烟气脱硫系统电气自动控制的优化设计

论文题目：烟气脱硫系统电气自动控制的优化设计

申报职称：高级工程师

申报人姓名：朱玮

申报人单位：北京国信恒润能源环境工程技

术有限公司

论文专业：电气自动控制

目录

烟气脱硫系统电气自动控制的优化设计

［摘要］

本文针对氨法烟气脱硫技术的特点，以华电榆林凯越煤化自备电厂脱硫工程为依托，在分析氨法脱硫工艺的基础上，优化设计了氨法烟气脱硫系统电气自动控制系统。首先介绍了氨法烟气脱硫技术及装置电气自动控制系统的的现状、发展趋势。其次对氨法脱硫装置电气自动控制系统从平面布置、方案设讣、电气自动控制设备选型、电气与控制系统有机结合进行了设讣。接着对氨法脱硫装置电气自动控制系统的控制方案进行了详细设计和研究，主要通过比较分析脱硫装置电气自动控制系统采用独立式和脱硫电气控制系统与机组电气控制系统一体化，从电气控制系统平面布置优化，电气系统设计、控制系统设计、电气系统和控制控制有效结合等儿个方面，指出脱硫电气控制系统与机组电气控制系统一体化对于机组的稳定性、整体一致性、运行的可操性和降低工程造价等方面具有较强的优势。对新建和改造的烟气氨法脱硫装置，通过对电气自动控制方案的优化设计, 脱硫装置电气自动控制系统与机组电气控制系统实现一体化是可行的，并具有很强的现实意义。

关键词：氨法脱硫、电气自动控制系统

—、概述

近年来，随着环保问题的凸显和环境意识的加强，解决日益严重的环境污染问题，S02是主要的污染源之一，氨法烟气脱硫技术在国内发电厂烟气脱硫中逐渐应用起来。从2000年开始，国内脱硫装置引进国外技术。从大机组设计理念逐渐延伸到小机组，与此同时，脱硫系统中电气自动控制系统设计方式延伸到国内脱硫装置。针对氨法脱硫系统，因工艺液气比远小于石灰石-石膏法脱硫技术, 相应的电耗相对较小，传统的电气自动控制设计理念，利用于氨法小机组脱硫装置显得过于浪费，对LI 前竞争激烈的脱硫行业，成本控制尤为重要。同时，传统的脱硫电气自动控制设计方式对建设方运行成本也相对较高。

随着国内电气及控制设备的技术水平及稳定性逐渐完善及提高，电气设备与热控设备有效结合，在小机组中呈现电气自动控制系统全面计算机化、硬件智能化、分散化以及控制室小型化，辅助车间计算机监控网络产生，可实现电气设备及热控设备远方集中监控。因人力成本的提高，改变了建设方生产管理体制，实现全面集中监控；同时，大大降低了工程造价。烟气脱硫装置作为热电站辅助车间，纳入热电站集中监控势在必行。但是，全厂的电气自动控制系统受电气和热控专业分工影响，配置

影响，电气及自动控制一体化、纳入全厂的电气自动控制整体化，确实值得研究。

二、目前脱硫装置电气自动控制系统状况

2.1电气自动控制系统配置

□前，国内烟气脱硫技术，虽然在S02的脱除工艺上有所差别，但电气自动控制系统基本相似，与此同时电气专业及热控专业相互独立；山于脱硫技术初期，为国外引进技术，主要用于较大机组，改造项LI居多，乂加上脱硫工艺的独立性和复杂性，管理体制影响、责任界限划分限制，脱硫装置中电气自动控制系统山总承包商配置和供货，虽然建设方与主机组要求一致，实施过程中，相对较难与主机组融为一体化。

