電氣自動化系統在CFB煙氣脫硫工藝中的運用

黃沖

摘要：近年來，隨著科技水平的不斷發展，自動化系統日益成為各行業競相追求的改革目標。就發電行業來看，電氣自動化是最大限度提升工作運營效率、節約運營成本、實現更為集約且安全生產的關鍵所在。文章對電氣自動化系統在CFB煙氣脫硫工藝中的運用進行了探討。

關鍵詞：電氣自動化系統；電氣監控系統（ECS）；分散控制系統（DCS）；CFB煙氣脫硫工藝 文獻標識碼：A

中圖分類號：X701 文章編號：1009-2374（2016）18-0082-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.041

1 概述

隨著科學技術的發展及電子信息化技術的不斷進步，發電廠也紛紛在新技術研發及改革上做出了努力，其中的一個表現就是電氣自動化系統的運用。為了適應發電廠和電網機構拆分的實時狀況，發電廠需要最大限度地提升在工作運營方面的效率，節約運營成本。在這種要求之下，引進更為先進、智能化水平更高、自動化程度更全面的技術成為各大發電廠的首要目標。

從我國的現狀來看，國內較大的發電廠順應時代發展的需要，已經逐步融入到了網絡信息化的時代，這表現在新工藝、新技術及新方法日益運用在發電廠的管理運作及自動化上，這使得我國發電廠競爭能力得到顯著提升。

就本文討論的電氣自動化系統在發電廠循環流化床鍋爐（CFB）煙氣脫硫工藝中的應用來看，電氣自動化系統可以分成三個主要部分：（1）煙氣脫硫系統及其中的保護調試裝置、安全制動裝置、網絡通信及監控系統；（2）低壓系統的保護調試裝置、安全制動裝置、網絡通信及監控系統；（3）其他電氣設備和控制系統。

2 電氣自動化應用的表現：電氣監控系統

電氣自動化在發電廠的應用，直接體現在電氣監控系統ECS（Electric Control System）的運用上。總的來看，ECS是一套較為完善的在線自動化監控管理系統。這套系統主要借用電子計算機的高速處理能力，達到發電廠電氣系統在脫硫工藝中的自動運行、控制、保護及故障排查的目的，從而可以減少人工的參與，提升電氣系統在脫硫工藝中的自動化管理水平，繼而實現降低成本，提升工作效率。

較傳統的分散控制系統DCS（Distributed Control System）來看，ECS大大彌補了DCS在電氣信息監測和控制之上的局限性，使得監測和控制變得簡單可行。同時，ECS整體性的特點可以協助電氣系統在運行人員快速了解到相關的電氣信息，如此便減少了傳統模式中常出現的電氣系統在脫硫工藝中存在的操作與維修上的問題，從而極大地減少了工程上的投資，避免了資源的浪費。基于這種現狀，發電廠在DCS中融入ECS已經成為提升運營效率的首要目標。我們相信，在DCS中融入ECS將會極大地提升整個發電廠工作機組的自動化水平，從而實現安全、高效、低碳及一體化的良好結果。此外，隨著發電廠工作機組的自動化水平的提升，發電廠的管理水平也會隨之提高，在全廠實現管理控制整體化的目標指日可待。

3 電氣監控系統的實現模式：ECS接入DCS

從上文來看，隨著自動化技術的迅速發展，在發電廠運行電氣自動化已經成為可能并且日漸成為發電廠提升自身競爭力的關鍵所在。發電廠的自動化表現在，其要求燃力鍋爐、汽機和電氣實現整體化的共同操控，所以自動化需要包括電氣的自動化控制。

通過某些發電廠的實際經驗證明，發電廠電氣系統在脫硫工藝中的自動化控制，可以極大地減少整個發電廠對于實際工作人員的需求，從而可以減輕在人力資源上的壓力，降低工作強度。同時，發電廠電氣系統在脫硫工藝中的自動化控制還直接影響著整個發電廠的自動化水平。鑒于這些因素，發電廠電氣系統在脫硫工藝中的自動化控制已經成為發電廠進行技術改革的首要目標。

