摘要：針對(duì)LN2000分散控制系統(tǒng)在華能威海電廠二期2*300WM機(jī)組海水脫硫系統(tǒng)中的成功應(yīng)用，介紹了海水脫硫的工藝及LN2000分散控制系統(tǒng)的硬件配置，軟件功能，說明了系統(tǒng)的調(diào)試及投運(yùn)的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：海水脫硫工藝;  LN2000;  硬件；軟件；

0 引言

因煙氣海水脫硫工藝與石灰石-石膏工藝相比，具有投資與運(yùn)行費(fèi)用低、不需要吸收劑制備和副產(chǎn)品處理系統(tǒng)、不結(jié)垢等特點(diǎn)，海水脫硫系統(tǒng)及其技術(shù)也日趨成熟完善。使得海水脫硫工藝在電廠的應(yīng)用取得了較快的發(fā)展。華能威海電廠二期2*300WM機(jī)組海水脫硫系統(tǒng)，由北京龍?jiān)垂驹O(shè)計(jì)及調(diào)試，其DCS系統(tǒng)采用山東魯能控制公司LN2000分散控制系統(tǒng)。

1 工藝說明

華能威海電廠二期2*300WM機(jī)組海水脫硫系統(tǒng)由煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)五部分組成。  海水脫硫工藝流程圖如下：

煙氣海水脫硫工藝煙氣系統(tǒng)。經(jīng)靜電除塵器除塵后的煙氣經(jīng)進(jìn)口擋板門進(jìn)入脫硫增壓風(fēng)機(jī)，升壓送入回轉(zhuǎn)再生式煙氣-煙氣換熱器(GGH) 降溫后,自下而上流經(jīng)吸收塔。在吸收塔頂部由除霧器除去霧滴的潔凈煙氣再次進(jìn)入GGH加熱升溫至70℃以上，經(jīng)出口擋板門排入煙囪。FGD系統(tǒng)進(jìn)出口擋板門之間通常設(shè)置100%煙氣的旁路煙道。

煙氣海水脫硫工藝二氧化硫吸收系統(tǒng)，脫硫反應(yīng)主要是在逆流填料式吸收塔內(nèi)完成的。新鮮海水自吸收塔上部噴入,經(jīng)除塵處理和GGH降溫后的煙氣自塔底向上與海水進(jìn)行逆流接觸,煙氣中的S02迅速被海水吸收。洗滌煙氣后的酸性海水在吸收塔底收集并排出塔外。

煙氣海水脫硫工藝海水供應(yīng)系統(tǒng)，脫硫用海水取自凝汽器出口的虹吸井,約六分之一的海水經(jīng)升壓泵送至吸收塔頂部用于洗滌煙氣，剩余海水自流至曝氣池,與脫硫洗滌排水混合。

煙氣海水脫硫工藝海水恢復(fù)系統(tǒng)，吸收塔排出的酸性海水與來自虹吸井的大量偏堿性海水混合后進(jìn)入曝氣池，同時(shí)鼓入壓縮空氣，使海水中溶解氧逐漸達(dá)到飽和,將易分解的亞硫酸鹽氧化成穩(wěn)定的硫酸鹽，同時(shí)海水中的C032-與吸收塔排出的H+加速反應(yīng)釋放出C02,使排水的pH值得到恢復(fù)，處理后的海水PH、COD等達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排入大海。

海水脫硫系統(tǒng)所控設(shè)備主要包括：密封風(fēng)機(jī)、原煙氣冷卻水泵、增壓風(fēng)機(jī)、凈煙氣擋板、原煙氣氣擋板、旁路擋板、曝氣風(fēng)機(jī)、海水升壓泵等。

2  LN2000系統(tǒng)配置

LN2000分散控制系統(tǒng)上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和過程站控制系統(tǒng)組成。上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由工控機(jī)構(gòu)成的功能強(qiáng)大的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，通過工控機(jī)上裝有的LN2000軟件，經(jīng)過合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)組態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)海水脫硫工藝流程的動(dòng)態(tài)監(jiān)視和控制。其中主要配置有工程師站、歷史站、操作員站、打印機(jī)。相關(guān)運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信號(hào)、運(yùn)行人員操作記錄均能存儲(chǔ)記錄并可以通過打印機(jī)打印輸出。過程站控制系統(tǒng)是能接收工程師站下裝的組態(tài)信息，采集I/O模塊數(shù)據(jù)，執(zhí)行控制策略，通過I/O模塊控制遠(yuǎn)方設(shè)備，DPU上的兩個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)控制器，采用主從方式與I/O模塊通信，實(shí)現(xiàn)冗余能力，從而保證對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的正常控制。上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和過程站控制系統(tǒng)之間采用冗余的以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，使操作人員通過整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制。此系統(tǒng)主要需要DI、DO、AI、AO、RT、SOE、PI六種類型卡件，DI為開關(guān)量輸入模塊，主要接收各設(shè)備的狀態(tài)及報(bào)警等信號(hào)；DO為開關(guān)量輸出模塊，接收DPU的控制指令實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的遠(yuǎn)方控制；AI為模擬量輸入模塊，主要采集4-20mA的信號(hào)，如壓力、流量、電流、電壓、PH值等類型信號(hào)；AO為模擬量輸出模塊，其作為DPU的控制指令實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)設(shè)備的控制；RT為溫度采集模塊，主要采集熱電阻溫度；SOE為順序事故記錄模塊有11路開關(guān)量輸入通道，該模塊能以1毫秒的采樣速率快速采樣;PI主要用于測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的轉(zhuǎn)速、用電設(shè)備電度數(shù)、用煤量累積等。有兩種工作方式：脈沖頻率測(cè)量、累積值測(cè)量。該系統(tǒng)I/O具體分布如表所示。