建设方儿乎都要求，电气控制系统与主机组硬件一致或尽量一致，实际实施过程中，并未实现硬件和软件的一体化。

同时，建设方仿照单元机组模式，公用部分和脱硫塔部分，要求配置相对独立的电气自动控制系统，从技术角度来说，是不可取也没有必要，因为，首先电气自动控制设备稳定性越来越高，其次，脱硫装置工艺需求，脱硫装置没有必要仿照单元机组，对机组大修儿乎没有影响。运行从厂用电配置方面来说，烟气脱硫装置都是被当作机组的公用辅助设施。

首先，传统的电气专业和热控专业平面布置特点：电气专业要求独立的高压设备间、独立的低压设备间、独立的UPS设备间、独立的直流系统设备间；热控专业要求独立的电子设备间、独立的工程师站、独立的操作员站、独立的休息室等相关设施。

其次，传统的电气专业和热控专业硕件配置特点：电气专业要求脱硫岛高压电气系统配置电源分别由主厂房不同段各引接1路电源，并采用互为备用方式，两路脱硫进线开关设综合保护装置；脱硫岛高压电气系统配置380/220V系统采用PC （动力中心）、MCC（电动机控制中心）两级供电方式，两段分别山两台低压干式变供电，380/220V两段PC之间分别设联络开关；热控专业硬件配置特点，脱硫自动控制系统设置2个操作员站、1个工程师站、1个历史站和1台打印机, 独立的控制环行网络（C-net）,及相应的软硬件通讯接口。

2.2电气自动控制系统控制方式

从热电站运行上来说，以及上述烟气脱硫装置平面布置和控制系统的配置可以

看出，U前烟气脱硫装置的运行模式是作为一个辅助车间来考虑的。

电气专业相对独立，除个别故障联锁通过硬接线连接之外，基本上与主机组无联络，未实现一体化管理；热控专业也仅仅通过硬接线或通讯部分信号，并未实现统一监控。

三、电气自动控制系统在工程实施中优化设计

3. 1工程概况

榆林凯越煤化140万吨/年屮醇热电联产及110KV变电所工程（2X280t/h高温高压固态排渣煤粉锅炉，采用两炉一塔锅氨-硫酸钱湿法烟气脱硫系统与主机组同步建设。

3.2电气自动控制系统选型优化设讣

榆林凯越煤化氨法脱硫工艺，电气自动控制系统设讣从安全、可靠和统一管理等儿个方面加以考虑，并针对氨法脱硫工程工艺本身的特点，设计可靠性、可操作性、可维护性和安全性的电气自动控制系统装置，真正意义实现仪控和电控的一体化，实现脱硫电气控制系统与主机电气控制系统一体化。

高压电气系统部分，脱硫区域高压设备高压供电由主厂房不同的高压段供电, 脱硫区域不再设计独立的高压段；优点：首先，便于高压设备统一管理，其次，减少相应的设备如母联柜、PT柜、隔离柜等设备，减少相应的丄程造价；控制部分采用硬接线和通讯方式，重要信号通过硕接线连接DCS控制系统，保证了系统的稳定性，如电压、电流、功率因数等状态信号通过通讯方式与DCS控制系统通讯，通过DCS 系统对高压电气设备监控管理，使电气专业与热控专业有效结合。

自动控制系统，与主厂统一考虑，将脱硫系统作为辅控车间，选用全集成的、结构完整、功能完善、面向整个生产过程的过程控制系统。基于自动化思想，系统具有统一的数据库、通讯，真正意义上实现统一监控，打破了脱硫电气控制系统相对独立与主机组外控制概念。本工程主机组与脱硫装置统一采用和利时DCS 控制系统，在机组控制室和脱硫DCS电子设备间设置通讯，具有相同的通讯等级和控制可黑性。运行人员在主机组控制室通过DCS画面进行监视和操作，实现脱硫系统启停，正常运行的监视和调整以及异常与事故工况的处理优点：LI前，山于环保要求提高，取消脱硫装置旁路，统一监控更适合脱硫装置与主机组协调控制，烟气脱硫装置与锅炉运行有着密切的关系，脱硫装置入口的压力及温度的波动对锅炉有一定的影响，因