200MW机组烟气脱硫DCS控制系统应用

1 工程概况
　　茂名热电厂5号机组（1×200MW）烟气脱硫工程采用石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺，FGD装置由广东省电力设计研究院设计并提供设备，采用湿式强制氧化、石灰石石膏回收工艺。本工程5号机组烟气脱硫装置（FGD）工艺系统主要由石灰石粉储存及浆液制备系统、烟气系统、SO，吸收系统、事故浆液及排放系统、石膏脱水及储存系统、工艺水和冷却水系统、GGH吹扫蒸汽系统、压缩空气系统等组成。其中石灰石粉储存及浆液制备系统、石膏脱水及储存系统、工艺水系统、压缩空气系统按两台机组共用设计。每套脱硫装置的烟气处理能力为相应锅炉100％ BMCR工况时的烟气量，脱硫效率按大于91％设计。对设计煤种工况作全面性能保证，对校核煤种工况保证脱硫率，FGD装置可用率不小于98％。为确保脱硫系统在运行及事故状态时不影响发电系统本身的运行，每套脱硫系统均设置100％烟气旁路。5号机组设置独立的脱硫增压风机，对5号机组原引风机不作改动。
2 DCS系统的介绍
2．1系统概况
　　茂名热电厂5号机组烟气脱硫工程（FGD）的控制系统采用新华控制工程有限公司生产的XDPS-400分散控制系统，实现对机组的数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、顺序控制（SCS）以及事故追忆（SOE）等功能。5、6号机组脱硫系统及公用系统采用一套DCS系统，公用系统应能在DCS所有操作员站上监控并设置操作权限。DCS系统主要包括3个操作员站、冗余控制总线、冗余CPU及I／O模件、1个历史站 1个工程师站、3个打印机、电源1冗余切换装置等。DCS系统的电源由专用的电源柜提供UPS和APS两路电源，在断电的情况下UPS能保证供电。工程师站配置一台彩色激光打印机。在FGD控制室内能实现FGD正常工况下的监视和调整、紧急事故处理和在就地值班人员的协助下实现FGD启停。
　　FGD的控制室没有设置BTG盘和声光报警系统，所有的报警都在CRT上显示，声音报警由CRT发出。
2．2 #5号机组烟气脱硫工程DCS系统组成
　　FGD的主要项目由SCS、DAS、MCS系统构成。
2．2．1 MCS系统
　　FGD的MCS控制系统主要有9套。其中增压风机入口压力调节系统1套、旋流器入口压力调节控制系统3套、石膏浆液回收罐液位调节控制系统2套、石膏厚度自动调节控制系统2套、石灰浆液PH值调节控制系统1套。
a．石灰浆流量调节系统
　　石灰浆流量调节系统碰到的问题是由于吸收塔浆液进行化学反应时有很大的无效腔、很长的迟延时间、很强的非线性，所1以使得PH值成为很难控制的系统，所以一定保证就地仪表测量准确性，尽量实现稳定的控制。
b．旋流器入口压力调节
　　5号机组及公用系统共有两台旋流器，1其人口压力分别由两台石膏排出泵及两台废水旋流器给给料泵控制入口压力，由于这种工艺比较简单，没有其它的变量影响。彼调量，所以入口压力能够很好的被控在设定值上，共波动范围基本上在±1Pa之内。其原理图见下图。

c．石膏浆液回收罐液位自动调节
　　石膏浆液回收罐液位的影响因素有很多，回收罐入口有由废水旋流器、滤液泵、脱水区排水坑、石膏旋流器等多根进水管道，而且进水管的管径并不相同，所以每根进水管对水位的影响并不相同。这个调节回路最难处理的是无法判断回收罐有没有进水，因为石膏旋流器至回收罐的管道没有设计回收罐的入口门。如果回收罐没有进水，那这个调节系统将是无法调节的，而且有可能造成变频泵长期在低转速范围内运行，这是不允许的，所以我们在回路中增回了一条如果测量水位与设定值相差1米，控制系统切回手动运行。
