脱硫控制系统设计的合理性分析

脱硫控制系统设计的合理性分析

安顺变电站2号和4号机组2号建成300mw燃煤机组。每台机组配备一台最大连续负荷为1155吨的自然自动循环锅炉，燃油消耗不吸烟。烟气脱硫采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺,原烟气经过静电除尘器除尘后进入脱硫装置(FluegasDesulphurization,以下简称FGD),脱硫主控制系统采用DEO分散控制系统(Distributedcontrolsystem,以下简称DCS)。FGD系统在燃用设计煤锅炉BMCR工况下、处理全烟气量的脱硫效率为不小于95%。1系统组成和工作原理石灰石/石膏湿法脱硫系统主要由以下子系统组成:2套吸收塔系统;2套烟气系统(包括烟气再热系统和增压风机);1套石灰石制备系统(2台机组公用,包括石灰石接收存储系统、石灰石研磨系统、石灰石浆液供给系统等子系统组成);1套石膏脱水系统台机组公用套公用系统(2台机组公用,包括工艺水系统、冷却水系统、蒸汽系统和压缩空气系统等子系统组成)。其工艺流程为:从3号、4号炉烟道引出的原烟气经增压风机增压后进入管式换热器进行降温,再由一侧进气口进入吸收塔(吸收塔为逆流喷雾塔,内部设有烟气隔板),烟气首先经过逆流吸收区后在上部反转,再经过顺流吸收区,从位于吸收塔烟气入口另一侧同一水平位置的烟气出口排出,然后再通过布置在水平烟道上的除雾器和烟气再热系统,最后从烟囱排出。2废水处理控制系统采用日本IndustrialDEO分散控制系统,2套脱硫装置共配置1套FGD-DCS控制系统,设1个集中控制室,就地设有废水处理电子设备间和石灰石系统电子设备间。FGD-DCS的工艺系统控制范围包括烟气系统、吸收塔系统、气气热交换器(GasGasHeater,简称GGH)吹灰系统、工艺水系统、公用系统等。2.1监视和控制部分3号机组脱硫装置、4号机组脱硫装置和脱硫公用系统分别由不同的DEO过程控制站控制,每个设有1个控制站柜,系统公用1个数据网络和1套上位机操作员站,配置3个操作员站和1个工程师站,其中两个操作员站兼作历史数据站,在任一个操作员站上均可对3号机组或4号机组或脱硫公用系统进行监视和控制,在工程师站上可对任何一个控制器进行编程和组态。DEO过程控制站的控制器均采用三重冗余配置,即每个控制站由3个独立的DOCPⅡ单元组成,而电源则为双重冗余配置,系统的I/O卡件非冗余配置。2.2fgd-sd主要封闭调整电路(1)烟气压力波动最小烟气流速闭环调节主要用于保证旁路挡板前后差压接近于零,这样在旁路挡板动作时烟气系统的压力波动最小,保证炉膛的安全。控制回路取锅炉负荷信号作为前馈信号,旁路挡板前后差压作为反馈信号,当锅炉负荷变化时调节增压风机的静叶开度,减少FGD进口的压力偏移,优化增压风机静叶控制回路的调节性能。(2)ph值对反应的影响吸收塔里所需CaCO3的量的理论值为SO2量乘以CaCO3与SO2的摩尔比重,SO2量通过测量原烟气的容积流量和SO2含量得到,由于CaCO3流量的调节影响着吸收塔反应池中浆液的pH值,为使反应更完全,应该将pH值维持在某一设定值,当pH值降低时,CaCO3的量应增加,当pH值增大时,CaCO3的量应减少。系统通过测量反应池中浆液的pH值来调节石灰石浆液阀的开度,控制进入吸收塔的浆液量,从而达到控制FGD出口烟气SO2浓度,而FGD进出口烟气SO2浓度差则表征了系统的脱硫效率。2.3fgd-cs结构FGD-DCS的顺控回路采用分级设计,包括功能组控制级、子组控制级和驱动控制级三个级组。FGD-DCS共设有三大功能组:烟气系统功能组;烟气再热功能组;吸收塔功能组。(1)烟气挡面板组控制级的确定烟气系统功能组控制级实现对烟气挡板子组增压风机子组的监视和控制实现烟气系统各设备的自动启停和控制。烟气挡板子组控制级的控制范围包括:烟气进口挡板、出口挡板、旁路挡板以及挡板密封系统(2台密封风机)。增压风机子组控制级的控制范围包括:增压风机电动机冷却水泵、增压风机冷却风机、增压风机油系统等。(2)cch热媒子组控制分级系统见图2烟气再热功能组控制级实现对GGH热媒子组和GGH吹灰子组的监视和控制,实现GGH系统的各设备的自动启停和控制。GGH热媒子组控制级的控制范围包括:热媒水泵、热媒水箱、热媒加热器、热媒疏水冷却器。GGH吹灰子组控制级的控制范围包括:吹灰器及2台吹灰器密封风机。