 停控制 正常运行 的监视和调整以及异常与事故工况的处理 采用 DCS 作为整个 FGD 的 控制系统后 其控制水平可达到如下程度 1 在机组正常运行工况下 对脱硫装置的运行参数和设备的 xx 电厂2 600MW 机组烟气脱硫工程 初步设计阶段 热工自动化初步设计说明书 4 运行状况进行有效的监视和控制 2 机组出现异常或脱硫工艺系统出现非正常工况时 能按预 定的顺序进行处理 使脱硫系统的运行情况与相应的事故状态相适应 3 出现危及单元机组运行以及脱硫工艺系统运行的工况时 能自动进行系统的联锁保护 停止相应的设备甚至整套脱硫装置的运 行 同时对引起 FGD 事故的原因进行事件顺序记录 SOE 以便于运 行人员及时分析故障 2 2 控制室 楼 布置 脱硫装置单独设置 FGD 控制楼 控制楼的底层均为 FGD 电气间 布置有关的电气设备 二楼为电缆夹层 控制室及电子设备间下 工程师室 控制室及电子设备间设在 FGD 控制楼的三楼 电动门配电 柜 5 面 热工仪表配电柜 3 面 2 3 控制系统的总体结构 主系统即脱硫 DCS 系统单独设置 I O 信号采用硬接线方式直接 进入 FGD DCS 系统 实现整个控制系统在 FGD DCS 操作员站上控制与 监控的功能 FGD 的所有相关的数据采集 闭环回路控制 联锁保护 逻辑顺序控制均由 FGD DCS 系统来完成 FGD DCS 与机组分散控制系统之间的信号交换通过硬接线方式 并预留与机组分散控制系统的通讯接口 脱硫 FGD DCS 预留与电厂 SIS 系统的通讯接口 向 SIS 提供需要的信息 辅助系统即所有服务于烟气脱硫 相对独立的附属工艺系统 对 xx 电厂2 600MW 机组烟气脱硫工程 初步设计阶段 热工自动化初步设计说明书 5 于这些系统的控制 可以使用随辅助系统工艺设备配供的可编程控制 器 PLC 进行控制 PLC 通过硬接线和数据高速公路与 FGD DCS 系统 接口 来实现数据检测和与脱硫控制室的数据传递以便在脱硫控制室 接线监控 2 3 1 FGD DCS 系统监控范围 1 烟气系统 所有设备包括增压风机 烟气换热器 烟气档 板 密封风机等 2 二氧化硫吸收系统 所有设备包括吸收塔 除雾器 氧化 风机 吸收塔循环泵 脉冲悬浮泵 吸收塔石膏浆液排出泵 石膏浆 液缓存箱 石膏浆液缓存箱排出泵 事故浆液箱 3 吸收剂制备系统 包括石灰石粉仓 流化系统 计量式给 粉机及输送机 石灰石浆池与工艺水混合搅拌系统 石灰石浆液泵等 4 石膏脱水及储存系统 所有设备包括石膏皮带输送机 真 空皮带脱水机 真空泵 滤液箱等 5 排空系统 6 工艺水及冷却水系统 7 脱硫装置电气系统 包括所有电厂至 FGD 装置电源进线的 联锁 保护及控制的设备 8 各种排水池 集浆池及箱的搅拌器 2 4 控制系统的可靠性 控制系统采取以下措施增加系统的可靠性 xx 电厂2 600MW 机组烟气脱硫工程 初步设计阶段 热工自动化初步设计说明书 6 1 信号检测 对重要的过程检测参数如 FGD 入口烟温 FGD 入口烟压 吸收塔 液位 PH 计 烟气挡板限位开关等测点作了冗余配置 详见如下 烟气挡板限位开关 双冗余 增压风机入口压力 三取二 增压风机入口温度 三取平均 吸收塔液位 三取二 吸收塔排浆泵出口母管 pH 双冗余 2 联锁保护 FGD DCS 系统设计有必要的联锁保护 以保证系统能安全 可靠 地运行 如 FGD 入口烟温 烟压异常时 自动打开旁路挡板 以保护 锅炉的安全远行 3 系统在 FGD 控制室内设有旁路挡板的手动操作按钮 在事 故情况下 也能由操作员在控制室将旁路挡板打开 4 FGD DCS 与单元机组 DCS 间的信号交换采用硬接线方式 这些措施能确保系统运行的安全 可靠 3 3 仪表及控制系统的选型仪表及控制系统的选型 3 1 现场仪表 现场仪表的选型基于可靠 先进 经济 适用的原则 压力 差压变送器采用智能变送器 采用二线制 输出 4 20mADC 信号 由 FGD DCS 直接供电 在罗斯蒙特 3051S Honeywell ST3000 SIMENS 等三家制造厂中选择 对于有悬浮物介质 在箱体或筒仓内料位测量使用超声波料位计 或差压变送器 对石灰石粉仓的测量采用雷达物位变送器 对石膏浆 xx 电厂2 600MW 机组烟气脱硫工程 初步设计阶段 热工自动化初步设计说明书 7 液箱内的液位测量使用超声波等非接触式测量 采用 E H SOR SIEMENS 产品 PH 值测量系统应采用双路冗余方式 且有自动切换功能 并提供 充裕的自动清洗系统和自动地进行远方标定 本工程采用电磁流量计测量液体流量 浓度计测量采用质量流量 计 执行机构采用电动执行机构 国产的电动头采用引进技术生产的就地控制一体化产品 调节型 电动执行机构采用伺放一体化的进口产品 