煙氣脫硫除霧器沖洗閥順控優(yōu)化

宋國志 吳怡

摘 要：目前鍋爐煙氣脫硫中對除霧器沖洗電動(dòng)閥的控制中廣泛使用順控，但電動(dòng)閥門有時(shí)會(huì)發(fā)生故障現(xiàn)象，開和關(guān)到位反饋信號(hào)無法正常反饋給控制系統(tǒng)，進(jìn)而會(huì)影響到其它除霧器沖洗閥門的正常進(jìn)行；就此，本文針對以上問題根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出一套簡單易行的除霧器沖洗閥順控，并已在現(xiàn)實(shí)工程中應(yīng)用。不但預(yù)防除霧器沖洗閥門故障對整個(gè)順控過程的影響，保證除霧器沖洗閥門順利進(jìn)行，而且大大減少?zèng)_洗水壓力的波動(dòng)，防止供水管路振動(dòng)大。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；沖洗閥；順控

引言

在鍋爐煙氣脫硫裝置控制中，一般都是使用自動(dòng)控制系統(tǒng)DCS或PLC實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，對除霧器沖洗閥門的控制一般都要實(shí)現(xiàn)可以就地控制、遠(yuǎn)程手動(dòng)控制、遠(yuǎn)程順序控制，順控即按順序依次實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)閥門的開關(guān)自動(dòng)控制，大大減少操作人員工作量。

一、除霧器沖洗閥順控常規(guī)做法

工藝水從工藝水箱經(jīng)過除霧器沖洗水泵供給沖洗水閥進(jìn)行沖洗。順控的常規(guī)做法是：每一個(gè)閥門受控制系統(tǒng)DCS或PLC輸出繼電器控制，當(dāng)開到位或關(guān)到位時(shí)都各有反饋信號(hào)給控制系統(tǒng)。順控開始后控制系統(tǒng)輸出給第一個(gè)閥門開指令，閥門1開始執(zhí)行開過程，需要經(jīng)過一定時(shí)間，完全開到位后，需要持續(xù)沖洗一定時(shí)間，然后控制系統(tǒng)輸出給閥門1關(guān)指令，閥門1開始執(zhí)行關(guān)過程，需要經(jīng)過一定時(shí)間，完全關(guān)到位后，等待一定時(shí)間，然后開始第二個(gè)閥門的開關(guān)過程控制，依次類推，直到最后一個(gè)閥門關(guān)閉，沖洗結(jié)束。

判斷電動(dòng)閥門開到位或關(guān)到位時(shí)，如果僅以反饋信號(hào)為準(zhǔn)，有時(shí)是不妥當(dāng)?shù)?，因?yàn)殡妱?dòng)閥門有時(shí)會(huì)有過力矩等故障現(xiàn)象的發(fā)生，這時(shí)閥門是不會(huì)執(zhí)行開或關(guān)指令的，如果一直等待下去就會(huì)影響到整個(gè)除霧器系統(tǒng)閥門的沖洗工作，甚至影響更大到吸收塔液位的高度及整個(gè)脫硫系統(tǒng)。

另外，當(dāng)一個(gè)閥門開到位沖洗結(jié)束，如果等到關(guān)到位后再去開啟下一個(gè)閥門進(jìn)行沖洗，則此時(shí)除霧器沖洗水泵是一直運(yùn)行著的，所以這個(gè)中間就有一個(gè)所有除霧器沖洗閥門全部關(guān)閉的時(shí)間段，每次順控關(guān)完前一個(gè)閥門還未開后一個(gè)閥門時(shí)產(chǎn)生一次這個(gè)時(shí)間段，這對除霧器沖洗水泵出口壓力是有影響的，導(dǎo)致除霧器沖洗水供水壓力不穩(wěn)定，供水管路振動(dòng)大。

二、除霧器沖洗閥順控優(yōu)化做法

2.1技術(shù)方案

順控開始后第一步是控制系統(tǒng)輸出給第一個(gè)閥門開指令后，開始計(jì)時(shí)，一直到設(shè)定時(shí)間后，順控認(rèn)為閥門已開到位（實(shí)際上此例中電動(dòng)閥門的開和關(guān)到位正常都是需要23秒），需要計(jì)時(shí)沖洗一定時(shí)間例如10秒，然后第二步控制系統(tǒng)輸出給第一個(gè)閥門關(guān)指令，開始計(jì)時(shí)，一直到一段時(shí)間例如10秒后，順控認(rèn)為閥門已關(guān)到位（但實(shí)際上此閥門此時(shí)是半開半關(guān)狀態(tài)，還需要一段時(shí)間才能完全關(guān)到位），接著第三步控制系統(tǒng)輸出給第二個(gè)閥門開指令，后續(xù)步驟同上第一個(gè)閥，依次類推，直到最后一個(gè)閥門，除霧器閥門沖洗結(jié)束。

而HMI畫面上對閥門的顯示依然使用開到位和關(guān)到位，包括閥門故障的報(bào)警，這樣操作人員監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)起來比較直觀，只是在順控中即自動(dòng)控制中采用時(shí)間計(jì)時(shí)方式來判斷沖洗電動(dòng)閥門的開到位和關(guān)到位。