就目前的情況來看，在DCS系統中接入ECS系統基本采用如下三種方式：（1）采用硬接線+通訊的連接方式；（2）采用存留關鍵硬接線+通訊+電氣設備的連接方式；（3）采用完全采用通信的方式。

就上面提到的三種連接方式來看，由于技術要求的不同，三種方式在發電廠的應用情況也并不平均。一般而言，在發電廠引入電氣自動化控制系統的初期，采用硬接線+通訊的方式使用較多，發電廠會全部保留硬接線。隨著科學技術的不斷發展及自動化水平的不斷提升，電氣自動化控制系統也越來越成熟，建設成本也逐漸降低，在這種潮流下，許多發電廠也開始采用第二種連接方式，即存留關鍵的硬接線。至于第三種連接方式，由于技術要求較高且花費昂貴，僅有極少的發電廠使用。下面本文便對這三種方式做一較為詳細的介紹：

3.1 硬接線+通訊的連接方式

在傳統的硬接線+通訊連接方式中，需要采集的電氣量數據會通過硬接線進行傳遞。在傳遞完成之后，工作人員會使用分散處理單元對這些經由通訊電纜傳輸而來的電氣量數據進行分析，最后再由陰極射線顯像管顯示最終得到的數據。這種方法的優點在于，可以使監控人員明晰快速地了解到相關電氣信息的數據，并且在監控預警方面也有較好的使用效果，較為有效地提升了電氣自動化系統的準確性及安全性。然而這種連接方式的局限性也是較為明顯的，這表現在通過硬接線+通訊連接方式得到的電氣量數據不能夠做到良好的利用，而只是在監控方面發揮作用，這在某些程度上降低了工作的效率，也造成了資源的浪費。

3.2 存留關鍵硬接線+通訊+電氣設備的連接方式

相較于上面介紹的硬接線+通訊連接方式，存留關鍵硬接線+通訊+電氣設備的連接方式可以較為有效地彌補數據利用率較差的缺陷。該連接方式的關鍵之處在于，它可以使ECS系統通過DCS系統的中央控制器將信息直接接入DCS系統之中，從而使ECS不經過多道程序直接進入DCS的計算控制之中。所以，相較上一種連接方式，存留關鍵硬接線+通訊+電氣設備可以做到電氣量數據更為合理和有效地利用，從而提升整個電氣自動化系統的效率。值得注意的是，此處提到的這種連接方式仍然保留著硬接線，這種設計是有著重要意義的。當電氣自動化系統的無線傳輸方式出現問題的時候，保留硬接線在一定程度上可以避免關鍵數據的確實，繼而確保機組關鍵電動機的繼續工作。這對于保障整個發電廠的設備安全具有重要作用。

3.3 完全采用通信的連接方式

最后我們要介紹的是完全采用通信的連接方式，相較于以上介紹的兩種連接方式，該方法的最大不同點在于取消了硬接線的連接，最大程度地實現了分散控制的思想。

表面看來，此種連接方式完全取消了硬接線的連接，取消了全部的電纜，這就完全擺脫了硬接線對于ECS系統的制約，使得ECS的工作范圍大大增加。在這種連接方式下，電氣自動化系統的控制和集成全部通過通信的方式及互聯網來實現。因此，在向全通信連接方式的發展過程中，這不失為一種創新且有意義的嘗試。

4 結語

發電廠的電氣自動化系統實現了對電氣量數據的實時監控，從而有效地提升了發電廠的工作效率，也保障了設備運作時的安全。同時通過電氣系統工作人員可以對脫硫工藝之中的參數進行實時的監控和管理，從而降低了對人力資源的要求，滿足了發電廠在運行方面的管理需求。在ECS接入DCS系統上，本文介紹了三種連接方式，并對這三種方式的利弊進行了分析與權衡。我們相信，伴隨著我國電力事業健康發展的良好態勢，脫硫工藝也會更為高效化、安全化及穩定化。同時隨著ECS系統的不斷發展，完全采用通信的連接方式必將得到廣泛的應用與實踐。

參考文獻

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（責任編輯：王 波）