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基于力控SCADA軟件平臺的電廠脫硫?qū)崟r監(jiān)控系統(tǒng)

時間:2011-10-27 13:53:47來源:gengwt

導語:?針對電廠脫硫系統(tǒng)的特點和要求,介紹了力控SCADA軟件平臺在火電廠脫硫監(jiān)控中的應用,通過監(jiān)控系統(tǒng),工作人員能準確了解脫硫系統(tǒng)運行狀態(tài),提高脫硫系統(tǒng)各設備的運行效率,降低了設備的損耗及能源的浪費。

      一、前言

      隨著國內(nèi)電力事業(yè)的飛速發(fā)展,電力環(huán)保越來越引起人們的關(guān)注。根據(jù)國家發(fā)展規(guī)劃,到“十一五”末,中國火電裝機將達到4.773億至5.033億千瓦,每年需要燃燒煤炭十三點五億噸,將大大增加電廠的燃煤量。燃煤量的大量增加,使嚴格控制煤炭燃燒所產(chǎn)生的煙氣排放成為電力事業(yè)發(fā)展的一個重要組成部分。

      從排放角度看,煤炭燃燒產(chǎn)生的污染物主要是二氧化硫、氮氧化物和飛灰。使用靜電除塵器或纖維過濾器可控制99%的飛灰污染,低氮燃燒器可減少氮氧化物的產(chǎn)生。但是,國內(nèi)火電廠的二氧化硫排放量始終處在比較高的水平,每年二氧化硫的排放量約為2300萬噸,造成的損失高達1200億元。

      二、脫硫工藝簡述

      煙氣脫硫(FlueGasDesulphurization),英語簡寫為FOD,是目前應用最廣,降低SO2排放量最直接、最經(jīng)濟、最有效的方法,也是目前唯一大規(guī)模商業(yè)應用的技術(shù)。目前,世界各國對煙氣脫硫都非常重視,已開發(fā)了數(shù)十種行之有效的脫硫技術(shù)。根據(jù)脫硫過程是否有水參與及脫流產(chǎn)物的干濕狀態(tài)可以分為濕法、半干法和干法煙氣脫硫。另外還有氨法、鎂法、鈉法、海水脫硫、電予柬輻射法等。

      煙氣脫硫系統(tǒng)主要由以下各子系統(tǒng)組成:石灰石漿液制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)(包括漿液循環(huán)及氧化)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)。

      在所有的方法之中,石灰/石灰石一石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)應用最為廣泛,具有脫硫效率高,運行可靠性好的特點。石灰/石灰石一石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)是目前火電廠中大規(guī)模商業(yè)化應用的脫硫方式之一,90%以上的國內(nèi)外火電廠脫硫技術(shù)均采用石灰/石灰石一石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)。圖1所示為典型濕法煙氣脫硫工藝圖。

三維力控

        圖1典型濕法煙氣脫硫工藝圖

 

      ◆化灰系統(tǒng)流程:

      石灰粉→石灰儲罐→化漿罐→漿液儲罐。可以實時監(jiān)控石灰儲倉料位、化灰系統(tǒng)工作狀態(tài)、化漿罐液位、漿液儲罐液位等。

      ◆吸收塔工作流程:

      鍋爐煙氣經(jīng)過除塵器除去大部分的粉塵后,經(jīng)引風機加壓進入脫硫系統(tǒng)。煙氣與從上而下的、由噴嘴充分霧化的脫硫液逆向?qū)α鹘佑|,脫硫液充分吸收煙氣中的SO2后進入除霧器除霧,凈化并除霧之后的煙氣,由煙道引至煙囪排放。

        ◆氧化出渣系統(tǒng)工作流程:

      脫硫液在吸收塔內(nèi)和SO2充分反應后,經(jīng)漿液排出泵進入氧化塔酸化氧化,氧化塔內(nèi)同時鼓入氧化風和酸化煙氣,酸化煙氣將剩余的脫硫漿液充分反應后生成亞硫酸鈣,然后與氧化風反應生成硫酸鈣,經(jīng)過真空帶式過濾機過濾,得到成品石膏。

        三、實時監(jiān)控系統(tǒng)設計

      系統(tǒng)以PLC為控制主體,配置工業(yè)控制計算機和組態(tài)軟件來實現(xiàn)對脫硫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)視和流程控制。系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單,PLC負責采集傳感器、壓力儀表等檢測儀表的數(shù)據(jù),通過軟件設計控制程序,對現(xiàn)場變送器、閥門和泵等進行監(jiān)控處理,并可以以多種工作方式進行操作,如就地操作、遠程操作和自動運行等,將設備進行集中控制管理,并監(jiān)視其運行狀況,方便故障處理。PLC控制站同監(jiān)控計算機之間通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信,控制終端設置在脫硫監(jiān)控中心,由操作人員進行監(jiān)控。

