WinmationDCS在自备电厂脱硫项目中的应用

一、项目背景

该项目为2*75T锅炉+15MW自备发电机组的环保改造达标项目，我公司负责其自动化控制及本工艺的联锁保护功能，并且实现无人监控生产。

该项目实际投产后，可以达到90%的脱硫率；吸收剂的利用率可以达到90%以上；设备运转率高；工作的可靠性高！

二、工艺描述

以石灰石或石灰的浆液作脱硫剂，在吸收塔内对SO₂烟气喷淋洗涤，使烟气中的SO₂反应生成CaCO₃和CaSO₄，这个反应关键是Ca2⁺的形成。石灰石系统Ca2⁺的产生与H⁺的浓度和CaCO₃的存在有关；而在石灰系统中，Ca2⁺的生产与CaO的存在有关。石灰石系统的最佳操作PH值为5.8—6.2，而石灰系统的最佳PH值约为8

三、项目配置

该项目使用Winmation(杭州盈控自动化有限公司)的中小型DCS系统HT 600. 下位机硬件由带面板诊断的高性能控制器PM 683和高密度设计的IO 600系列的IO模块组成，上位机使用HT 600V1.1的中文版本组态软件WinConfig和监控软件WinMI。上下位机通过工业以太网卡，采用TCP/IP协议进行互联。

系统配置拓扑图如下：

系统配置拓扑图

四、控制难点及解决方案

脱硫项目中主要的设备如下：石灰浆液槽、石灰浆液泵、吸收塔、工艺水泵、循环泵、抽吸泵等。

4.1 工艺流程图

工艺流程图

4.2主要控制：

1. Ca(OH)₂浆液制备系统的保护及联锁

a) 石灰浆液箱液位信号处理：

通过压力变送器转化成化浆槽液位，正常液位为1.2~1.6米，通过调节开度来调节；低液位（0.6米）报警，高液位（1.8米）报警并闭进水阀。正常液位根据低位压力变送器监测。

b) 石灰浆液浓度计算：

石灰浆浓度控制：通过变频调节星型卸灰阀来控制石灰的添加量，从而控制石灰浆浓度，正常浓度控制在6~10%（初设值为8%），浓度根据压力变送器转化而来。

c) 浆液输送泵联锁保护

出口电动阀未开，泵禁止运行。

d) 浆液罐搅拌器联锁保护

浆液罐的液位低于搅拌器保护停液位(400mm)，搅拌器保护停；

e) 浆液罐联锁保护

浆液罐的液位高于1700mm时自动关闭工艺水进口阀；

2. 吸收塔系统的投运条件及保护联锁

a) 吸收塔系统主要保护联锁

吸收塔液位低于3300mm的液位，循环泵保护停（泵的停运顺序按ABC顺序执行）；

如果吸收塔循环泵均未运行，保护开启FGD旁路挡板门，保护停用增压风机。

吸收塔液位低于液位1000mm，浆液抽吸泵保护停；

b) 冲洗水控制系统的保护及联锁

共三层，每层设有3个电磁阀，实现模块化顺序冲洗，冲洗周期、间隔可设置。

除雾器冲洗水冲洗周期的控制：每个阀冲洗时间30~90S（可调，初始值为60S）；每层三个阀间隔为30~60min（可调，初始值40min）；两层之间的冲洗    时间避免同时进行；

4.3 与第三方系统通讯：

主要是与用S7-200组建的布袋除尘、1期气力输灰、2期气力输灰、炉内脱硫等辅助工段MODBUS通讯。我方系统作为主站，4台S7-200作为从站，地址分别是1、2、3、4。波特率19200、8位数据位，无奇偶校验，1位停止位。

STEP 7 通讯程序1

STEP 7 通讯程序2

WinConfig中设置和程序截图：

通讯设置1

通讯设置2

五、相关画面截图

灰浆液配料曲线

生成的报表文件

六、应用效果

通过实际的生产运行验证，HT 600在该脱硫项目装置生产过程中取得了较好的应用效果。

1、控制效果好，完全适应和满足生产工艺的要求。

2、整个生产过程的自动化控制率达 99% 以上，大大降低了操作工的劳动强度，改善了工作环境。

3、系统可靠性较高，降低了仪表维护强度，而且由于系统卡件的通用性，降低了备品备件的库存量和资金占用，降低了生产成本。

4、系统提供了通讯接口，通过调制器与远程网关计算机连接，可并入全厂管理网，为日后实现全厂安全生产过程监控网提供了条件。