2.2具體做法

下面以某電廠石灰石濕法脫硫項(xiàng)目除霧器沖洗閥門的順控為例進(jìn)行詳細(xì)說明，除霧器閥門采用電動(dòng)閥門，分三級(jí)，每級(jí)4個(gè)閥門，共12個(gè)閥門。使用工藝水進(jìn)行沖洗，兩臺(tái)除霧器沖洗水泵是一用一備，控制系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)，

HMI中對應(yīng)順控面板中含程啟、暫停、復(fù)位、程啟的條件狀態(tài)顯示、自動(dòng)啟動(dòng)條件狀態(tài)顯示、每步計(jì)時(shí)進(jìn)行時(shí)間、距離下一步的時(shí)間、當(dāng)前進(jìn)行的步數(shù)以及每一步的文字描述等。

DCS控制器算法中利用專用順控程控功能塊，定義為步數(shù)為24（因?yàn)槊恳粋€(gè)閥分為開和關(guān)兩個(gè)步），在HMI中點(diǎn)擊程啟后，順控開始執(zhí)行，第1步DCS算法中程控功能塊的相應(yīng)命令輸出數(shù)組第1位經(jīng)過脈沖后連接至第1個(gè)閥門的自動(dòng)開指令處，第1個(gè)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，一直到23秒后，算法程控中認(rèn)為此閥門已開到位（實(shí)際上此例中電動(dòng)閥門的開和關(guān)到位正常都是需要23秒），再繼續(xù)計(jì)時(shí)到?jīng)_洗時(shí)間10秒后，計(jì)時(shí)結(jié)束，結(jié)果反饋給程控功能塊的相應(yīng)反饋數(shù)組第1位；然后程控功能塊的相應(yīng)命令輸出數(shù)組第2位經(jīng)過脈沖后連接至第1個(gè)閥門的自動(dòng)關(guān)指令處，第2個(gè)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，一直到10秒后，算法程控中認(rèn)為此閥門已關(guān)到位（但實(shí)際上閥門還需要13秒才能完全關(guān)到位），計(jì)時(shí)結(jié)束，結(jié)果反饋給程控功能塊的相應(yīng)反饋數(shù)組第2位。接著第3步DCS中程控功能塊的相應(yīng)命令輸出數(shù)組第3位經(jīng)過脈沖后連接至第2個(gè)閥門的自動(dòng)開指令處，后續(xù)步驟原理同上第1個(gè)閥，依次類推，直到最后一個(gè)閥門即第12個(gè)閥對應(yīng)第24步結(jié)束，除霧器沖洗閥門一個(gè)周期沖洗結(jié)束。

閥門開和關(guān)兩個(gè)過程的時(shí)間都設(shè)為變量，是可以在線修改的。

三、結(jié)束語

這種簡單實(shí)用的除霧器閥門順控，避免因閥門故障時(shí)順控?zé)o法進(jìn)行，不能及時(shí)進(jìn)行除霧器沖洗，同時(shí)克服除霧器沖洗水泵運(yùn)行時(shí)沖洗水閥門每次順控關(guān)完前一個(gè)閥門還未開后一個(gè)閥門的時(shí)刻，導(dǎo)致的除霧器沖洗水供水管路振打大的現(xiàn)象。

優(yōu)點(diǎn)及積極效果是：由于采用時(shí)間計(jì)時(shí)的方式來判斷電動(dòng)閥門的開到位和關(guān)到位，所以就避免了閥門故障時(shí)等待不前的情況，避免影響到其它除霧器沖洗閥門開關(guān)的正常進(jìn)行（此時(shí)即使閥門實(shí)際發(fā)生故障沒有打開或者關(guān)閉，最多是經(jīng)歷一個(gè)閥門的開過程及完全開到位的時(shí)間，對系統(tǒng)影響不大）；同時(shí)，因?yàn)樵谇耙粋€(gè)閥門還沒有完全關(guān)閉時(shí)就開始打開后一個(gè)閥門，所以就避免了在正常順控沖洗時(shí)，由于存在除霧器沖洗水泵運(yùn)行時(shí)沖洗水閥門全關(guān)的時(shí)刻導(dǎo)致的除霧器沖洗水供水壓力波動(dòng)較大的情況，保證除霧器沖洗水出口壓力的穩(wěn)定性。

綜上所述，對于此種控制設(shè)計(jì)，本優(yōu)化順控解決了除霧器沖洗水閥門發(fā)生故障時(shí)，其它沖洗閥門照常進(jìn)行，同時(shí)還解決了除霧器沖洗水供水壓力波動(dòng)較大供水管路振動(dòng)大的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李琰.煙氣脫硫系統(tǒng)改造中基于DCS的除霧器沖洗系統(tǒng)的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2017，16（01）：157-158.

[2]蔡奇原.高層總部辦公樓設(shè)計(jì)——廣州百達(dá)豐總部基地設(shè)計(jì)[J].低碳世界，2019，9（03）：154-155.

[3]吳其榮，喻江濤，周川雄，杜云貴.燃煤電廠除霧器技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢分析[J].四川環(huán)境，2018，37（05）：125-130.

[4]胡強(qiáng)，王濟(jì)平.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)除霧器流場仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2018（09）：5.

[5]賀志超，畢文劍，羅坤，樊建人.導(dǎo)流板對脫硫塔除霧器前煙氣流場的優(yōu)化模擬[J].能源與環(huán)境，2018（03）：8-10+13.