表1

該DCS系統(tǒng)按照功能分散的原則設(shè)計(jì)，共包括5對(duì)冗余DPU，9個(gè)機(jī)柜。#3脫硫(包括#3機(jī)組煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng))、#4脫硫（包括#4機(jī)組煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)）、#3海水（包括#3機(jī)組供排海水系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)）、#4海水（包括#4機(jī)組供排海水系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)）、電氣及公用（包括#3機(jī)組和#4機(jī)組公用的供排海水系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)）各對(duì)應(yīng)1對(duì)DPU。9個(gè)機(jī)柜包括7個(gè)控制柜和2個(gè)交換機(jī)柜，其分布表如下：

 脫硫主控電子間

 表2

 表3

脫硫遠(yuǎn)控電子間

表4

海水脫硫中的煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)在脫硫主控電子間，供排海水系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)在遠(yuǎn)程就地電子間。電子間內(nèi)個(gè)系統(tǒng)使用以太網(wǎng)連接道交換機(jī)上，兩個(gè)電子間之間及交換機(jī)之間用光纜連接。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用了雙星以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，這樣能盡量保證網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生不同故障點(diǎn)的情況下仍然能夠正常工作。為保證兩臺(tái)機(jī)組中又一臺(tái)檢修時(shí)不影響令一臺(tái)工作及檢修工作的安全，設(shè)計(jì)了#3機(jī)組海水脫硫和#4機(jī)組海水脫硫的電源兩套電源，分別為各自機(jī)組相關(guān)控制柜提供電源。兩個(gè)交換機(jī)柜和電氣公用柜的電源由#3機(jī)組海水脫硫和#4機(jī)組海水脫硫的電源共同提供。

3控制方式

海水脫硫系統(tǒng)所有的設(shè)備控制閥均采用就地、遠(yuǎn)程相結(jié)合的控制方式，并能互相切換。在遠(yuǎn)程控制時(shí)，通過LN2000分散控制系統(tǒng)中SAMA圖邏輯組態(tài)軟件或操作員站監(jiān)控軟件，可是操作員在操作員站上對(duì)設(shè)備控制閥等進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視和動(dòng)作控制。

主要順控為煙氣系統(tǒng)順啟、順停，脫硫急冷水補(bǔ)水系統(tǒng)順啟、順停，曝氣風(fēng)機(jī)順啟、順停，海水升壓泵順啟、順停，可對(duì)其運(yùn)行情況需要進(jìn)行成套控制。在FGD投入允許、旁路兩個(gè)擋板門都打開、增壓風(fēng)機(jī)停止時(shí)可以投入煙氣啟動(dòng)順控。順控啟動(dòng)后先把增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉置為手動(dòng)并使其開度小于5%，再關(guān)原煙氣擋板、開凈煙氣擋板、關(guān)吸收塔排空閥、最后啟增壓風(fēng)機(jī)在增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)10s后開原煙氣擋板；煙氣停止順控要在旁路兩個(gè)擋板門都打開后才可投入，其步序也是先把增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉置為手動(dòng)并使其開度小于5%，再停增壓風(fēng)機(jī)，30s后在依次關(guān)原煙氣擋板、開吸收塔排空閥、關(guān)凈煙氣擋板。脫硫急冷水補(bǔ)水系統(tǒng)順啟、順停，曝氣風(fēng)機(jī)順啟、順停，海水升壓泵順啟、順停，這些順控都實(shí)現(xiàn)了設(shè)備本身及其出入口門之間的順序控制。利用LN2000分散控制系統(tǒng)軟件中的SAMA圖組態(tài)軟件，可方便的實(shí)現(xiàn)這些控制功能。為了設(shè)備的安全運(yùn)行還對(duì)主要設(shè)備投入了聯(lián)鎖保護(hù)，其中參與連鎖保護(hù)的溫度信號(hào)都作了速率保護(hù)、模擬輸入量信號(hào)都作了點(diǎn)質(zhì)量判斷，從而不會(huì)由于溫度、模擬輸入信號(hào)就地測(cè)量設(shè)備的損害而使設(shè)備跳閘。這些功能的實(shí)現(xiàn)減少了運(yùn)行人員的操作時(shí)間和錯(cuò)誤操作的可能性，并且保護(hù)了設(shè)備提高了工作效率。

4結(jié)束語

華能威海電廠二期2*300WM機(jī)組海水脫硫系統(tǒng)投入運(yùn)行后，其兩個(gè)機(jī)組的海水脫硫效率都達(dá)到95%以上。利用LN2000分散控制系統(tǒng)安設(shè)計(jì)要求投入的設(shè)備聯(lián)鎖、保護(hù)動(dòng)作、順序控制都準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)，并且在整個(gè)海水脫硫系統(tǒng)調(diào)試過程中卡件無一損壞。