摘要：本文结合火电厂烟气脱硫工艺系统的实际情况，对其仪表和控制系统设计进行研究，以为有关实践提供参考。
关键词：脱硫工艺 仪表 控制系统 设计
烟气脱硫工艺系统是火电厂进行排放超标烟气处理的重要系统，在确保火电厂发电运行的环保性效益方面，有着非常重要的作用和影响，尤其是现代电力企业发展以及电厂建设中，其作用意义更为显著。另一方面，随着自动化技术在企业生产以及加工制造等领域的应用实现，以自动化设计原则进行火电厂烟气脱硫工艺系统仪表及控制系统设计，已经成为当前研究和关注的重要内容。下文将结合火电厂烟气脱硫工艺系统实际情况，对其仪表及控制系统的自动化设计实现，进行研究和分析，以供参考。
1、火电厂烟气脱硫工艺系统介绍
结合当前国内火电厂烟气脱硫工艺系统及其在电厂运行中的使用情况来看，主要以的日本MITSU BISH以及德国的STEINMILLER烟气脱硫工艺技术为主，并且其应用范围相对较广，主要包括湿法脱硫以及半干法脱硫、干法脱硫等不同工艺系统，其中，以石灰石-石膏为主的湿法脱硫工艺系统应用最为广泛，并且脱硫效率较高，约在95%以上，此外，该工艺系统还具有装置设备占地面积比较小以及操作控制比较方便等特征优势。下文就以该工艺系统及装置结构为例，对其仪表及控制系统设计进行分析。
一般情况下，火电厂的石灰石-石膏法脱硫工艺系统中，主要以石灰石制备以及烟气与SO2吸收系统、石膏脱水等系统结构为主。此外，在以两台机组组合形成的湿法脱硫工艺系统中，一些火电厂采用一炉一塔的工艺系统设置方式，而还有一些火电厂则会采用两炉一塔的工艺结构形式，其中，以一炉一塔烟气脱硫工艺系统在当前火电厂烟气脱硫工艺中应用相对较多。
2、火电厂湿法脱硫工艺系统中仪表与控制系统的设计分析
2.1火电厂烟气脱硫工艺系统的控制方式及控制室设计
火电厂烟气脱硫工艺系统设计中，在进行控制方式以及控制室布置设计中，多以就地独立设置形式，实现控制室以及脱硫电控楼设置，以通过控制室实现对烟气脱硫工艺系统的运行进行控制和管理，同时将烟气脱硫工艺中的有关控制设备均设置在脱硫控制室或者是电控楼内，随着火电厂建设以及烟气脱硫工艺水平的提升，其控制方式及控制室布置在实际设计应用中也发生了相应的改变，主要表现在随着火电厂运行中自动化水平的不断提升，控制系统中控制点的数量不断减少，同时随着火电厂烟气脱硫内容项目的增加以及脱硫工艺控制设计的不断提升，其脱硫工艺系统的设计方式也发生了相应的变化，不再是将所有项目都以独立系统结构方式在脱硫工艺系统中设计应用。因此，将当前国内火电厂烟气脱硫工艺系统设计情况进行概括总结，其控制方式及控制室的布置可以归为以下三种形式，即传统控制方式、脱硫工艺与除灰渣系统结合设计形式、通过火电厂机组主控制室进行脱硫工艺系统运行监控形式、以脱硫工艺系统与输煤等辅助系统合并进行就地控制室设置形式。其中，第一种形式通过将脱硫工艺的电控楼以及就地控制值班室进行独立设置，实现其工艺系统运行的控制与管理，这种设计方式相对简单，并且技术条件较成熟，可靠性较高；而后三种设计形式对于设计配合性要求较高，但是各项工艺效果相对较好、人力需求较少，比较受欢迎。其中，以脱硫与火电厂除灰渣系统合并设计方式，当前在火电厂生产运行中设计应用较多。
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2.2火电厂烟气脱硫主控制系统方案设计与选择
