電氣自動化系統在煙氣脫硫工程中的應用

馮振龍

【摘 要】社會的不斷發展，帶動了經濟水平的進步，同時推動了人們生活水平質量的提高，用電需求不斷增長的同時對綠色節能發電的呼聲也越來越高，電氣自動化系統在煙氣脫硫工程中的應用是新時期火電廠實現節能綠色生產的重要措施。基于此，本文對電氣自動化系統在煙氣脫硫工程中的應用進行了相關的分析和探究，以期為火電廠的煙氣脫硫工程管理提供一定的參考。

【關鍵詞】電氣自動化系統;煙氣脫硫工程;應用

引言

為了適應社會發展與火電廠自身建設過程中控制二氧化硫的基本需求，我國在積極推進脫硫產業的發展，在整體大環境的支持下，當今單機容量200MW及以上火電機組的脫硫系統控制逐漸實現了集散控制系統（DCS）的應用，但因其實踐過程中側重于設備控制，進行電器系統自動化裝置及數字化繼電保護的過程中是以硬接線方式介入，導致電氣系統的發展應用過于落后，在機電一體化的發展應用中存在一定缺陷，基于環境的整體要求，就需對具體應用進行相關分析研究，以最大化確保電氣自動化系統與煙氣脫硫工程應用現代化需求相一致。

1煙氣脫硫工程中的現場總線控制系統

煙氣脫硫工程的現場總線控制系統主要有三個部分構成，即主控層、通訊層和設備層，其中現場總線控制系統的網絡結構有開放式分層結構和分布式結構。其中設備層主要是由眾多的保護裝置和自動化裝置構成的，能夠獨立完成測量、控制、保護和通信等基本功能，設備層的裝置數量較多，并且利用現場總線技術進行連接。而通信層則是整個系統構成的關鍵，包括了通信處理機、集線器和監控服務器等設備。主控層是對整個系統進行應用的操作層面。

2電氣自動化系統在煙氣脫硫工程中的硬接線方式

2.1 硬接線方式結構

電氣信息通過硬接線接入DCS（圖1）。接入信息主要包括開關量輸入（DI）、開關量輸出（DO）和模擬量輸入（AI），接入方式為空接點和4～20mA直流信號。采用硬接線方式后，通過DCS的CRT實現了電氣相關信息的顯示報警與電氣設備的控制調節，有效地提高了整個電氣控制系統的安全性和可靠性，同時擴大了DCS的控制范圍，實現了機電系統的一體化運行和監控。

2.2硬接線方式的優勢體現

煙氣脫硫電氣自動化系統采用硬接線方式的優勢主要體現在以下幾個方面。首先，電氣量D模件應用設備集中布置的方式，使得煙氣脫硫管理更加的便捷、有效，能夠為相關設備的運行提供安全、良好的運行環境。其次，硬接線方式相對比較簡易，信號傳輸的中轉環節比較少，較好的保護了信號傳輸的質量，具有反應快、可靠性高的優勢。另外，在硬接線方式下，電氣自動化系統電纜通過一次性敷設即可完成，既能夠保證接線的準確率，又能夠降低事故發生的概率，確保煙氣脫硫自動化系統的整體運行效率。

2.3硬接線接入方式的不足

DCS的配置比較多：大量的機柜、變送器、連接電纜、D卡件等，而且施工相對復雜，接入成本很明顯偏高;火電廠用電系統是采用微機化綜合保護測控裝置，并完成了電氣系統電壓、電流等的直接采樣，對精度與硬件要求高，測控程序繁瑣;DCS需要的信息量較大，首先要通過網絡結構進行電流、電壓等的傳輸，然后分析出與電量、功率、保護信息等信息量，工程量也大，而且容易出現遺漏和偏差;DCS對電氣測點有一定的限制，導致具體運行中電氣系統的許多功能難以有效的實現，比如故障的分析、診斷、定值管理、經濟性分析等，都會直接影響到整體運行管理水平。

