电气自动化系统在CFB烟气脱硫工艺中的运用

黄冲

摘要：近年来，随着科技水平的不断发展，自动化系统日益成为各行业竞相追求的改革目标。就发电行业来看，电气自动化是最大限度提升工作运营效率、节约运营成本、实现更为集约且安全生产的关键所在。文章对电气自动化系统在CFB烟气脱硫工艺中的运用进行了探讨。

关键词：电气自动化系统；电气监控系统（ECS）；分散控制系统（DCS）；CFB烟气脱硫工艺 文献标识码：A

中图分类号：X701 文章编号：1009-2374（2016）18-0082-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.041

1 概述

随着科学技术的发展及电子信息化技术的不断进步，发电厂也纷纷在新技术研发及改革上做出了努力，其中的一个表现就是电气自动化系统的运用。为了适应发电厂和电网机构拆分的实时状况，发电厂需要最大限度地提升在工作运营方面的效率，节约运营成本。在这种要求之下，引进更为先进、智能化水平更高、自动化程度更全面的技術成为各大发电厂的首要目标。

从我国的现状来看，国内较大的发电厂顺应时代发展的需要，已经逐步融入到了网络信息化的时代，这表现在新工艺、新技术及新方法日益运用在发电厂的管理运作及自动化上，这使得我国发电厂竞争能力得到显著提升。

就本文讨论的电气自动化系统在发电厂循环流化床锅炉（CFB）烟气脱硫工艺中的应用来看，电气自动化系统可以分成三个主要部分：（1）烟气脱硫系统及其中的保护调试装置、安全制动装置、网络通信及监控系统；（2）低压系统的保护调试装置、安全制动装置、网络通信及监控系统；（3）其他电气设备和控制系统。

2 电气自动化应用的表现：电气监控系统

电气自动化在发电厂的应用，直接体现在电气监控系统ECS（Electric Control System）的运用上。总的来看，ECS是一套较为完善的在线自动化监控管理系统。这套系统主要借用电子计算机的高速处理能力，达到发电厂电气系统在脱硫工艺中的自动运行、控制、保护及故障排查的目的，从而可以减少人工的参与，提升电气系统在脱硫工艺中的自动化管理水平，继而实现降低成本，提升工作效率。

较传统的分散控制系统DCS（Distributed Control System）来看，ECS大大弥补了DCS在电气信息监测和控制之上的局限性，使得监测和控制变得简单可行。同时，ECS整体性的特点可以协助电气系统在运行人员快速了解到相关的电气信息，如此便减少了传统模式中常出现的电气系统在脱硫工艺中存在的操作与维修上的问题，从而极大地减少了工程上的投资，避免了资源的浪费。基于这种现状，发电厂在DCS中融入ECS已经成为提升运营效率的首要目标。我们相信，在DCS中融入ECS将会极大地提升整个发电厂工作机组的自动化水平，从而实现安全、高效、低碳及一体化的良好结果。此外，随着发电厂工作机组的自动化水平的提升，发电厂的管理水平也会随之提高，在全厂实现管理控制整体化的目标指日可待。

3 电气监控系统的实现模式：ECS接入DCS

从上文来看，随着自动化技术的迅速发展，在发电厂运行电气自动化已经成为可能并且日渐成为发电厂提升自身竞争力的关键所在。发电厂的自动化表现在，其要求燃力锅炉、汽机和电气实现整体化的共同操控，所以自动化需要包括电气的自动化控制。

通过某些发电厂的实际经验证明，发电厂电气系统在脱硫工艺中的自动化控制，可以极大地减少整个发电厂对于实际工作人员的需求，从而可以减轻在人力资源上的压力，降低工作强度。同时，发电厂电气系统在脱硫工艺中的自动化控制还直接影响着整个发电厂的自动化水平。鉴于这些因素，发电厂电气系统在脱硫工艺中的自动化控制已经成为发电厂进行技术改革的首要目标。

就目前的情况来看，在DCS系统中接入ECS系统基本采用如下三种方式：（1）采用硬接线+通讯的连接方式；（2）采用存留关键硬接线+通讯+电气设备的连接方式；（3）采用完全采用通信的方式。