结合国内火电厂烟气脱硫工艺系统的设计及运用实际情况，早期脱硫工艺系统中，对于主控制系统的方案设计与选择，主要根据工艺系统的配套技术提供方案进行设置应用，即以独立脱硫控制系统实现系统运行处理控制。值得注意的是，这类烟气脱硫工艺系统的主控制方案根据系统型号以及供应商等不同，存在着一定的差别，其中以脱硫分散控制系统以及可编程序控制器等控制方案最为显著，并且其技术支持均有国外供应商进行提供与负责。随着我国烟气脱硫工艺系统设计以及研发能力的不断提升，其系统的主控制方案设计也存在着一定变化，由开始的国外运营商提供与支持，逐渐向国内提供设计与支持转变，其中脱硫分散控制系统以及可编程序控制器等两种主要控制方案以及根据不同的工艺系统所配置方案等形式为主。其中，以可编程序控制器实现工艺系统控制的方案设计与选择，是一种以独立可编程序控制器设计配合上位机系统以操作员站设置由专人进行控制的形式实现，而另一种方案则是在可编程序控制器采用基础上与其他辅助系统的可编程序控制器进行联网应用，以实现辅助系统可编程序控制器支持下的集中控制网络结构形式以及控制方案实施，在国内火电厂脱硫工艺系统中应用相对较少。
此外，以脱硫分散控制系统为主的控制方案在火电厂烟气脱硫工艺系统的设计应用，是随着脱硫工艺系统中机组数量以及系统情况不同而存在着一定的差别。以两台机组组合的脱硫工艺系统为例，一些火电厂在脱硫工艺系统设计应用中采用两台机组脱硫工艺系统联合设置一种分散控制模式，或者是每一台机组分别设置一种分散控制模式，然后以脱硫分散控制系统的公共网络进行连接控制的方式在实际中设计应用，这两种不同的脱硫分散控制方案中，第一种方案的结构及成本均比较低，但建设及维护相对不够灵活，而后一种方案则结构与成本表现相对复杂，但建设与维护相对灵活。
2.3脱硫工艺系统中工业闭路电视监控及火灾预测报警系统设计
工业闭路电视监控以及火灾预测报警系统作为火电厂脱硫工艺系统的重要组成部分，其中，工业闭路电视监控系统主要以脱硫控制方式和控制室设置变化发生着一定的转变，早期主要以脱硫工艺系统的就地控制室显示终端以及机组主控制室整个电场工业闭路电视监控系统接口相连接形式实现，由机组主控制室进行监控管理，而后期随着脱硫工艺系统中不进行独立主控室设置的转变，以整个电厂的工业闭路电视监控系统或者是生产环节工业闭路电视监控系统的子系统进行设计应用，形成具有整体性效果与作用的火电厂工业闭路电视监控系统在脱硫工艺中应用实现。而火灾预测与报警系统、烟气分析等其他脱硫工艺系统的仪表及控制系统设计中，早期设计以配套工艺装置及技术方案中的火灾预测与报警等系统形式为主，当前，火电厂脱硫工艺系统中的火灾预测与报警系统设计，一般与整个电厂的预测警报系统通过接口相互连接，通过统一的规划与设计进行实现，并且烟气分析系统中的仪表设计，在节省系统成本基础上，多与火电厂的烟气连续监测系统仪表进行合并设计应用，同时与环保监测通信相连接，在满足脱硫工艺系统的仪表设备需求上，实现环保监测与分析。
3、结束语
总之，针对火电厂烟气脱硫工艺系统中仪表及控制系统设计及应用进行研究，有利于掌握当前国内烟气脱硫工艺系统仪表及控制系统技术情况，在实际建设中进行设计应用，具有积极作用和意义。
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论文作者:雷晓林1,赵宏伟2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/25
标签：工艺论文; 系统论文; 火电厂论文; 烟气论文; 控制系统论文; 控制室论文; 仪表论文; 《基层建设》2018年第5期论文;