電廠脫硫系統(tǒng)電氣二次設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)改造

趙永明

摘要：從電廠脫硫系統(tǒng)電氣設(shè)備自動(dòng)化現(xiàn)狀出發(fā)，研究分析了加強(qiáng)電廠脫硫系統(tǒng)電氣二次設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)改造的方法，包括改造微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)，以滿足電廠脫硫要求，實(shí)現(xiàn)環(huán)保排放。

關(guān)鍵詞：電廠脫硫系統(tǒng)；電氣二次設(shè)備；自動(dòng)化技術(shù)改造

引言

隨著科技的發(fā)展，電廠脫硫系統(tǒng)的保護(hù)裝置也由最初的電磁繼電器構(gòu)成發(fā)展到由整流元件、晶體管、集成電路、微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。特別是近些年計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)的大幅發(fā)展，提高了電廠脫硫系統(tǒng)的自動(dòng)化控制程度。以微機(jī)為核心，將測(cè)控、保護(hù)、監(jiān)視、管理等融為一體的功能統(tǒng)一、信息共享的計(jì)算機(jī)監(jiān)控及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)始推廣應(yīng)用。脫硫系統(tǒng)的電氣二次控制技術(shù)緊跟時(shí)代潮流，徹底改變了原有二次回路功能獨(dú)立、設(shè)備龐雜、接線及安裝調(diào)試復(fù)雜的局面，加大了自動(dòng)化改造，使脫硫系統(tǒng)的技術(shù)和管理水平大幅提高。

1電廠脫硫系統(tǒng)電氣設(shè)備自動(dòng)化水平現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)電廠對(duì)脫硫系統(tǒng)一般單獨(dú)設(shè)置單元控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)），對(duì)電氣設(shè)備的控制基本通過(guò)脫硫DCS系統(tǒng)來(lái)控制（部分早期工程仍然使用由繼電器及光字牌組成的保護(hù)柜來(lái)控制），所有開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)、電氣事故信號(hào)及預(yù)告信號(hào)經(jīng)過(guò)硬接線方式送入脫硫島DCS。脫硫島控制室不設(shè)常規(guī)測(cè)量表計(jì)，所有規(guī)程規(guī)定需要在DCS上顯示的電氣連續(xù)量信號(hào)（電流、電壓、功率等），在開(kāi)關(guān)柜中采用變送器將其變成4～20 mA信號(hào)再通過(guò)硬接線輸出送入脫硫島DCS。電氣設(shè)備二次設(shè)備的自動(dòng)保護(hù)也一般采用簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)、接觸器、熱繼電器等實(shí)現(xiàn)基本的熱過(guò)載保護(hù)、速斷保護(hù)和接地保護(hù)等，功能比較單一，二次回路冗雜，經(jīng)常造成誤動(dòng)作或者保護(hù)不動(dòng)作的事故，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行以及檢修都造成了一定困難，而脫硫系統(tǒng)的電氣控制直接關(guān)系到系統(tǒng)是否能正常運(yùn)行，煙氣排放能否達(dá)標(biāo)，并最終決定電廠的發(fā)電系統(tǒng)是否能安全穩(wěn)定地運(yùn)行，所以順應(yīng)科技發(fā)展的潮流對(duì)脫硫系統(tǒng)電氣二次設(shè)備的自動(dòng)化控制進(jìn)線升級(jí)改造十分必要。

2加強(qiáng)電廠脫硫系統(tǒng)電氣二次設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)改造的方法：電廠脫硫系統(tǒng)的二次設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)改造可以通過(guò)以下三個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.1改造微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)

