某脱硫项目中自动化仪表的应用

肖莹

摘要：项目建设比较早，工艺性能不能满足现行相关政策、文件的性能保证值，为此通过改造设计满足工艺安全控制的要求。

关键词：自动化仪表;控制;PLC

1、仪表及控制部分

1.1系统概述

本工程控制系统采用PLC，实现对脱硫除尘系统的顺序自动启停，运行参数自动检测和储存，并对关键参数实行自动调节。

整套系统设计为自动运行及机旁操作，采用成熟、可靠、完善的控制方案，可在少量操作人员的操作下安全、稳定的运行。从而为提高效率，减轻工人劳动强度。

1.2控制方式及控制水平

①控制水平

为保证脱硫效果和脱硫设备的安全经济运行，设置完善的热工测量、调节、控制、保护及报警装置。自动化水平以自动控制为主，辅以部分现场操作设备，在控制室内即可实现对烟气脱硫设备的启动、停止和正常运行工况的监视、控制和调整，以及异常与事故工况的报警、联锁和保护。

②控制室布置

脱硫系统分别设置配电间，布置有操作员室及控制设备间。操作员站采用以太网通讯方式与PLC控制器进行通讯连接。

1.3控制策略

控制系统的控制参数主要包括pH值、液位、温度、压力、流量等参数的测量和控制。测量信号经变送器转换为4-20mA的标准信号后送至PLC;再经特定的控制算法运算后，输出4-20mA标准信号或开关信号，控制相应的阀门开度、电机转速等，从而实现被控参数的调节。

1.4脱硫控制系统的总体结构

整个系统的控制由PLC实现。系统具有数据采集、运算控制、控制输出、控制调节、设备运行状态监视、重要参数显示、重要参数的历史记录、故障报警、实时数据处理和显示、数据管理、图形显示、报表打印、远程通信等，以及这些信息的组态、调试、打印、诊断等功能。操作员的命令，包括接收来自操作员键盘、鼠标信息，进行各种监视信息的显示和查询站主要操作，如工艺流程图显示、报警显示、运行数据报表查询、各种表格和列表显示及打印，输入操作员的命令和参数，修改系统的运行参数，实现人为对系统的干预，如在线参数修改、控制调节等。

操作员站还设有密码权限保护，可通过操作员专用键盘的硬锁进行权限锁定。

整套脱硫控制系统由以下部分组成：

◆PLC控制系统

◆就地仪表和控制设备

◆烟气分析系统

◆控制及仪表电源系统

◆PLC控制系统接地系统

①烟气分析系统测得的数据将全部进入PLC中进行监视、计算及控制。

②以控制系统的操作员站作为脱硫系统监视和控制中心，不设置常规仪表盘。但当控制系统的电源消失、通信中断、操作员站失去功能时，为确保脱硫系统紧急停运，在操作员控制台上设置独立于PLC的常规操作項目：FGD旁路档板控制。

③控制系统采用PLC系统进行控制。PLC选用西门子S7-400系列（冗余控制器），上位主机选用DELL，显示器选用三星19”，上位监控软件INTOUCH或WinCC。

配置2台就地操作员站、1台远程操作员站和1台工程师站。（由于同脱硝装置共用一套控制系统，并且脱硝装置的控制室在锅炉的主控制室内，所以在锅炉主控制室增加一台远控操作站，采用通过锅炉控制系统已有交换机通过光缆进行通讯）。

氨区系统设控制子站与主机系统通过光纤进行通讯。

④控制系统单独在室外做接地系统，接地系统要满足PLC系统的要求。

⑤PLC系统同电气系统的信号采用继电器隔离或隔离栅隔离。

PLC控制系统主要功能包括：

●运行数据与状态检测和报警功能

●控制参数设定功能

●手/自动系统设定和控制

●脱硫系统运行参数的显示和控制

●各运行参数保存值不少于半年

●动生成运行记录及趋势曲线

●自动报表及信息存储功能

●口令保护功能

●远程通讯功能

●系统操作指导

⑥为了控制系统的安全和现场防爆的要求，控制系统与现场联系的信号（输入信号和输出信号）要增加安全隔离栅。

1.5就地仪表

现场仪表的选型基于可靠、先进、经济、适用的原则，pH计、液位开关及液位变送器、压力、温度变送器、料位计、液位开关选用有良好应用业绩的产品。

执行机构选用电动执行器，采用铠装铂热电阻（分度号Pt100）及不锈钢保护导管测量温度。

对于安装在户外的独立的就地变送器采用能满足户外防护要求的产品（IP65），需要防冻的脉冲管路应考虑防冻措施。

就地仪表的设置按相对集中的原则设计。就地仪表和控制设备包括工艺过程所需的热电阻、变送器、压力仪表、PH计、密度计、电磁流量仪表、执行机构、就地控制箱等。

1.6电源盘及配电箱

电源盘及配电箱内电气元件选用经过鉴定的优质产品。热工配电柜采用开放式。主要元器件选用施耐德品牌。

1.7电缆及敷设

控制电缆线径不小于1.0m2。控制电缆用于开关量信号。屏蔽电缆用于模拟量信号。电力电缆用于供电接线。电缆敷设为电缆桥架。仪表控制电缆要有单独的仪表控制电缆槽，不能和电气供电电缆共用电缆槽。电缆穿管为镀锌钢管。采用中间接线箱式的电缆敷设方式，中间接线箱采用工程塑料材质。一次表通过分支电缆进入现场中间接线箱，现场中间接线箱通过多芯电缆进入机柜间，多芯电缆要有15%的备用量，以方便今后的技改需要。