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1.概述
    隨著社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的加快，人們在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，對環(huán)境造成了巨大的破壞。為了能可持續(xù)地發(fā)展，從民眾到政府的社會(huì)各個(gè)層面已經(jīng)越來越清楚地認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的呼聲也越來越高。

    在中國的電力能源結(jié)構(gòu)中，目前火電的比例超過70%。電力給人們帶來了光明和動(dòng)力，可是煤炭燃燒產(chǎn)生的煙氣中的SO2（年排放量約2000萬噸）等有害物質(zhì)會(huì)形成酸雨，也給我們生活的環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染和危害。

    設(shè)置煙氣脫硫裝置FGD（FLUE GAS DESULPHURIZATION），可以有效去除大氣中SO2的排放量。如按2000萬噸SO2年排放量（2002年數(shù)據(jù)），95%脫硫率計(jì)算，則環(huán)境和社會(huì)效益非常顯著。FGD按工藝過程的不同分為：濕法、干法、半干法等。就應(yīng)用業(yè)績來講，以濕法中的石灰石-石膏脫硫工藝最多，下面以該工藝過程為例，詳細(xì)說明DCS控制系統(tǒng)的應(yīng)用方案。

2.工藝過程簡述
    工藝過程按系統(tǒng)流程分為：石灰石（粉）輸送系統(tǒng)、吸收劑（漿液）制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、石膏輸送系統(tǒng)、公用輔助系統(tǒng)（水、氣、電）、廢水處理系統(tǒng)等。

基本的工作原理：
    鍋爐排出的煙氣，經(jīng)電除塵器后，由增壓風(fēng)機(jī)送入吸收塔。吸收塔內(nèi)的吸收劑為石灰石漿液，該漿液由循環(huán)泵送入塔內(nèi)一定的高度，經(jīng)噴嘴噴出后，大量的漿液細(xì)滴與煙氣混合后回到吸收塔反應(yīng)池內(nèi)，與補(bǔ)充加入的氧化空氣應(yīng)最終生成二水硫酸鈣即石膏。經(jīng)過上述工藝后過程的處理后，氣態(tài)的SO2被轉(zhuǎn)移生成穩(wěn)定的石膏漿液。

    濃度合格的石膏漿液從吸收塔排放出去，通常經(jīng)脫水后得到含水率<10%的石膏。

    根據(jù)具體的系統(tǒng)配置和工程設(shè)計(jì)要求，上述有的子系統(tǒng)可以不設(shè)置，但對每套脫硫裝置，煙氣系統(tǒng)和吸收塔系統(tǒng)是不可缺少的部分。

3.主要的控制功能和要求
    脫硫分散控制系統(tǒng)按照功能分散和物理分散的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)和配置, DCS實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控功能包括:數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、順序控制(SCS)、電氣控制(ECS)等。

3.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)
    采集和處理所有系統(tǒng)測點(diǎn)信號(hào)及設(shè)備狀態(tài)信號(hào)，及時(shí)向操作人員提供有關(guān)的運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。一旦發(fā)生任何異常工況，及時(shí)報(bào)警。包括下列功能：
?顯示

?制表記錄

?歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索

?性能計(jì)算

?事故跳閘首出顯示

3.2模擬量控制系統(tǒng)(MCS)
煙氣脫硫裝置有以下主要的控制回路：
?增壓風(fēng)機(jī)壓力控制
    增壓風(fēng)機(jī)用來克服由FGD擋板、吸收塔及內(nèi)部部件引起的壓力損失。吸收塔的增壓風(fēng)機(jī)和鍋爐的引風(fēng)機(jī)協(xié)調(diào)動(dòng)作，通過調(diào)節(jié)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉角度來實(shí)現(xiàn)對煙氣壓力的控制，保證原煙氣擋板前的壓力穩(wěn)定在設(shè)定值以適應(yīng)鍋爐負(fù)荷的變化。

?石灰石漿密度控制
以濕式磨機(jī)制漿系統(tǒng)為例：
    石灰漿制備控制系統(tǒng)保證給吸收塔供應(yīng)足夠的漿液，石灰石設(shè)定恒定量連續(xù)和直接送入濕式磨機(jī)。該控制回路采用串級(jí)控制，在濕式磨機(jī)入口，與石灰石重量成比例地加入水；在濕式磨機(jī)出口，調(diào)節(jié)石灰石漿濕式磨機(jī)循環(huán)箱的進(jìn)水量來實(shí)現(xiàn)對石灰石漿液密度的控制。

?石灰石漿給料流量控制
    石灰石流量控制的作用是維持吸收塔的pH值在設(shè)定值和保證系統(tǒng)的脫硫效率。采用前饋加串級(jí)控制，即：石灰石流量設(shè)定值通過吸收塔入口煙氣條件計(jì)算出。pH值作為條件之一，參與該計(jì)算。

該控制回路必要的測量參數(shù)如下：
入口煙氣SO2含量；

出口煙氣SO2含量；

煙氣流量；

石灰石漿液濃度；

吸收塔內(nèi)pH值；

石灰石漿液流量。

?石膏餅厚度控制
    皮帶脫水機(jī)采用變頻器控制。通過調(diào)節(jié)皮帶脫水機(jī)的速度，使脫水后的石膏餅的厚度保持在設(shè)定值。

    上述閉環(huán)回路控制，由DCS軟模塊：自動(dòng)控制輸出模塊(ACM)來實(shí)現(xiàn)。

3.3 順序控制系統(tǒng)(SCS)
    完成脫硫系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)的啟停順序控制和聯(lián)鎖保護(hù)。
    ?順序控制系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)設(shè)計(jì)，采用模塊式的控制結(jié)構(gòu)。分為以下的控制模塊（DCS軟模塊）類型：
功能組(FG)；

    由若干的FGM、SFGM、SCM、DCM、ACM組成。包括：脫硫系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、排空系統(tǒng)、儀用空氣系統(tǒng)等。

功能組模塊(FGM)；

    由若干SFGM組成。用于多個(gè)設(shè)備或單個(gè)大設(shè)備的順控。包括：增壓風(fēng)機(jī)、GGH、除霧器、磨機(jī)、脫水機(jī)等。

子功能組模塊(SFGM)；

    由若干SCM組成。用于少量設(shè)備的順控。

子控制模塊(SCM)；

    用于一個(gè)或幾個(gè)設(shè)備的順控。

驅(qū)動(dòng)輸出模件(DCM)；

    用于單個(gè)設(shè)備的啟停或開關(guān)操作。

3.4 電氣控制系統(tǒng)(ECS)
    監(jiān)控對象包括：開關(guān)柜、廠用電源系統(tǒng)、UPS、就地操作箱等。所有開關(guān)狀態(tài)信號(hào)、電氣事故信號(hào)及預(yù)告信號(hào)均送入脫硫DCS實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、定期打印制表、實(shí)時(shí)調(diào)閱、顯示電氣主接線、