摘要：随着工业化加速发展，对环境造成的污染和损害也越来越严重，其中燃料所排放出来的有害特质如SO2成为了大气污染重要成份，锅炉烟道排出的烟尘中也含有大量的此类物质，因些治理减排成为了重要的环境保护途径，脱硫控制系统也在火电厂中得到了广泛应用，本文就其实际应用进行了进一步分析和探讨。
关键词：脱硫控制系统；工程；应用
引言：
一、硫的来源与危害
在硫化石冶炼、含硫酸的磷肥、化石燃料燃烧、机动车尾气以及工业废气中，
都会产生SO2，尤其火电厂排放量对环境造成严重的污染，同时这种无色具有强烈刺激气味的物质，容易造成肺气肿、支气管炎、呼吸道炎症、眼结膜炎症等，对发育中的表少年会造成抗病能力下降，免疫力低的情况。同时如大量吸入此气体，还会因其毒性，使病人的死亡率增加，通过对植物和金属的研究发现，植物受其影响会品质变差，产量降低，金属会受到严重腐蚀，造成极大的经济损失[1]。
二、脱硫技术现状
脱硫技术经过多年的研究，目前主要采用采用燃烧间、中、后三种脱硫方
式，燃烧后烟气脱硫方式是现在大多数国家采用的方式，同时在大中型火电厂中得到了广泛的应用，其主要是通过脱硫装置，脱硫剂与烟气充分反应，使烟气中的SO2气体得到消除，通常又分为半干法、湿法和干法三种脱硫方工艺，其中以湿法工艺中的石灰石－石膏法为主要脱硫工艺。
以前的脱硫系统作为辅助系统，在各种检测仪表和执行设施数量配置方面存在的不足，自动化控制运用程度较差，不少工序仍需人工现场操作完成，检测过程中能够获取的信息较少，大多只能完成顺序控制和开关控制，对系统的运行状态较难改变，检测参数较少，无法保证使系统运行处于最佳状态下，同时无法对输出结果进行反馈输入，系统的稳定性较差。目前随着新型的脱硫控制系统，具有了强大的控制逻辑和检验参数能力，根据运行工况的变化，对系统的运行状态进行随时改变，同时保证系统处于最佳运行状态，其主要保证脱硫系统及机组的运行安全，使脱硫效率得以提高，同时能源节约得以实现。
三、脱硫控制系统组成
烟气脱硫控制系统主要组成部分有：电视监视系统、就地仪表和控制设施、
分散控制系统、火灾报警系统以及烟气连续监测系统。同时随着自动化控制和计算机引入，使自动化控制程度不断提高，在自动化程度、控制的综合性、操作方式的软件化、功能的综合性发展以及CRT作用等方面有着令人满意的表现。
（一）DCS分散控制系统
通过DCA分散控制系统对烟气脱硫系统进行有效控制，使其运行的安全性和
经济性得以保证的同时，提高烟气脱硫效果。系统中配置有完整的控制、自动调节、热工测量、热工信号报警以及保护装置，对烟气脱硫设备及其他附属系统的停止、启动以及运行工况控制、监视以及调整的远程控制予以实现，同时对于异常工况实现保护、联锁、报警及处理功能，使整个脱硫系统运行实现集中控制。此控制系统通过通讯接口，使系统之间以及全厂系统之间实现数据通讯。另外此系统功能还包括了SCS、MCS以及DAS系统。
顺序控制系统SCS主要包括：石灰石浆液制备系统功能、烟气挡板控制功能、
硫吸收系统功能、石膏脱水控制功能、石灰石供浆系统功能以及排放系统功能，其功能组有：子系统启动、脱硫系统、密度计、停止顺序控制、各泵及PH计，以及浆液管道冲洗顺育控制功能组等[2]。
MCS主要模拟量控制系统主要包括增压风机入口压力控制、石灰石浆流量闭环控制、石灰石浆浓度控制、吸收塔液位控制以及石膏浆排出量控制。
DAS数据采集与处理系统主要针对与脱硫工工艺相关的设备状态信号以及重要测点信号进行连续采集和处理，并实时提供相关信息。
（三）ECS电气控制系统
进入DCS的控制系统主要有脱硫变压器、脱硫岛6KV馈线、进线、脱硫岛0.4KV MCC及PC电源、母联断路器以及电动机开关控制、UPS系统信号回路、信号以及脱硫岛系统信号[3]。
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（四）脱硫工业电视系统
一套完整的彩色闭路工业电视监视系统对六台炉脱硫系统进行监控，相关运行人员通过此数字式系统进行生产现场的监视和控制，主要针对巡视人员难以监控的地区、生产条件和安全情况恶劣的地区，以及设备整体的运行情况。在脱硫控制室的控制台上调车主机和监视器，主要设备有：矩阵、摄像头、监视器、视频、存储设备、云台、控制电缆等。在系统中留有相应的接口，能实现与全厂闭路电视系统连接的功能，同时也能增加相应的摄像头。