d．石膏厚度自动调节
　　石膏厚度自动调节控制系统也是一个单回路的调节系统，但是由厚度测量仪送给DCS的信号不稳定，有时甚至有几十毫米的波动，所以我们在控制回路中增回了一条滤波逻辑，从而控制很稳定。
e．增压风机入口压力控制系统
　　增压风机控制系统以增压风机的人口压力作为控制变量。在热态调试和168期间，增压风机入口压力没有投入自动，所有的自动参数都没有整定。
f．MCS运行情况
　　投运以来，总的来说5号机组及公用系统经过参数整定后的自动调节系统都能投入自动运行，但是PH值及石膏厚度自动调节控制精度不是很理想，我们相应增加了滤波逻辑从而控制稳定。
2．2．2 SCS系统
　　SCS主要项目有：GGH系统顺控，循环泵系统顺控，除雾器系统顺控，石膏浆排浆泵系统顺控，地坑泵系统顺控，石灰石浆液输送泵系统顺控，事故浆液泵顺控，脱水系统顺控，浆液回泵顺控，滤液泵顺控等，运行过程中顺控出现的问题及解决方法如下：
a.GGH系统顺控
　　#5炉脱硫装置系统投入条件中的#5炉GGH主控变频器和副控变频器的状态信号都消失时， #5炉烟气旁路挡板快开到80％， 炉膛负压波动幅度大，严重影响#5机组的安全运行， 经修改逻辑在#5炉GGH主控变频器和副控变频器的信号后增加一个30秒滞后复位定时器， 从半年的运行情况来看，修改后的组态逻辑成功解决了以上故障，提高了#5炉脱硫装置的稳定性。
b．滤液泵顺控
　　#5、#6炉脱硫装置公共系统滤液泵在运行中发现当滤液泵运行时，还可以发出启动信号贝0导致顺控启动无法执行下去，误报故障信号；同理，当滤液泵停止时，还可以发出停止信号则导致顺控停止重复执行。针对以上缺陷，在滤液泵A、B液位联锁顺控启动和停止的条件中加入该滤液泵的运行状态信号，从而消除了故障，提高了滤液泵的顺控水平，提高了#5、抖6脱硫控制系统得稳定性。
c·石膏浆排浆泵系统顺控
　　#5炉吸收塔石膏浆液排出泵A、B变频器、#5炉吸收塔石膏浆液回收泵A、B变频器在调闸停止运行后输出保持停止时设定值，存在泵再次启动时频率无法直接控制。修改组态，用泵的运行状态信号取反作为复位信号，使泵停止后变频器输出复位为设定的低限值，当泵再次启动后频率从低限值开始增加，便于运行人员控制泵的频率，从而保证了石膏浆液排出泵正常运行。
2．2．3 DAS系统
　　为了保证FGD系统的安全运行，脱硫系统的重要过程参数进入DAS系统进行监视。主要的参数如下：
a．烟气系统：
　　5号锅炉烟气从引风机后的主烟道引出，经增压风机升压进入GGH，经降温后进入5号炉吸收塔。烟气在吸收塔内通过浆液洗涤去除SO2，经除雾器除去烟气中的液滴后，再次进入GGH升温至大于80～C，从GGH出来的烟气接人5、6号炉公用烟道经新烟囱排入大气。主要监视的参数有进出口烟气的SO2和O2烟气温度、烟气流量、压力和脱硫效率等。
b．吸收塔系统：
密度及流量测量、pH值测量仪、吸收塔液位。
c．出现问题解决方法
密度计测量管路及PH值测量管路容易堵塞，所以采取改进安装方式，把管路由水平安装改成垂直安装，平时运行加强冲洗。
3 结束语
　　现在国家环保政策越来越严格，火力发电厂实行节能减排是当前最重要的工作。茂名热电厂5号机组（1×20OMW）烟气脱硫工程采用石灰石一石膏湿法烟气脱硫投运以来大大减少了S02的排放量，随着#5、6机组脱硫实现双投以后将为茂名的蓝天工程作出突出贡献。