电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用

电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用

牛运来

（郑州电力职业技术学院河南郑州451450）

摘要：近年来，社会经济的发展和人们生活水平的不断提高，为了满足社会与人民生活的电力所需，由此所排放的二氧化硫对自然生态环境造成极大污染，危害人们日常生活。基于此种环境，实现具有自主知识产权的烟气脱硫技术具有重要意义，在具体实践中火电厂在发挥效用的同时为了达到有效控制二氧化硫的目的，推动脱硫产业化发展，所以火电机组脱硫系统控制与单机容量300MW已全面采用集散控制系统（DCS），但是该系统整体侧重于设备控制的应用，然而电气系统的自动化装置与继电保护多是以硬接线方式接入后实现实际应用。

关键词：电气自动化系统；烟气脱硫工程；应用

1引言

为了适应社会发展与火电厂自身建设过程中控制二氧化硫的基本需求，我国在积极推进脱硫产业的发展，在整体大环境的支持下，当今单机容量200MW及以上火电机组的脱硫系统控制逐渐实现了集散控制系统（DCS）的应用，但因其实践过程中侧重于设备控制，进行电器系统自动化装置及数字化继电保护的过程中是以硬接线方式介入，导致电气系统的发展应用过于落后，在机电一体化的发展应用中存在一定缺陷，基于环境的整体要求，就需对具体应用进行相关分析研究，以最大化确保电气自动化系统与烟气脱硫工程应用现代化需求相一致。

2硬接线的方式

2.1硬接线方式的结构

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。

2.2硬接线方式的应用优势

电气量的D模件采用集中布置，管理便捷有效，为设备运行提供了良好的环境；接入方式简易，传输应用中信号中转环节少，现场信号反应快、具有可靠的显著特点；在电缆连接过程中实现一次正确敷设，准确率高，故障发生概率低，维护量少，整体运行效率优良。

2.3硬接线接入方式的不足

DCS的配置比较多：大量的机柜、变送器、连接电缆、D卡件等，而且施工相对复杂，接入成本很明显偏高；火电厂用电系统是采用微机化综合保护测控装置，并完成了电气系统电压、电流等的直接采样，对精度与硬件要求高，测控程序繁琐；DCS需要的信息量较大，首先要通过网络结构进行电流、电压等的传输，然后分析出与电量、功率、保护信息等信息量，工程量也大，而且容易出现遗漏和偏差；DCS对电气测点有一定的限制，导致具体运行中电气系统的许多功能难以有效的实现，比如故障的分析、诊断、定值管理、经济性分析等，都会直接影响到整体运行管理水平。

3硬接线与通信方式

3.1硬接线与通信方式结构

针对于硬接线方式所存在的不足，尤其是信息监测功能的缺陷，在不断的研究中，开始尝试通过通信方式取代硬接线来更好的发挥应用效能。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。硬接线和通信方式的结构一般有分层分布体系，系统内有站控层、间隔层、通信层。站控层结构一般是采用客户服务器式的分布结构，具体是由维护工作站、操作员工作站、通信网关及服务器等组成，因此形成电气系统管理、监控及与DCS等自动化系统相连接的中心组织。

3.2硬接线与通信方式的应用优势

取消了硬接线接入所需的大量元件与材料，应用成本较低；接入DCS的信息数量与投资无关，且信息全面，具有极强的信息系统扩展性；综合保护装置能够最大化的实现厂用系统电能计量的高精度性，且无需针对性的进行电能表的单独配置，并能够在网络通信的作用下实现自动抄表功能；电气系统后台有追忆事故、分析录波、防误闭锁、保护定值管理等比较复杂的电气管理和维护方面的工作，促使电气系统自动化水平得到很大幅度提升。

3.3硬接线与通信接入方式的不足

当前DCS的通信应用开放性极低，造成对DCS通信周期、通信信息、数据包长度等的较大影响，难以保障信息监控的实时有效性；较之硬接线方式，通信方式下的信息中转缓解明显增多，进而影响到信息的实时性与可靠性；信息刷新缓慢、网络通信终端等是具体应用中的常见问题，增大了系统信息维护力度，进而影响具体实施效能与用户应用信心。

4全通信方式

现在某公司的CSPA-2000电气自动化系统，在烟气脱硫工程中应用时，该系统的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。在全通信方式结构的系统下，通信管理机根据脱硫工艺的过程进行配置，实际参与到工艺联锁控制的通信管理机及与之相应的分布式处理单元，完成一对一的通信。在实践中，每个工艺过程中的电动机综保装置数量相对偏少，且均为双网通信，通信中对于应用实时性与可靠性有较高要求，该应用系统能够充分满足电厂系统内的工艺链锁控制要求。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。

5结束语

经实践证明，全通信方式结构在电气自动化系统的支撑下，在烟气脱硫工程中得到了广泛应用，其应用效果显著，效用良好，应用中通信的可靠性与实时性都满足了当前状态下二氧化硫排放量控制的需求，且自动化系统有效实现了对各种电气设备参数的安全实时监控，保障了运行的可靠性与安全性，但实现全通信后，系统的实时性不可避免的受到了一定的影响，而相关研究也在不断深入，旨在循序渐进、不断探索、寻求更安全有效的应用方式。

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