淺談電氣自動化系統(tǒng)在煙氣脫硫工程中的應(yīng)用

王新宏

摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，人們對電能的需求量日益增多，相應(yīng)也會排放出大量的二氧化硫，對環(huán)境造成巨大的影響。因此，需要改變這一狀況，實現(xiàn)煙氣的脫硫，推動脫硫產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。因此，本文以電氣自動化系統(tǒng)在煙氣脫硫工程中的應(yīng)用為研究對象，對其相關(guān)內(nèi)容進行詳細的論述，希望能夠?qū)崿F(xiàn)煙氣的脫硫，從而緩解當(dāng)前惡化的環(huán)境問題。

關(guān)鍵詞：電氣自動化：煙氣脫硫；應(yīng)用

為了適應(yīng)社會發(fā)展與火廠自身建設(shè)過程中控制二氧化硫的基本需求，我國在積極推進脫硫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在整體大環(huán)境的支持下，當(dāng)今單機容量200MW及以上火電機組的脫硫系統(tǒng)控制逐漸實現(xiàn)了集散控制系統(tǒng)（DCS）的應(yīng)用，但因其實踐過程中側(cè)重于設(shè)備控制，進行電器系統(tǒng)自動化裝置及數(shù)字化繼電保護的過程中是以硬接線方式介入，導(dǎo)致電氣系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用過于落后，在機電一體化的發(fā)展應(yīng)用中存在一定缺陷，基于環(huán)境的整體要求，就需對具體應(yīng)用進行相關(guān)分析研究，以最大化確保電氣自動化系統(tǒng)與煙氣脫硫工程應(yīng)用現(xiàn)代化需求相一致。下文將對電氣自動化系統(tǒng)在煙氣脫硫工程中應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容進行詳細的論述。

一、硬接線的方式

1.硬接線方式的結(jié)構(gòu)

電氣信息與DCS是采取硬接線的方式接入，所涉及的具體接入信息主要由開關(guān)量輸入（DI）與輸出（DO）及模擬量入（AI），以4～20mA直流信號和空接點接入是主要方式。

采取硬接線方式后，通過DCS的CRT能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)電氣信息的預(yù)警顯示與電氣設(shè)備的調(diào)節(jié)控制，基于此種方式能夠最有效的提高整個電氣控制系統(tǒng)具體運行的可靠性與安全性，并且充分擴大了DCS的控制范圍，對于二氧化硫的排放具有良好的控制作用，并且有效發(fā)揮了電氣系統(tǒng)運行與控制的一體化。

2.硬接線方式的應(yīng)用優(yōu)勢

電氣量的D模件采用集中布置，管理便捷有效，為設(shè)備運行提供了良好的環(huán)境；接入方式間易，傳輸應(yīng)用中信號中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)少，信號反應(yīng)快、具有可靠的顯著特點；在電纜連接過程中實現(xiàn)一次正確敷設(shè)，準(zhǔn)確率高，故障發(fā)生概率低，維護量少，整體運行效率優(yōu)良。

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(fù)雜，接入成本很明顯偏高；火電廠用電系統(tǒng)是采用微機化綜合保護測控裝置，并完成了電氣系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(xiàn)遺漏和偏差；DCS對電氣測點有一定的限制，導(dǎo)致具體運行中電氣系統(tǒng)的許多功能難以有效的實現(xiàn)，比如故障的分析、診斷、定值管理、經(jīng)濟性分析等，都會直接影響到整體運行管理水平。

二、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(jiān)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(fā)揮應(yīng)用效能。

近年來隨著科學(xué)技術(shù)與電氣自動化的不斷改善，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在工廠自動化、變電站自動化及DCS等電力自動化的領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，為現(xiàn)代化環(huán)境下的脫硫電氣系統(tǒng)用聯(lián)網(wǎng)方式介入DCS的技術(shù)提供了經(jīng)驗，電氣系統(tǒng)自動控制裝置和繼電保護的微機化也為電氣系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的接入DCS提供了很好的條件。

1.硬接線與通信方式結(jié)構(gòu)

硬接線和通信方式的結(jié)構(gòu)一般有分層分布體系，系統(tǒng)內(nèi)有站控層、間隔層、通信層。站控結(jié)構(gòu)一般是采用客戶服務(wù)器式的分布結(jié)構(gòu)，具體是由維護工作站、操作員工作站、通信網(wǎng)關(guān)及服務(wù)器等組成，因此形成電氣系統(tǒng)管理、監(jiān)控及與DCS等自動化系統(tǒng)相連接的中心。