保護(hù)系統(tǒng)是自動(dòng)化程序中重要的一環(huán)，目前脫硫系統(tǒng)電氣設(shè)備的保護(hù)大多使用電磁型、整流型、晶體管型、甚至機(jī)械型的保護(hù)裝置，這些保護(hù)裝置由于在原理判據(jù)、靈敏系數(shù)、快速反應(yīng)等方面或多或少存在一定的不足，已不再適應(yīng)目前自動(dòng)化程度高、復(fù)雜的脫硫系統(tǒng)。比如現(xiàn)有的脫硫系統(tǒng)中對(duì)單體電氣設(shè)備的保護(hù)一般僅具備兩段（過(guò)載保護(hù)、電流速斷保護(hù)）或者三段保護(hù)（過(guò)載保護(hù)、短路短延時(shí)保護(hù)、電流速斷保護(hù)），部分大電機(jī)還具備接地保護(hù)，這些保護(hù)僅能滿足日常的需求。隨著環(huán)保排放要求提高，脫硫工藝設(shè)備增加，電氣系統(tǒng)更加復(fù)雜化，新的問(wèn)題頻繁出現(xiàn)如：低電壓，過(guò)電壓、電機(jī)啟動(dòng)超時(shí)、電機(jī)堵轉(zhuǎn)、系統(tǒng)斷相、三相電流不平衡、超溫等等。為解決這一系列問(wèn)題，目前已開(kāi)發(fā)出多功能的微機(jī)型保護(hù)裝置，這些微機(jī)保護(hù)裝置由高集成度、總線不出芯片單片機(jī)、高精度電流電壓互感器、高絕緣強(qiáng)度出口中間繼電器、高可靠開(kāi)關(guān)電源模塊等部件組成，具有集成度高、反應(yīng)速度、抗干擾能力強(qiáng)、功能豐富等優(yōu)點(diǎn)。可根據(jù)負(fù)載的不同，合理選擇電動(dòng)機(jī)、線路、進(jìn)線、變壓器等多型號(hào)各分類(lèi)的微機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)保護(hù)和自動(dòng)控制。

2.2改造檢測(cè)系統(tǒng)

單體設(shè)備的自動(dòng)化可以經(jīng)由微機(jī)保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化要通過(guò)專(zhuān)有的控制系統(tǒng)（如PLC系統(tǒng)或者DCS系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)。這些專(zhuān)有控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣二次設(shè)備的自動(dòng)化前提是對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)實(shí)施有效的測(cè)量監(jiān)視，目前大多采用開(kāi)關(guān)柜就地設(shè)置儀表進(jìn)線就地監(jiān)測(cè)，加裝變送器，經(jīng)硬接線傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)或PLC系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的模式。這種監(jiān)測(cè)模式具有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)種類(lèi)少，接線復(fù)雜，抗干擾能力差等缺點(diǎn)，同時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備越多控制系統(tǒng)復(fù)雜程度和成本都會(huì)倍增，不利于對(duì)這個(gè)電氣系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可靠、及時(shí)有效的監(jiān)測(cè)處置。改造自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)首先將電氣二次設(shè)備中的互感器、儀表更換為高精度電流電壓互感器和多功能儀表，或者利用保護(hù)系統(tǒng)改造中的微機(jī)保護(hù)裝置集成這些高精度測(cè)量功能，再通過(guò)在多功能儀表或者微機(jī)保護(hù)裝置上集成的通訊和模擬量輸出模塊與上位機(jī)（PLC或者DCS）配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的記錄，故障錄波，遠(yuǎn)動(dòng)控制等高度自動(dòng)化的功能。

2.3改造通訊系統(tǒng)

DCS或者PLC系統(tǒng)對(duì)電氣二次設(shè)備的控制需通過(guò)通訊系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，目前脫硫系統(tǒng)的通訊主要通過(guò)硬接線的模式，這種模式具有簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但隨著工藝設(shè)備增多，系統(tǒng)趨于復(fù)雜，通過(guò)硬接線模式需要增加大量的I/O點(diǎn)卡和電纜，使控制系統(tǒng)變得繁瑣，不利于施工、檢修、維護(hù)，更容易產(chǎn)生事故或故障。為解決此類(lèi)故障，可以對(duì)通訊系統(tǒng)進(jìn)行改造，利用電氣二次設(shè)備上自帶的通訊模塊，通過(guò)網(wǎng)線將其串聯(lián)，再經(jīng)通訊管理機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)與DCS系統(tǒng)（PLC系統(tǒng)）進(jìn)行交互。通過(guò)一根網(wǎng)線（光纖）將各就地設(shè)備采集的各種系統(tǒng)狀態(tài)、故障、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸送到控制室，使得控制室更全面和詳實(shí)地掌握整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)更多數(shù)據(jù)的分析和判斷可以做出更快更有效的控制，同時(shí)對(duì)重要的啟停命令仍保留其硬接線系統(tǒng)以保證控制的可靠性。

3結(jié)語(yǔ)

在電廠脫硫系統(tǒng)中，電氣二次設(shè)備具有非常重要的作用，決定了整個(gè)脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定安全可靠運(yùn)行。通過(guò)對(duì)電氣二次設(shè)備的自動(dòng)化改造，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備本體的有效保護(hù)，對(duì)系統(tǒng)的有效監(jiān)測(cè)和控制，推動(dòng)自動(dòng)化程度的提高和優(yōu)化，滿足更安全、更可靠、更經(jīng)濟(jì)、更有效的電廠脫硫要求，最終實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的煙氣排放目的。

參考文獻(xiàn)：

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