就上面提到的三种连接方式来看，由于技术要求的不同，三种方式在发电厂的应用情况也并不平均。一般而言，在发电厂引入电气自动化控制系统的初期，采用硬接线+通讯的方式使用较多，发电厂会全部保留硬接线。随着科学技术的不断发展及自动化水平的不断提升，电气自动化控制系统也越来越成熟，建设成本也逐渐降低，在这种潮流下，许多发电厂也开始采用第二种连接方式，即存留关键的硬接线。至于第三种连接方式，由于技术要求较高且花费昂贵，仅有极少的发电厂使用。下面本文便对这三种方式做一较为详细的介绍：

3.1 硬接线+通讯的连接方式

在传统的硬接线+通讯连接方式中，需要采集的电气量数据会通过硬接线进行传递。在传递完成之后，工作人员会使用分散处理单元对这些经由通讯电缆传输而来的电气量数据进行分析，最后再由阴极射线显像管显示最终得到的数据。这种方法的优点在于，可以使监控人员明晰快速地了解到相关电气信息的数据，并且在监控预警方面也有较好的使用效果，较为有效地提升了电气自动化系统的准确性及安全性。然而这种连接方式的局限性也是较为明显的，这表现在通过硬接线+通讯连接方式得到的电气量数据不能够做到良好的利用，而只是在监控方面发挥作用，这在某些程度上降低了工作的效率，也造成了资源的浪费。

3.2 存留关键硬接线+通讯+电气设备的连接方式

相较于上面介绍的硬接线+通讯连接方式，存留关键硬接线+通讯+电气设备的连接方式可以较为有效地弥补数据利用率较差的缺陷。该连接方式的关键之处在于，它可以使ECS系统通过DCS系统的中央控制器将信息直接接入DCS系统之中，从而使ECS不经过多道程序直接进入DCS的计算控制之中。所以，相较上一种连接方式，存留关键硬接线+通讯+电气设备可以做到电气量数据更为合理和有效地利用，从而提升整个电气自动化系统的效率。值得注意的是，此处提到的这种连接方式仍然保留着硬接线，这种设计是有着重要意义的。当电气自动化系统的无线传输方式出现问题的时候，保留硬接线在一定程度上可以避免关键数据的确实，继而确保机组关键电动机的继续工作。这对于保障整个发电厂的设备安全具有重要作用。

3.3 完全采用通信的连接方式

最后我们要介绍的是完全采用通信的连接方式，相较于以上介绍的两种连接方式，该方法的最大不同点在于取消了硬接线的连接，最大程度地实现了分散控制的思想。

表面看来，此种连接方式完全取消了硬接线的连接，取消了全部的电缆，这就完全摆脱了硬接线对于ECS系统的制约，使得ECS的工作范围大大增加。在这种连接方式下，电气自动化系统的控制和集成全部通过通信的方式及互联网来实现。因此，在向全通信连接方式的发展过程中，这不失为一种创新且有意义的尝试。

4 结语

发电厂的电气自动化系统实现了对电气量数据的实时监控，从而有效地提升了发电厂的工作效率，也保障了设备运作时的安全。同时通过电气系统工作人员可以对脱硫工艺之中的参数进行实时的监控和管理，从而降低了对人力资源的要求，满足了发电厂在运行方面的管理需求。在ECS接入DCS系统上，本文介绍了三种连接方式，并对这三种方式的利弊进行了分析与权衡。我们相信，伴随着我国电力事业健康发展的良好态势，脱硫工艺也会更为高效化、安全化及稳定化。同时随着ECS系统的不断发展，完全采用通信的连接方式必将得到广泛的应用与实践。

参考文献

[1] 原永泰.CFB锅炉烟气脱硫方式的比较[J].科技资讯，2012，（27）.

[2] 梁礼信.循环流化床脱硫和煤粉炉烟气湿法脱硫的比较[J].广东电力，2003，（5）.

[3] 王建峰.CFB锅炉二次脱硫技术与经济分析[J].中国电力，2014，（6）.

[4] 吴剑恒.中小型热电厂深度脱硫方式的选择与应用

[J].工业锅炉，2015，（3）.

[5] 郭红生.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].科技创业月刊，2011，（12）.

（责任编辑：王 波）