火电厂烟气脱硫监控系统扩容设计

王婷

摘 要：介绍了火力发电厂的烟气脱硫工艺及其综合监控系统方案，并结合火电厂的实际情况，提出了烟气脱硫监控系统扩容方案，并详细介绍了扩容改造方案的硬件和软件，以期为中小电厂扩容改造工作提供借鉴。

关键词：火电厂；烟气脱硫；脱硫效率；扩容改造方案

中图分类号：X701.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.079

1 火电厂烟气脱硫系统

烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization，FGD）技术具有技术成熟、经济适用的特点，被大规模商业化应用。在石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺过程中，以石灰石作为吸收剂，副产品为石膏。整套脱硫装置（FGD）工艺系统主要包括石灰石浆液制备及供给系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏脱水系统和工艺水系统几个子系统。

2 火电厂烟气脱硫监控系统整体结构

在兼顾了国家脱硫标准、系统控制稳定、便于维护、易于扩展、经济性强和与原有系统兼容的要求后，火电厂新增脱硫控制系统（FGD_DCS），它包括数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）和电气控制系统（ECS）等，将各种自动化设备有机结合（包括变电站自动化系统、车站信号联锁系统、几种结构的DCS、多种PLC和无线RTU等）起来，构成了一个集成开放的系统平台。

本文所示系统结构如图1所示。由图可知，控制系统结构可分为3层，即过程控制层、过程管理层和现场设备层。系统硬件采用积木式结构，利用网络系统将现场控制站、服务器、操作员站和工程师站等连接起来，共同完成各种采集、控制、显示、操作和管理的功能，集中体现了集散控制系统的分散控制、集中操作和管理的特点。

3 监控系统硬件改造方案

扩容改造的DCS控制系统与原脱硫DCS系统采用的是同一厂家生产的统一型号的产品。分散控制系统DCS扩容改造机组公用部分新增了远程I/O控制方式，现场机柜内的DPU全部安置在原电子设备间内，远程I/O放置在就地新建的电子设备间内，采用光缆通讯。扩容改造单台单元机组增加了一面机柜和一对DPU，并将其放置在了原脱硫电子设备间内。DCS系统增加了一对服务器，原系统单台机组新增一面控制柜和一对DPU，单台机组新增设备点均接入该控制柜。同时，增压风机部分在原系统机柜内增加了卡件。新增公用部分增加了2台服务器、2面服务器柜、4对DPU、7面机柜和1面配电柜。其中，1面机柜放置4对DPU，将其布置于原电子设备间内，另外6面机柜布置于现场新建的电子设备间。原系统不变，新增公用系统增加一个域。

扩展后，系统在满足当前需求的情况下，能够提供下列备用余量：①每个机柜内的每种类型I/O测点都有不低于20%的备用量；②每个机柜内有15%的模件插槽备用量；③系统最忙时，每个控制器CPU的负荷率不大于60%，操作员站服务器CPU负荷率不大于40%；④内部存储器占用容量不大于50%，外部存储器占有容量不大于40%；⑤电源分配柜要考虑10%的回路备用量。

4 软件改造方案

根据以上的介绍可知，烟气脱硫系统包含多项工艺，每项工艺均有与其相对应的监测系统，由于篇幅限制，本文以模拟量自动监控系统中的烟气吸收系统为例作介绍。

在软件改造方面，主要包括以下3方面的工作：①控制吸收塔液位。吸收塔的正常液位维持是由吸收塔区排污坑的回水、回收水、石灰石浆液泵和除雾器冲洗水补充的，并且由DCS控制的吸收塔液位控制系统自动进行。吸收塔补水控制步序是：开启回收水泵至吸收塔补水门，如果已运行，则开工艺水至吸收塔补水门补水，如果吸收塔液位仍然降低，则启动除雾器冲洗水程序，开启除雾器第一级下层全部冲洗门，确保吸收塔液位在正常范围。②控制吸收塔浆液pH值。③调整吸收塔石膏浆液排浆流量。

5 总结

通过对火电厂原有的烟气脱硫系统的扩容改造，并配置了专门的监控系统，取得了良好的控制效果和经济效益，具体表现如下。

烟气脱硫系统调试运行后发现，当烟气量为1 236 748 Nm3/h（标准、湿态、设计煤种）时，SO2排放的质量浓度为9 286 mg/Nm3；当烟气灰尘含量为100 mg/Nm3时，SO2的脱除率不小于95%（在设计条件下连续运行14 d），脱硫装置出口SO2的质量浓度最好的情况是不超过193.4 mg/Nm3（设计煤种、标准干态、体积分数为6%的O2），平均水平小于300 mg/Nm3，已达到了国家标准。

吸收塔喷淋层的喷头运行稳定，未出现堵塞的情况；吸收塔内防腐层工作情况良好，未出现漏水、漏烟的情况；浆液循环泵与浆液脉冲泵运行正常，未出现堵塞的情况。

参考文献

[1]黄到火.火电厂湿法脱硫控制存在的问题及解决方案[J].广东电力，2009，22（3）：71-75.

[2]张瑞清.分散控制系统在火电厂的组态与应用[J].内蒙古石油化工，2007（5）：57-59.

〔编辑：白洁〕

Abstract： The flue gas desulfurization process and integrated power plant monitoring system， combined with the actual situation of thermal power plants， flue gas desulfurization monitoring system proposed expansion program， and details of the hardware and software expansion of rehabilitation programs with the aim of provide a reference for the small power plant expansion transformation.

Key words： thermal power plant； flue gas desulfurization； desulfurization efficiency； expansion of rehabilitation programs