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摘要：本文主要对电厂脱硫系统电气自动化水平进行了详细分析，并提出了一些电气二次设备自动化技术改造的有效措施。
关键词：电厂脱硫系统；电气二次设备；自动化技术；改造
一、电厂脱硫系统概述
电厂脱硫工艺主要是按脱硫剂及脱硫反应产物的状态，分为湿法、干法及半干法三大类。其一，湿法脱硫工艺。不同国家的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是以碱性溶液为脱硫剂吸收烟气中的SO2。工艺主要有石灰石/石灰—石膏法、海水法、双碱法、亚钠循环法、氧化镁法等。其二，干法脱硫工艺，主要有荷电干法吸收剂喷射脱硫法、电子束照射法、吸附法等。其三，半干法脱硫工艺。工艺融合了湿法、干法脱硫工艺的优点，具有广阔的应用前景。工艺主要有喷雾干燥法、循环流化床法、增湿灰循环法、烟道喷射法等。目前烟气脱硫技术以湿法脱硫工艺占主导，同时干法、半干法脱硫工艺也在发展中。
二、电厂脱硫系统电气设备自动化水平
（一）硬接线
电气信息与DCS是采取硬接线的方式接入，所涉及的具体接入信息主要由开关量输入（DI）与输出（DO）及模拟量输入（AI），以4-20mA直流信号和空接点接入是主要方式。采取硬接线方式后，通过DCS的CRT能够实现相关电气信息的报警显示与电气设备的调节控制，基于此种方式能够最有效的提高整个电气控制系统具体运行的可靠性与安全性，并且充分扩大了DCS的控制范围，对于二氧化硫的排放具有良好的控制作用，并且有效实现了电气系统运行与控制的一体化。
（二）硬接线与通信
近年来，随着科学技术与电气自动化的不断改善，网络通信技术在工厂自动化、变电站自动化及DCS等电力自动化的领域得到了广泛应用，为现代化环境下的脱硫电气系统用联网方式介入DCS的技术提供了经验，电气系统自动控制装置和继电保护的微机化也为电气系统互联网的接入DCS提供了很好的条件。
（三）全通信
电气自动化系统在烟气脱硫工程中应用时，其大型实时监控软件平台具有极高的可靠性，在基于通信网路的应用前提下实现保护测控智能装置的分层分布综合自动化功能，实现应用系统的完全开放，并同DCS系统全面对接，让发电厂电气自动化系统和DCS系统完全融合。在该系统结构应用下实现的DCS接口能够充分合理的应用在现场总线与网络通信的优势，并依据通信系统内的IEC协议，实现DCS系统与电气监控系统的接口，最大化的将电气自动化功能完全的同DCS系统融合，使DCS系统能够真正意义上的实现了覆盖电厂脱硫机电监控。
以全通信方式实施的烟气脱硫工程电子监控系统具有明显优势，其电气部分有网络通信及现场总线构成，实现实时监控，并以通信方式同DCS系统融合，完全取消硬接线，合理有效节约成本。电气自动化系统下的一体化智能保护测控装置为厂用380V、6kV及公共部分以信息管理、继电保护、设备维护与监控，满足实时性与精准性的基本要求。实现了DCS在操作站上对电厂所有电气部分的设备控制和管理，DCS系统也能够授权操作员在站上的电气操作。
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三、电厂脱硫系统电气二次设备自动化技术改造措施
（一）改造微机保护系统
保护系统是电厂脱离系统自动化程序的重要环节，目前，脱硫系统中电气设备的保护主要是利用电磁型、整流型、晶体管型、机械型装置加以保护，这些装置因为在原理判据、灵敏系数、快速反应等方面，都在某种程度上有一定的不足，根本无法适应自动化高程度和非常复杂的脱硫系统。就既有的脱硫系统而言，其中单体电气设备的保护只有两段或三段保护，即过载保护、电流速断保护，过载保护、短路短延时保护、电流速断保护。大多数电机还具有接地保护，其还可以满足日常需求。近年来，对于环保排放的要求越来越高，脱硫工艺设备也逐渐增多，电气系统开始复杂化，也随之衍生出了大量新问题，即低电压、过电压、电机启动超时、电机堵转、系统断相、三相电流不平衡、超温等。对此，电厂以及相关部门已经积极研发出了多功能微机型保护装置，其主要是由高集成度、总线不出芯片单机片、高精度电流电压互感器、高绝缘强度出口中间继电器、高可靠开关电源模块等所组成的，具有其自身的独特优势，即集成度高、反应速度快、抗干扰能力强、功能多元化等。可以切实根据负载不同，选择电动机、线路、进线、变压器等多型号的微机保护装置，从而实现保护与自动控制。
（二）改造监测系统
单体设备自动化可以通过微机保护装置加以实现，系统的自动化需要通过专门的控制系统进行。专门的控制系统实现电气二次设备的自动化基础，就是有效测量监测整个电气系统的顺利实施，目前，主要采用开关柜，就地设置仪表进线并监测，同时安装变送器，经过硬接线传输到DCS系统或PLC系统中，实时进行远程监控。这种监测模式的数据种类比较少，接线也十分复杂，抗干扰能力相对较差，而且监测设备越多，控制系统的复杂程度和成本都会随之增加，这样一来，势必会影响电气系统的经济性、可靠性，并在很大程度上影响及时有效的监测处置。改造自动化监测系统，首先应把电气二次设备的互感器、仪表更换成高精度电流电压互感器和多功能仪表，合理利用保护系统改造的微机保护装置集成这些高精度测量功能，再通过多功能仪表或微机保护装置集成的通讯和模拟量，与上位机相配合，详细记录实际运行状态，故障录波，远动控制等高程度自动化功能。
（三）改造通信系统
DCS或PLC系统对电气二次设备的控制，需要通过通讯系统实现，目前，脱硫系统的通讯主要是通过硬接线的模式开展的，其也具有一定的优势，即简单、稳定，但是，近年来，随着工艺设备逐渐增多，系统开始复杂且多元化，通过硬接线模式，需要增加大量I/O点卡和电缆，从而使得控制系统更加复杂化，这样一来，便不利于施工、检修和维护，很容易发生严重事故和故障。对此，可以适当改造通讯系统，充分合理利用电气二次设备的自带通讯模块，通过网线串联起来，再通过通讯管理机、以太网交换机和DCS系统之间进行交互。通过光纤网线把各就地设备采集的系统状态、故障、实时数据传输到控制室内，促使控制室更加全面、详细地掌控整个系统的实时状态，计算机系统通过分析和判断更多的数据信息，能够及时有效进行控制，同时，对重要的启停命令，依旧保留硬接线系统，从而全面保证控制的可靠性和稳定性。
结语
总而言之，电气二次设备对于电厂脱硫系统而言，发挥着非常关键的作用，其在很大程度上决定着整个脱硫系统运行的安全性、稳定性和可靠性。通过自动化改造电气二次设备，能够直接对设备本体起到一定的保护作用，并有效监测和控制系统运行，促使自动化程度得以提升，进而满足安全、可靠、经济等要求，从而实现高标准的烟气排放。
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[4]王淼良.电厂脱硫系统电气二次设备自动化技术改造[J].现代工业经济和信息化，2017，7（13）：34-35.
论文作者:马铭余
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
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