3硬接線與通信方式

針對于硬接線方式所存在的不足，尤其是信息監測功能的缺陷，在不斷的研究中，開始嘗試通過通信方式取代硬接線來更好的發揮應用效能。近年來隨著科學技術與電氣自動化的不斷改善，網絡通信技術在工廠自動化、變電站自動化及DCS等電力自動化的領域得到了廣泛應用，為現代化環境下的脫硫電氣系統用聯網方式介入DCS的技術提供了經驗，電氣系統自動控制裝置和繼電保護的微機化也為電氣系統互聯網的接入DCS提供了很好的條件。

3.1硬接線+通信方式結構

為了克服硬接線方式的不足，特別是對于接入DCS用于監測功能的信息，考慮采用通信方式取代硬接線很有必要。近年來，以現場總線、工業以太網為代表的網絡通信技術在工廠自動化、變電站自動化及DCS等電力自動化領域得到了廣泛應用，為脫硫電氣系統聯網接入DCS提供了經驗。電氣系統的繼電保護和自動控制裝置的微機化也為電氣系統聯網接入DCS提供了條件。硬接線+通信方式的ECS一般采用分層分布體系結構，系統分為站控層、通信層和間隔層3層。站控層一般采用客戶服務器的分布式結構，由服務器、操作員工作站、維護工作站和通信網關等組成，構成電氣系統監控、管理和與DCS等自動化系統互聯的中心，雖然電氣系統的大量信息通過通信方式接入DCS，但主要用于監控功能。硬接線+通信方式的ECS第一次把網絡化的應用引入脫硫電氣監控系統，使DCS中電氣信息的接入模式發生了很大變化，電壓、電流、功率、電量和保護動作信號等大量信息通過通信方式接入DCS，僅與工藝聯鎖和控制相關的開關量輸入、輸出還保留硬接線。

3.2硬接線與通信方式的應用優勢

取消了硬接線接入所需的大量元件與材料，應用成本較低;接入DCS的信息數量與投資無關，且信息全面，具有極強的信息系統擴展性;綜合保護裝置能夠最大化的實現廠用系統電能計量的高精度性，且無需針對性的進行電能表的單獨配置，并能夠在網絡通信的作用下實現自動抄表功能;電氣系統后臺有追憶事故、分析錄波、防誤閉鎖、保護定值管理等比較復雜的電氣管理和維護方面的工作，促使電氣系統自動化水平得到很大幅度提升。

4電氣自動化系統在煙氣脫硫工程中的全通信方式

目前CSPA-2000電氣自動化系統在煙氣脫硫工程中的應用是全通信方式的重要體現之一。CSPA-2000系統具有大型實時監控軟件平臺，能夠在通信網絡的技術支持下對煙氣脫硫系統進行智能裝置分層綜合保護，從而確保CSPA-2000應用系統的全開放，與集散控制系統進行全面的融合，實現火電廠自動化生產系統與煙氣脫硫自動化系統的整合。全通信方式在煙氣脫硫自動化系統中的應用能夠充分利用自動化系統現場總線與網絡通信之間的優勢，通過通信系統內部的IEC協議將集散控制系統與電氣監控系統進行連接，從而實現了集散控制系統的煙氣脫硫工程應用的全覆蓋應用。

在全通信方式的系統技術支持下，通信管理能夠有效融合脫硫工藝的過程對系統進行相關配置，從而實現通信管理機制與脫硫工藝之間的一一對應通信管理。另外，在實踐應用中，脫硫工藝中的電動機綜保裝置數量比較少，并且全部采用雙網通信的方式，具有很高的信息通信時效性和可靠性。

結語

電廠電氣自動化實現了對高、低壓電氣設備電氣參數實時監測和安全監控，有效地提高運行安全性和可靠性，保證供電電能質量;運行人員具有了對電氣系統參數集中監視和控制的手段，并與電氣防誤操作相結合，減少了值班人員，改善了運行人員的工作條件，滿足了電廠綜合運行管理功能。

參考文獻：

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（作者單位：冀中能源峰峰集團九龍矸石熱電廠）