基于PLC的火電廠煙氣脫硫控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

0 引 言
我國是燃煤大國，煤炭占一次能源消費(fèi)總量的75％。隨著煤炭消費(fèi)的不斷增長，燃煤排放的二氧化硫也不斷增加，致使我國酸雨和二氧化硫污染日趨嚴(yán)重。為了實(shí)現(xiàn)SO2的減排目標(biāo)，國家制定了一系列的環(huán)保措施。目前國內(nèi)煙氣脫硫工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝和調(diào)試水平已有了大幅度的提高，已建成、投運(yùn)了一大批大型機(jī)組火電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)。但據(jù)了解，目前投運(yùn)的火力發(fā)電廠都還存在著不少這樣或那樣的技術(shù)問題，其中熱工自動(dòng)化投入水平不高是其中的一個(gè)重要技術(shù)問題，如測量不準(zhǔn)，系統(tǒng)自動(dòng)投不上，系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)差等，致使一些電廠的脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障多、不能與發(fā)電機(jī)組完全同步運(yùn)行或運(yùn)行中脫硫效率達(dá)不到設(shè)計(jì)值或系統(tǒng)運(yùn)行成本高等問題。對于整個(gè)煙氣脫硫系統(tǒng)，作為監(jiān)視、控制脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的控制系統(tǒng)是重要的組成部分，它既要保證脫硫系統(tǒng)的正常工作和異常工況的系統(tǒng)安全，又要與單元機(jī)組控制系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，保證鍋爐的安全運(yùn)行。
控制系統(tǒng)采用DCS雖然自動(dòng)化程度大為提高，但由于脫硫工藝系統(tǒng)總的監(jiān)控點(diǎn)數(shù)(一般為600～1 000點(diǎn))遠(yuǎn)低于能滿足單元機(jī)組控制的DCS系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模(一般為5 000～10 000點(diǎn))，造成控制系統(tǒng)造價(jià)偏高，經(jīng)濟(jì)性下降。目前，國內(nèi)許多電廠在煙氣脫硫控制上己開始嘗試采用可編程控制器PLC作為控制主機(jī)，將脫硫控制納入全廠輔助系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控，既保證可靠性，又能大幅度降低系統(tǒng)造價(jià)。
本文研究采用可編程控制器PLC作為控制主機(jī)，進(jìn)行脫硫控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，給出了具體的設(shè)計(jì)方案及各功能模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行結(jié)果證明了設(shè)計(jì)方法的有效性。

1 煙氣脫硫工藝流程
石灰石／石膏濕法煙氣脫硫的基本工藝流程為：鍋爐煙氣經(jīng)過除塵器除塵后，由引風(fēng)機(jī)送入脫硫系統(tǒng)，煙氣由進(jìn)口煙道進(jìn)入由增壓風(fēng)機(jī)增壓后，經(jīng)氣氣換熱器(GGH)降溫，進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)，煙氣由下向上流動(dòng)，石灰石漿液由上向下洗滌煙氣，在吸收塔底部，鼓入空氣進(jìn)行氧化，生成的石膏由石膏漿液泵送人脫水系統(tǒng)圖1是典型的石灰石／石膏濕法煙氣脫硫工藝流程圖。

石灰石／石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)(單臺機(jī)組)主要由八個(gè)子系統(tǒng)組成，分別為煙氣系統(tǒng)、吸收氧化系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、脫水及輸送系統(tǒng)，排放系統(tǒng)、工藝和工業(yè)水系統(tǒng)、雜用和儀用空氣系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)。每個(gè)系統(tǒng)都是一個(gè)完整的子系統(tǒng)，當(dāng)以PLC作為系統(tǒng)主控機(jī)時(shí)，每個(gè)子系統(tǒng)可以作為PLC的一個(gè)功能模塊。