黎旭颖
奥蓝特（天津）科技发展有限公司 天津市 300350
【摘要】目前分散控制系统在各行业得到广泛应用，如电力、化工、制药等领域，取得显著的社会经济效益。DCS思想是分散控制，分级管理及组态方便，随着计算机技术、网络技术迅速发展，各DCS厂家竞争加剧，软硬件价格下降，为分散控制系统扩大市场奠定了基础。针对基于火电厂烟气脱硫系统DCS应用进行研究，从发电厂烟气脱硫系统原理分析，对主流控制系统分析，选用DCS为脱硫控制系统，阐述系统控制策略，设计DCS控制系统数据采集系统，顺序系统联锁保护，针对现场应用复杂黄精，通过改进控制策略提高系统可靠性。介绍脱硫调试工作，论述系统试运行中的问题及解决方案。
【关键词】烟气脱硫；DCS控制系统；电厂脱硫系统
随着现代科技的进步，能源问题成为制约各国经济社会发展的瓶颈问题，世界以煤炭石油为主的能源结构今后很长时间不会改变，我国能源资源结构特点，决定煤炭在我国能源消费结构处于主导地位，随着我国经济总量快速增长，能源需求增加，造成SO2排放量增加，带来大气污染问题严重引起人们的关注。我国以火电厂为主的局面今后不会发生较大变化，火电厂煤耗量每年约占总消费量的28.6%，按照我国目前经济发展模式计算2020年二氧化碳排放量将超过大气环境容量1600万吨，如不对SO2排放控制治理，污染问题会成为我国国民经济发展的阻碍。火电厂SO2排放量占总排放量的50%，烟气脱硫技术实施为我国控制SO2排放的主要途径，国家逐步淘汰不符合环保要求的小容量机组，建成单机容量200MW以上机组实施强制脱硫改造。大多数电厂对烟气脱硫系统控制要求在集控室内监视装置运行，实现事故下联锁保护，高水平脱硫控制系统降低运行操作人员出错率，控制室不设常规仪器表盘，在脱硫控制系统异常下通过措施是系统解列。
1.分布式控制系统简介
分布式控制系统是利用计算机技术对生产集中监测管理控制的技术，由计算机技术、测量控制技术、CRT技术及人机接口技术相互渗透发展产生，DCS不同于集中式计算机控制系统，集中分散仪表控制优势，是分布式结构，按系统结构垂直分解，分为过程控制级与控制管理级，每级水平分解为若干子集，纵向分散是不同功能，横向分级为同级设备具有类似功能。
分布式控制系统核心思想是信息集中，对集中式计算控制系统合理分解，形成多回路分散控制监视操作结合分布式体系结构，运用大系统理论实现优化控制。分散控制系统DCS集4C技术于一体，CS由控制器、操作站与通讯系统部分构成，系统中通讯技术是关键技术。各主要DCS厂商技术水平处于同水准，差别是控制器内算法数量；操作站包括操作员站与历史站不同类型控制站【1】。通过工程师可为控制站组态，历史记录生产历史数据。DCS系统处理对象是现场物理信号与控制变量。数据通过I/O卡进入DCS控制站存储器；其他与设备有关组态信息包括量程、顺序控制信息等存入存储器，需在操作员站存储。I/O扩展卡生产中与控制器紧密连接，通讯系统将两部分联系构成完整系统。
DCS具有高可靠性，开放性，灵活性等特点，2×300MW燃煤机组单元控制部分包括增压风机系统等，公用系统包括海水升压泵系统、工艺水系统等。根据不同工艺设计情况控制点为1500-3000点。DCS面向大型工业生产领域，其发展基于电力等行业连续性生产过程监控，可实现前馈、模糊等复杂控制，适用于被控制设备多的系统。DCS考虑方案可以具备工程师站管你呢，200MW以上大容量火电机组控制方式多与机组采用分布式控制系统DCS。DCS发展主要解决控制系统回路算法，60年代控制工业迅速发展，随着工业设备大型化，被控工艺参数增多等特点，使用已有电动单元组合仪表无法满足需要，以模拟反馈控制为主，辅以模拟量开关混合型DCS产品产生，当前DCS优势体现在模拟量控制方面。
2.电厂烟气脱硫技术