2.硬接線與通信方式的應(yīng)用優(yōu)勢

取消了硬接線接入所需的大量元件與材料，應(yīng)用成本較低；接入DCS的信息數(shù)量與投資無關(guān)，且信息全面，具有極強的信息系統(tǒng)擴展性；綜合保護裝置能夠最大化的實現(xiàn)廠用系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)通信的作用下實現(xiàn)自動抄表功能；電氣系統(tǒng)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(fù)雜的電氣管理和維護方面的工作，促使電氣系統(tǒng)自動化水平得到很大幅度提升。

3.硬接線與通信接入方式的不足

當(dāng)前DCS的通信應(yīng)用開放性極低，造成對DCS通信周期、通信信息、數(shù)據(jù)包長度等的較大影響，難以保障信息監(jiān)控的實時有效性；較之硬接線方式，通信方式下的信息中轉(zhuǎn)緩解明顯增多，進而影響到信息的實時性與可靠性；信息刷新緩慢、網(wǎng)絡(luò)通信終端等是具體應(yīng)用中的常見問題，增大了系統(tǒng)信息維護力度，進而影響具體實施效能與用戶應(yīng)用信心。

三、全通信方式

現(xiàn)階段，某公司的CSPA-2000電氣自動化系統(tǒng)，在煙氣脫硫工程中應(yīng)用時，該系統(tǒng)的大型實時監(jiān)控軟件平臺具有極高的可靠性，在基于通信網(wǎng)路的應(yīng)用前提下實現(xiàn)保護測控智能裝置的分層分布綜合自動化功能，實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的完全開放，并同DCS系統(tǒng)全面對接，讓發(fā)電廠電氣自動化系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)完全融合。

在該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用下實現(xiàn)的DCS接口能夠充分合理的應(yīng)用在現(xiàn)場總線與網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)勢，并依據(jù)通信系統(tǒng)內(nèi)的IEC協(xié)議，實現(xiàn)DCS系統(tǒng)與電氣監(jiān)控系統(tǒng)的接口，最大化的將電氣自動化功能完全的同DCS系統(tǒng)融合，使DCS系統(tǒng)能夠真正意義上的實現(xiàn)了覆蓋電廠脫硫機電監(jiān)控。在全通信方式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)下，通信管理機根據(jù)脫硫工藝的過程進行配置，實際參與到工藝聯(lián)鎖控制的通信管理機及與之相應(yīng)的分布式處理單元，完成一對一的通信。在實踐中，每個工藝過程中的電動機綜保裝置數(shù)量相對偏少，且均為雙網(wǎng)通信，通信中對于應(yīng)用實時性與可靠性有較高要求，該應(yīng)用系統(tǒng)能夠充分滿足電廠系統(tǒng)內(nèi)的工藝鏈鎖控制要求。以全通信方式實施的煙氣脫硫工程電子監(jiān)控系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢，其電氣部分有網(wǎng)絡(luò)通信及現(xiàn)場總線構(gòu)成，實現(xiàn)實時監(jiān)控，并以通信方式同DCS系統(tǒng)融合，完全取消硬接線，合理有效節(jié)約成本；電氣自動化系統(tǒng)下的一體化智能保護測控裝置為廠用380V、6kV及公共部分以信息管理、繼電保護、設(shè)備維護與監(jiān)控，滿足實時性與精準(zhǔn)性的基本要求；實現(xiàn)了DCS在操作站上對電廠所有電氣部分的設(shè)備控制和管理，DCS系統(tǒng)也能夠授權(quán)操作員在站上的電氣操作。

四、結(jié)束語

綜上所述，全通信方式結(jié)構(gòu)在電氣自動化系統(tǒng)的支撐下，在煙氣脫硫工程中得到了廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用效果顯著，效用良好，應(yīng)用中通信的可靠性與實時性都滿足了當(dāng)前狀態(tài)下二氧化硫排放量控制的需求，且自動化系統(tǒng)有效實現(xiàn)了對各種電氣設(shè)備參數(shù)的安全實時監(jiān)控，保障了運行的可靠性與安全性，但實現(xiàn)全通信后，系統(tǒng)的實時性不可避免的受到了一定的影響，而相關(guān)研究也在不斷深入，旨在循序漸進、不斷探索、尋求更安全有效的應(yīng)用方式。