（五）消防火灾控制系统
一套完整的控制系统可通过火灾报警区域盘的设置，实现两台锅炉脱硫岛的消防控制和火灾检测报警，脱硫岛的控制系统作为全厂控制系统的子系统，通过通讯连接，与其形成一个整体，实现数据在全厂系统内的传送、指令接收，与全厂系统之间形成协调、统一的行动模式。通过全厂的报警控制中心，对脱硫岛消防控制系统实现监控和管理[4]。
（六）脱硫烟气成分监测系统
此系统所有信号与DCS相边，并与环保局的通讯建立连接，主要监测的内容有：烟囱入口烟道的烟尘中所含的SO2 、NOX 、O2 、CO的含量、烟气流量、湿度、温度；FGD入口烟道的烟尘含量、压力、温度以及SO2。
三、DCS和PLC控制系统
（一）网络方面
与PLC系统相比较，DCS网络系统具有更好的系统开放性和拓展性，在高速通讯网络中双冗余更加安全可靠。PLC基于单体工作模式，采用单网结构，与国际标准不相符，同时在网络安全方面，也未采取更有效的保护措施。
（二）整体方案
在整体方案考虑中，具务工程师站功能的DCS的操作员站通过运行方案的，使站与站之间实现紧密联结关系，对任何被控装置、任何功能以及任何站实现相互连锁控制以及协调控制；而PLC构成的站与站之间的关系较为松散，无法有效进行协调控制。
（三）组态维护
DCS系统具有对各种工艺控制方案进行更新的基本功能，工程师进行方案更新时，只需将发生变化的方案，在工程师站进行重新编译后，再进行下装命令的执行即可，由系统自动完成整个下装过程，对原控制方案的动行不造成任何影响，使工艺对象的控制精度通过系统算法和控制软件得以有效提高。
PLC系统则因庞大的工作量，先要对需更新的PLC方案进行确定，再利用相应的编译器进行重新编译处理，然后采用专用的读写器对其进行一对一的处理，将程序传送至PLC，并需要在调试过程中，增加调整成本和调试时间，另外后期的维护工作也极为不便，其控制精度无法达到DCS系统的精度。所以在大中型的项目中，PLC连接的系统只采用了局部应用的方式[5]。
（四）经济性
这两种系统相比较，DCS国产品牌比国外品牌便宜；PLC系统相较之下比DCS国内品牌便宜，同时还包括不少的模块和软硬件，从综合性价比而言，PLC控制系统要高一点。
四、控制系统发展趋势
目前新型的脱硫控制系统在控制装置单元层、现场仪表层、企业管理层、工厂车间层等四层主要结构上朝着企业控制管理分析系统发展，将企业管理融为一体，同时在未来朝着现场总线的方向发展，使各大DCS系统产品具有更好的通讯协议通用性以及智能性。
结束语：以火电厂脱硫控制系统为例，分析了控制系统在工程中的应用，同时还需与实际情况和需求相结合，对脱硫系统进行选择，在维护以及安全可靠性方面，DCS控制系统有着较强的应用优势，如果系统控制的点数较少，则可以考虑PLC控制系统，另外通过对控制系统加强应用研究，也有利于根据实际情况以及整体规划进行选择应用，使控制系统能够更好的发挥其功能和作用。
参考文献：
[1]贾生洋. MACSV控制系统在临清运河热电脱硫工程中的应用[J]. 科技信息, 2012(26):461-462.
[2]王钧. 分散控制系统在烟气脱硫自动化工程中的应用研究[J]. 科技创新与应用, 2014(4):95-95.
[3]张晓春. 分散控制系统在烟气脱硫工程中的应用[J]. 电子技术与软件工程, 2014(11):268-269.
[4]赵刚. 电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用[J]. 通讯世界, 2017(3):227-228.
[5]刘占胜. 烟气脱硫自动控制系统的实现方法[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊), 2014(11):187-187.
论文作者:夏立国
论文发表刊物:《科技新时代》2019年6期
论文发表时间:2019/8/14
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