      作為整個FGD系統(tǒng)的重要組成部分,力控SCADA軟件Forcecontrol6.1負責匯總系統(tǒng)中各種電流、電壓、溫度、流量以及熱工、電氣開關(guān)量等運行信息,實現(xiàn)對系統(tǒng)運行狀態(tài)等主要指標的實時監(jiān)視與控制,并把這些運行信息用圖形方式提供給管理人員,幫助管理人員監(jiān)視和控制系統(tǒng)的運行。同時,從系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性出發(fā),對運行的主要參數(shù)進行分析、管理,還可根據(jù)運行參數(shù)生成各種報表,為系統(tǒng)運行提供有效的管理。

      上位機監(jiān)控組態(tài)軟件根據(jù)工藝流程設計監(jiān)控畫面,具有數(shù)據(jù)采集顯示、數(shù)據(jù)存儲管理、報警輸出、歷史數(shù)據(jù)存儲及報表生成等功能,并連接網(wǎng)絡打印機,方便生產(chǎn)過程中需要生成各種報表文件。該系統(tǒng)設計了冗余的配置模式,5臺上位機通過以太網(wǎng)與PLC控制站相連接,保證了數(shù)據(jù)的一致性和完整性,確保生產(chǎn)安全穩(wěn)定的運行。

      整套系統(tǒng)采用以太網(wǎng)方式通信,圖2所示為系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。

三維力控

      圖2系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

 

      四、監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

      4.1模擬系統(tǒng)圖顯示

      模擬系統(tǒng)圖顯示包括三個方面的內(nèi)容:現(xiàn)場設備及其系統(tǒng)模擬圖屏幕顯示,通過改變顏色進行設備運行狀態(tài)的顯示,設備的運行參數(shù)實時顯示。對FGD監(jiān)控系統(tǒng)來說,模擬系統(tǒng)圖是以各個分系統(tǒng)的全彩色位圖形式來顯示的,例如:FGD系統(tǒng)模擬系統(tǒng)圖就由吸收塔系統(tǒng)圖、升壓風機系統(tǒng)圖、電氣系統(tǒng)圖等構(gòu)成的。

      根據(jù)系統(tǒng)工藝需求,力控實時監(jiān)控設計了豐富的畫面顯示,形象動態(tài)地顯示化灰系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、氧化出渣系統(tǒng)及工藝水系統(tǒng)等流程,并采用不同顏色的顯示來反映各設備的運行狀態(tài)。圖3、圖4所示為脫硫及硫回收力控顯示流程圖。

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        圖3脫硫及硫回收力控系統(tǒng)實時流程圖

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        圖4脫硫及硫回收力控系統(tǒng)實時流程圖

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        圖5脫硫系統(tǒng)設備控制力控實時畫面

 

      4.2實時/歷史趨勢曲線顯示

      在屏幕上以曲線的形式實時跟蹤模擬量參數(shù)隨時間的變化,或者將數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)以曲線的形式再現(xiàn)出來,直觀的表示了重要參數(shù)隨時閫變化的趨勢,便于系統(tǒng)性能的分析和歷史數(shù)據(jù)的查詢和檢索。

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        圖6脫硫系統(tǒng)曲線實例圖

      4.3報表、報警功能

      力控專家報表開發(fā)工具提供豐富的報表操作函數(shù)集、支持復雜腳本控制,包括:腳本調(diào)用和事件腳本,比如利用報表函數(shù)可以在報表上同時顯示實時數(shù)據(jù)和任意時刻的歷史數(shù)據(jù),并加以統(tǒng)計處理,例如取行平均、列平均,統(tǒng)計出最大最小值。以表格的形式成組地顯示運行參數(shù)和相關(guān)參數(shù)。列表顯示可依據(jù)用戶需要很方便地在列表顯示的每頁中配置自己所要監(jiān)視的參數(shù),其特點是:一、可以分組顯示參數(shù)如常用參數(shù)列表、模擬量參數(shù)列表、計算量參數(shù)列表、開關(guān)量參數(shù)列表等等,便于對試驗過程的監(jiān)視;二、可以分類顯示相關(guān)參數(shù)如溫度、壓力、二氧化硫量等,便于分析相關(guān)參數(shù)問的相互影響關(guān)系。

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        圖7脫硫系統(tǒng)專家報表

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        圖8系統(tǒng)報警狀態(tài)圖

      五、總結(jié)

      本系統(tǒng)具有完善的監(jiān)控功能,提高了脫硫生產(chǎn)自動化水平,保證了機組的正常穩(wěn)定運行。通過工程長時間運行的情況看,控制系統(tǒng)、設備運行穩(wěn)定,維護、檢修工作量減少。通過監(jiān)控系統(tǒng),工作人員能準確了解脫硫系統(tǒng)運行狀態(tài),提高脫硫系統(tǒng)各設備的運行效率,降低了設備的損耗及能源的浪費,保證了整個系統(tǒng)按工藝要求正常運行,為電廠安全、穩(wěn)定、環(huán)保運行提供了有力的保證。

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