(3)石浆及石浆排放控制该功能组对石灰石浆的供给系统(包括浆液泵、调节阀)、石灰石浆循环泵、反应池搅拌器、除雾器(包括冲洗水系统)、氧化风机、石膏排放(包括排放泵、调节阀)及工艺水系统进行监视和控制,实现吸收塔功能组的自动启停和联锁。3控制系统的设计脱硫辅助系统(包括石灰石制备系统、废水处理系统、石膏脱水系统、板框压滤机系统)采用程序逻辑控制系统(Programlogiccontrolsystem,以下简称PLC),PLC与FGD-DCS均有通讯联系(硬接线或软通讯)。3.1过程控制单元控制工程安装两套湿式球磨机石灰石制浆系统,系统由石灰石接收存储、石灰石研磨、石灰石浆液供给等3个子系统组成。石灰石制备系统采用PLC控制,每套球磨机由独立的过程控制单元控制,系统配一套操作上位机,布置在脱硫控制室操作台上。石灰石制备系统PLC主要完成以下功能:(1)石灰石料仓料位检测和高低料位报警联锁;(2)球磨机进料控制;(3)球磨机加水控制;(4)球磨机温度检测及其润滑系统检测控制;(5)磨机浆液箱的液位检测与旋流器入口压力检测控制;(6)磨机浆液箱加水控制;(7)水力旋流器入口流量、浓度检测;(8)水力旋流器出口总管流量检测磨机浆液泵的入口及排放阀控制;(10)石灰石浆液箱料位检测和高低料位报警。3.2废水处理系统废水处理系统配置1套PLC,实现对水泵、水箱、加药系统等的监视和控制,PLC配1套操作上位机,布置在脱硫控制室操作台上。3.3控制内部机石膏脱水系统配置1套PLC,实现对石膏旋流站、石膏皮带机、真空皮带过滤机、过滤水箱、真空泵、饼冲洗水泵、饼冲洗水箱、滤布冲洗水箱、滤布冲洗水泵等进行监视和控制,PLC配1套操作上位机,布置在脱硫控制室操作台上。4烟气标准化监测系统环保监测吸收塔进出口烟气SO2含量是脱硫系统重要的调节参数,其差值直接表征了吸收塔的脱硫效率。每套脱硫装置随主设备配供1套CEM,在吸收塔入口烟道测量烟气的SO2含量和O2含量,在吸收塔出口烟道(出口挡板前)测量烟气的流量和湿度,在吸收塔出口烟道(烟囱入口前)测量烟气的SO2、O2、NOX和浊度等,这些参数直接送入FGD-DCS,用于系统调节的同时也兼顾了烟气排放的环保监测,烟气的SO2、O2、NOX和浊度的测量点选在烟囱入口前有利于脱硫系统故障(旁路挡板运行)时对烟气成份的监测。5香港特区fgd放空气状况当FGD系统出现下列任一情况时,系统将紧急停运:(1)汽机跳闸;(2)锅炉MFT;(3)手动紧急停FGD;(4)FGD进口烟气温度异常高;(5)FGD进口烟气压力异常高;(6)增压风机跳闸;(7)所有吸收塔循环泵跳闸;(8)脱硫系统主电源消失。FGD紧急停运是通过紧急打开旁路挡板,跳闸增压风机,关闭烟气进出口挡板来实现的。6脱硫辅助系统无plc控制系统描述安顺电厂二期脱硫控制系统的设计基本能满足工艺的控制要求,首先,FGD-DCS采用3个独立的控制站和公用的上层操作网络,配置较为合理,它比采用3个独立的控制网络配两套独立的上层操作界面具有明显的优越性,可减少系统硬件的配置数量降低工程投资且容易实现台机组和公用系统的信息资源的共享。其次,FGD-DCS的模拟量调节基本能投入自动运行,调节精度能满足设计要求。另外,顺控调节采用分级设计,设计合理,运行可靠。脱硫控制系统的缺点主要在全厂4套独立的辅助系统PLC的设计,表现在:(1)虽然每套PLC与FGD-DCS均有通讯联系,但无法在FGD-DCS上实现对辅助系统设备的全程监控,需同时兼顾DCS、石灰石制备系统PLC、废水处理系统PLC、石膏脱水系统PLC、埸景工业电视等监控站,监控不方便,工作量大;(2)系统通讯接口多、通讯量大、效果不理想;(3)PLC重复配置上位机操作站,造成资源浪费,运行管理不方便。由于2×300MW湿法脱硫全厂控制I/O点不多,FGD-DCS不足2000点,其它辅助系统1500点,模拟量调节和顺序控制回路相对简单,因此,脱硫岛不设PLC控制系统,将辅助系统均纳入FGD-DCS的公用网控制更为合理,建议方案为:(1)取消脱硫岛的4套独立的PLC控制系统,仅设1套DCS控制系统,控制范围包括3号机组脱硫主体、4号机组脱硫主体、石灰石制备、废水处理、石膏脱水等所有工艺系统;(2)取消PLC重复配置的上位机操作站,整个脱硫岛系统仅配1套工程师站、操作员站、数据库;(3)DCS能实现DAS、MCS、SCS等控制功能,控制站不按功能而按工艺系统划分,3号机组、4号机组、公用系