随着烟气脱硫技术不断发展，自动控制技术水平不断提高，现有脱硫工艺分为干湿法与半干法。发达国家脱硫技术方面研究显著，湿法烟气脱硫技术在火电厂应用广泛。石灰石湿法脱硫技术是火电厂湿法脱硫技术主要应用形式。
干法起源于80年代，主要想燃烧锅炉加入脱硫剂，化学成分为钙基，烟气循环硫化床是技术成熟干法烟气脱硫法，锅炉引风机排除原烟气，由于引风机增加压力提高烟气速度，通过循环除尘设备将混合烟气吸收剂过滤循环利用。优点是便于处理，缺点是脱硫产物不利于系统整体利用【2】。
烟气经加热器净化湿烟气冷却进入吸收塔，与循环浆液接触反应，烟气经吸收塔上部气液分离器出吸收塔，从烟囱排出。烟气含尘量减少，吸收资源丰富，成为目前主流烟气脱硫工艺。部分锅炉系统采用含有钠离子湿法脱硫工艺，使用含税为吸收剂原因是含有大量碳酸氢盐，可与SO2反应不产生污染物，优点是投资小，缺点是海水获取受地区限制。半干法是将未处理原烟气在反应中与石灰浆水雾反应，经干燥器去除烟气水分。用于含硫量不高锅炉系统，优点是脱硫效率高，缺点是副产品不易循环利用。
3.电厂脱硫设备改造DCS优化控制
新形势下我国发电厂生产水平不断提高，对设备性能提出更高的要求，为增加发电厂经济生态效益，提高环保设备自动化水平，需注重脱硫DCS改造，实现发电厂可持续发展。发电厂脱硫DCS改造有利于优化电厂生产计划实施中设备使用功能，减少环境污染问题。发电厂实践中应结合自身情况增强其DCS脱硫改造效果，满足生产计划要求基础上保持电厂环保设备功能特性，更好的适应新时代发展要。
发电厂DCS改造中为得到控制系统良好应用效果，通过对电厂在线监测情况分析，结合二氧化碳参数显示，技术人员应在信息技术网络支持下将得到在线监测数据送入脱硫DCS控制系统，结合发电厂生产中氨水控制系统远程控制要求，实现氨水控制系统远程控制，通过对二氧化硫析出特点分析，确保二氧化碳自动稳定控制。为提高发电厂环保设备自动化水平，需注重脱硫DCS系统功能设计，在DCS作用下注重环保设备运行中控制系统闭环控制，实现对系统工作时被调量控制，确保被调量控制在合理范围内，保持发电厂设备运行良好控制效果。注重控制系统不同工作方式合理使用，采用远方自动方式，由DCS模糊控制器调节信号控制。采用手动方式需在操作员站手控。采用就地控制方式需在控制箱面板下进行操作。注重报警装置合理设定，使得系统运行阿曼偏差等情况下保持报警效果。
为保持发呆农场环保设备良好运行工况，需在脱硫DCS改造中注重监控系统构建，包括控制系统软件，适用性良好的多任务控制软件，性能可靠性的I/O板级软件。发电厂环保设备DCS系统应用中可作为组态软件平台使用，主控单元采用专用多任务控制软件。多任务控制软件固化在现场控制站主控单元，具有控制运算，自诊断等功能。系统运行中注重输入功能模块中软件合理设置。结合发电厂环保设备自动化水平要求，在脱硫DCS改造中借助软件功能优势，实现对设备控制软件使用。需在软件设计中进行程序设计，使用编程语言为C语言，程序设计内容包括电机控制程序设计、系统运行条件程序等。
通过脱硫DCS改造效果评估，结合电厂环保设备功能特性，需运用监控软件做好监控画面设计，包括参数历史趋势图、分组控制图等。通过对监控画面高效利用实现发电厂生产实时监控。发电厂环保设备运行中使用监控软件，实现脱硫系统运行自动报表系统构建，有利于制定系统所需报表。为保证发电厂实践中脱硫DCS改造计划推进，需对发电厂环保设备运行经济社会效益分析。在脱硫DCS改造举措下，环保设备运行得到科学控制，增加实践中的经济效益。脱硫DCS改造计划实施有利于增强生产中二氧化硫排放处理效果。
参考文献
[1]张建华,冯英山.燃煤电厂湿法脱硫系统运行环保监督工作探讨[J].华电技术,2018,40(12):63-65+80.
[2]刘婧艳. 火力发电厂烟气脱硫控制系统应用DCS的实践与探索[D].西安理工大学,2018.