淺談電氣自動化系統在煙氣脫硫工程中的應用

王新宏

摘要：隨著我國經濟的快速發展，人們生活水平的不斷提高，人們對電能的需求量日益增多，相應也會排放出大量的二氧化硫，對環境造成巨大的影響。因此，需要改變這一狀況，實現煙氣的脫硫，推動脫硫產業化的發展。因此，本文以電氣自動化系統在煙氣脫硫工程中的應用為研究對象，對其相關內容進行詳細的論述，希望能夠實現煙氣的脫硫，從而緩解當前惡化的環境問題。

關鍵詞：電氣自動化：煙氣脫硫；應用

為了適應社會發展與火廠自身建設過程中控制二氧化硫的基本需求，我國在積極推進脫硫產業的發展，在整體大環境的支持下，當今單機容量200MW及以上火電機組的脫硫系統控制逐漸實現了集散控制系統（DCS）的應用，但因其實踐過程中側重于設備控制，進行電器系統自動化裝置及數字化繼電保護的過程中是以硬接線方式介入，導致電氣系統的發展應用過于落后，在機電一體化的發展應用中存在一定缺陷，基于環境的整體要求，就需對具體應用進行相關分析研究，以最大化確保電氣自動化系統與煙氣脫硫工程應用現代化需求相一致。下文將對電氣自動化系統在煙氣脫硫工程中應用的相關內容進行詳細的論述。

一、硬接線的方式

1.硬接線方式的結構

電氣信息與DCS是采取硬接線的方式接入，所涉及的具體接入信息主要由開關量輸入（DI）與輸出（DO）及模擬量入（AI），以4～20mA直流信號和空接點接入是主要方式。

采取硬接線方式后，通過DCS的CRT能夠實現相關電氣信息的預警顯示與電氣設備的調節控制，基于此種方式能夠最有效的提高整個電氣控制系統具體運行的可靠性與安全性，并且充分擴大了DCS的控制范圍，對于二氧化硫的排放具有良好的控制作用，并且有效發揮了電氣系統運行與控制的一體化。

2.硬接線方式的應用優勢

電氣量的D模件采用集中布置，管理便捷有效，為設備運行提供了良好的環境；接入方式間易，傳輸應用中信號中轉環節少，信號反應快、具有可靠的顯著特點；在電纜連接過程中實現一次正確敷設，準確率高，故障發生概率低，維護量少，整體運行效率優良。

3.硬接線接入方式的不足

DCS的配置比較多：大量的機柜、變送器、連接電纜、D卡件等，而且施工相對復雜，接入成本很明顯偏高；火電廠用電系統是采用微機化綜合保護測控裝置，并完成了電氣系統電壓、電流等的直接采樣，對精度與硬件要求高，測控程序繁瑣；DCS需要的信息量較大，首先要通過網絡結構進行電流、電壓等的傳輸，然后分析出與電量、功率、保護信息等信息量，工程量也大，而且容易出現遺漏和偏差；DCS對電氣測點有一定的限制，導致具體運行中電氣系統的許多功能難以有效的實現，比如故障的分析、診斷、定值管理、經濟性分析等，都會直接影響到整體運行管理水平。

二、硬接線與通信方式

針對于硬接線方式所存在的不足，尤其是信息監測功能的缺陷，在不斷的研究中，開始嘗試通過通信方式取代硬接線來更好的發揮應用效能。

近年來隨著科學技術與電氣自動化的不斷改善，網絡通信技術在工廠自動化、變電站自動化及DCS等電力自動化的領域得到了廣泛應用，為現代化環境下的脫硫電氣系統用聯網方式介入DCS的技術提供了經驗，電氣系統自動控制裝置和繼電保護的微機化也為電氣系統互聯網的接入DCS提供了很好的條件。

1.硬接線與通信方式結構

硬接線和通信方式的結構一般有分層分布體系，系統內有站控層、間隔層、通信層。站控結構一般是采用客戶服務器式的分布結構，具體是由維護工作站、操作員工作站、通信網關及服務器等組成，因此形成電氣系統管理、監控及與DCS等自動化系統相連接的中心。

2.硬接線與通信方式的應用優勢

取消了硬接線接入所需的大量元件與材料，應用成本較低；接入DCS的信息數量與投資無關，且信息全面，具有極強的信息系統擴展性；綜合保護裝置能夠最大化的實現廠用系統電能計量的高精度性，且無需針對性的進行電能表的單獨配置，并能夠在網絡通信的作用下實現自動抄表功能；電氣系統后臺有追憶事故、分析錄波、防誤閉鎖、保護定值管理等比較復雜的電氣管理和維護方面的工作，促使電氣系統自動化水平得到很大幅度提升。

3.硬接線與通信接入方式的不足

當前DCS的通信應用開放性極低，造成對DCS通信周期、通信信息、數據包長度等的較大影響，難以保障信息監控的實時有效性；較之硬接線方式，通信方式下的信息中轉緩解明顯增多，進而影響到信息的實時性與可靠性；信息刷新緩慢、網絡通信終端等是具體應用中的常見問題，增大了系統信息維護力度，進而影響具體實施效能與用戶應用信心。

三、全通信方式

現階段，某公司的CSPA-2000電氣自動化系統，在煙氣脫硫工程中應用時，該系統的大型實時監控軟件平臺具有極高的可靠性，在基于通信網路的應用前提下實現保護測控智能裝置的分層分布綜合自動化功能，實現應用系統的完全開放，并同DCS系統全面對接，讓發電廠電氣自動化系統和DCS系統完全融合。

在該系統結構應用下實現的DCS接口能夠充分合理的應用在現場總線與網絡通信的優勢，并依據通信系統內的IEC協議，實現DCS系統與電氣監控系統的接口，最大化的將電氣自動化功能完全的同DCS系統融合，使DCS系統能夠真正意義上的實現了覆蓋電廠脫硫機電監控。在全通信方式結構的系統下，通信管理機根據脫硫工藝的過程進行配置，實際參與到工藝聯鎖控制的通信管理機及與之相應的分布式處理單元，完成一對一的通信。在實踐中，每個工藝過程中的電動機綜保裝置數量相對偏少，且均為雙網通信，通信中對于應用實時性與可靠性有較高要求，該應用系統能夠充分滿足電廠系統內的工藝鏈鎖控制要求。以全通信方式實施的煙氣脫硫工程電子監控系統具有明顯優勢，其電氣部分有網絡通信及現場總線構成，實現實時監控，并以通信方式同DCS系統融合，完全取消硬接線，合理有效節約成本；電氣自動化系統下的一體化智能保護測控裝置為廠用380V、6kV及公共部分以信息管理、繼電保護、設備維護與監控，滿足實時性與精準性的基本要求；實現了DCS在操作站上對電廠所有電氣部分的設備控制和管理，DCS系統也能夠授權操作員在站上的電氣操作。

四、結束語

綜上所述，全通信方式結構在電氣自動化系統的支撐下，在煙氣脫硫工程中得到了廣泛應用，其應用效果顯著，效用良好，應用中通信的可靠性與實時性都滿足了當前狀態下二氧化硫排放量控制的需求，且自動化系統有效實現了對各種電氣設備參數的安全實時監控，保障了運行的可靠性與安全性，但實現全通信后，系統的實時性不可避免的受到了一定的影響，而相關研究也在不斷深入，旨在循序漸進、不斷探索、尋求更安全有效的應用方式。