闭环控制回路中用于调节的电动执行机构为连续型 接受 4 20mADC 的控制信号 并装有带 4 20mA DC 输出信号的电子位置传 感器和 0 100 标度的就地位置指示器 在工艺过程上需要测量开关量信号时采用进口产逻辑开关 与介质接触的仪表部件采用适合于工作环境的材质 3 2 FGD DCS 控制系统 采用有优良业绩 性能可靠的先进产品 4 闭路电视系统 为了便于现场运行环境的监视 脱硫岛内设有一套彩色闭路电视 监视系统 该系统两台机组配置一台 LCD 监视器 21 英寸 设置足够 数量 不少于 15 点 的摄像头 带电动转动装置 如云台 LCD 置 于 FGD 控制室 DCS 操作台上 摄像头应能通过键盘切换监视 摄像头 具有远方手动 自动切换监视功能 其布置应与 FGD DCS 相协调 5 5 电源和气源电源和气源 5 1 电源 脱硫岛仪表和控制设备所用各类电源由脱硫岛内部提供 xx 电厂2 600MW 机组烟气脱硫工程 初步设计阶段 热工自动化初步设计说明书 8 热工电源等级有 380 220VAC UPS 电源和厂用保安段电源可自动切换以提供 FGD DCS 系统可靠 的 220VAC 电源 现场仪表 PH 计 密度计 电磁流量计 电磁阀等 由仪表电源 盘供电 仪表电源盘内 UPS 电源和厂用保安段电源可自动切换 二线 制变送器的电源由 FGD DCS 系统提供 5 2 气源 脱硫装置的控制系统考虑采用电动方式 仪用压缩空气用于测量 管路 个别检测仪表的吹扫 这部分气源从老厂引接 6 6 控制级别描述控制级别描述 本项目的检测与控制系统分为以下两个级别 总的来讲 本项目的检测与控制系统分为以下两个级别 1 现场级 包括各种检测仪表和执行器 2 过程控制级 采用 FGD DCS 系统来实现对脱硫系统的实时监视和控制 过程控 制级采用 FGD DCS 软逻辑来完成有关的联锁保护 顺序控制和闭环回 路控制 采用模块式的控制结构 有以下的控制模块类型 a 功能组 FG 由若干的 FGM SFGM SCM DCM ACM 组成 包括 脱硫系统 石灰石粉制浆系统 脱水机系统 排空系统等 b 功能组模块 FGM 由若干 SFGM 组成 用于多个设备或单个大设备的顺控 包括 xx 电厂2 600MW 机组烟气脱硫工程 初步设计阶段 热工自动化初步设计说明书 9 增压风机 GGH 除雾器 脱水机等 c 子功能组模块 SFGM 由若干 SCM 组成 用于少量设备的顺控 d 子控制模块 SCM 用于一个或几个设备的顺控 e 驱动输出模件 DCM 用于单个设备的启停或开关操作 f 自动控制输出模块 ACM 用于闭环回路控制 7 7 控制框图控制框图 闭环控制回路 FGD 有以下主要控制回路 1 增压风机调节系统 增压风机用以克服 FGD 系统引起的烟气压降 为了保证机组安全 运行 通过调节增压风机动叶开度 维持增压风机入口压力稳定 为 了获得良好的动态特性 引入了炉膛负压 经过滤波处理 和引风机 导叶开度信号 两种信号中的大值微分后作为前馈信号 以消除因机 组负荷变动引起烟气流量波动导致的 FGD 入口压力变化 2 PH 值调节系统 PH 值调节系统控制进入吸收塔的石灰石浆液流量 维持吸收塔浆 液的 PH 值在一定范围内 以保证 FGD 的脱硫效率 PH 值调节器接受 4 个信号 PH 设定值 PH 测量值 进入吸收塔的石灰石量 吸收塔需 xx 电厂2 600MW 机组烟气脱硫工程 初步设计阶段 热工自动化初步设计说明书 10 要除去的 SO2负荷量 当前后两个量相互平衡后 进入吸收塔的石灰 石浆液流量为一个定值 上述平衡一旦被打破 进入吸收塔的石灰石 浆液量改变 以维持吸收塔浆液的 PH 值和保证脱硫效率 SO2负荷量 是由原烟气流量 经压力 温度校正 原烟气 SO2浓度 净烟气 SO2 浓 度 吸收塔浆液循环泵投运台数综合计算得到 进入吸收塔的石 灰石量由石灰石浆液流量和浆液密度计算得到 这两者之间由钙 硫 比相联系 3 石灰石浆液调配系统 石灰石浆液调配系统的任务是保证石灰石浆液的储备量 6h 石灰石浆液密度符合脱硫工艺要求 该系统相关设备见 PID 图 回收 水箱系统 石灰石浆液系统 石灰石粉仓系统 相关的被控设备有称 重皮带运输机 工艺水调节阀 回收水调节阀 相关的变送器有 皮 带机转速 工艺水流量 回收水流量 石灰石浆液密度 石灰石浆液 流量 此外 工艺要求 首次兑浆用工艺水 FGD 运行后 用回收水 兑浆 仅当回收水量不足时 用工艺水补充 石灰石浆液调配系统由两个相对独立的系统组成 一个是浆液箱 给水 一个是浆液箱给石灰石粉 由于从浆液箱排出的石灰石浆液的 部分数量和进入浆液箱的水量有对应关系 石灰石浆液流量经系数修 正后是调节器的一个输入信号 给水流量 回收水