電氣自動化系統(tǒng)在CFB煙氣脫硫工藝中的運用

黃沖

摘要：近年來，隨著科技水平的不斷發(fā)展，自動化系統(tǒng)日益成為各行業(yè)競相追求的改革目標。就發(fā)電行業(yè)來看，電氣自動化是最大限度提升工作運營效率、節(jié)約運營成本、實現(xiàn)更為集約且安全生產(chǎn)的關鍵所在。文章對電氣自動化系統(tǒng)在CFB煙氣脫硫工藝中的運用進行了探討。

關鍵詞：電氣自動化系統(tǒng)；電氣監(jiān)控系統(tǒng)（ECS）；分散控制系統(tǒng)（DCS）；CFB煙氣脫硫工藝 文獻標識碼：A

中圖分類號：X701 文章編號：1009-2374（2016）18-0082-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.041

1 概述

隨著科學技術的發(fā)展及電子信息化技術的不斷進步，發(fā)電廠也紛紛在新技術研發(fā)及改革上做出了努力，其中的一個表現(xiàn)就是電氣自動化系統(tǒng)的運用。為了適應發(fā)電廠和電網(wǎng)機構(gòu)拆分的實時狀況，發(fā)電廠需要最大限度地提升在工作運營方面的效率，節(jié)約運營成本。在這種要求之下，引進更為先進、智能化水平更高、自動化程度更全面的技術成為各大發(fā)電廠的首要目標。

從我國的現(xiàn)狀來看，國內(nèi)較大的發(fā)電廠順應時代發(fā)展的需要，已經(jīng)逐步融入到了網(wǎng)絡信息化的時代，這表現(xiàn)在新工藝、新技術及新方法日益運用在發(fā)電廠的管理運作及自動化上，這使得我國發(fā)電廠競爭能力得到顯著提升。

就本文討論的電氣自動化系統(tǒng)在發(fā)電廠循環(huán)流化床鍋爐（CFB）煙氣脫硫工藝中的應用來看，電氣自動化系統(tǒng)可以分成三個主要部分：（1）煙氣脫硫系統(tǒng)及其中的保護調(diào)試裝置、安全制動裝置、網(wǎng)絡通信及監(jiān)控系統(tǒng)；（2）低壓系統(tǒng)的保護調(diào)試裝置、安全制動裝置、網(wǎng)絡通信及監(jiān)控系統(tǒng)；（3）其他電氣設備和控制系統(tǒng)。

2 電氣自動化應用的表現(xiàn)：電氣監(jiān)控系統(tǒng)

電氣自動化在發(fā)電廠的應用，直接體現(xiàn)在電氣監(jiān)控系統(tǒng)ECS（Electric Control System）的運用上。總的來看，ECS是一套較為完善的在線自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)。這套系統(tǒng)主要借用電子計算機的高速處理能力，達到發(fā)電廠電氣系統(tǒng)在脫硫工藝中的自動運行、控制、保護及故障排查的目的，從而可以減少人工的參與，提升電氣系統(tǒng)在脫硫工藝中的自動化管理水平，繼而實現(xiàn)降低成本，提升工作效率。

較傳統(tǒng)的分散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）來看，ECS大大彌補了DCS在電氣信息監(jiān)測和控制之上的局限性，使得監(jiān)測和控制變得簡單可行。同時，ECS整體性的特點可以協(xié)助電氣系統(tǒng)在運行人員快速了解到相關的電氣信息，如此便減少了傳統(tǒng)模式中常出現(xiàn)的電氣系統(tǒng)在脫硫工藝中存在的操作與維修上的問題，從而極大地減少了工程上的投資，避免了資源的浪費。基于這種現(xiàn)狀，發(fā)電廠在DCS中融入ECS已經(jīng)成為提升運營效率的首要目標。我們相信，在DCS中融入ECS將會極大地提升整個發(fā)電廠工作機組的自動化水平，從而實現(xiàn)安全、高效、低碳及一體化的良好結(jié)果。此外，隨著發(fā)電廠工作機組的自動化水平的提升，發(fā)電廠的管理水平也會隨之提高，在全廠實現(xiàn)管理控制整體化的目標指日可待。

3 電氣監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)模式：ECS接入DCS

從上文來看，隨著自動化技術的迅速發(fā)展，在發(fā)電廠運行電氣自動化已經(jīng)成為可能并且日漸成為發(fā)電廠提升自身競爭力的關鍵所在。發(fā)電廠的自動化表現(xiàn)在，其要求燃力鍋爐、汽機和電氣實現(xiàn)整體化的共同操控，所以自動化需要包括電氣的自動化控制。

通過某些發(fā)電廠的實際經(jīng)驗證明，發(fā)電廠電氣系統(tǒng)在脫硫工藝中的自動化控制，可以極大地減少整個發(fā)電廠對于實際工作人員的需求，從而可以減輕在人力資源上的壓力，降低工作強度。同時，發(fā)電廠電氣系統(tǒng)在脫硫工藝中的自動化控制還直接影響著整個發(fā)電廠的自動化水平。鑒于這些因素，發(fā)電廠電氣系統(tǒng)在脫硫工藝中的自動化控制已經(jīng)成為發(fā)電廠進行技術改革的首要目標。

就目前的情況來看，在DCS系統(tǒng)中接入ECS系統(tǒng)基本采用如下三種方式：（1）采用硬接線+通訊的連接方式；（2）采用存留關鍵硬接線+通訊+電氣設備的連接方式；（3）采用完全采用通信的方式。

就上面提到的三種連接方式來看，由于技術要求的不同，三種方式在發(fā)電廠的應用情況也并不平均。一般而言，在發(fā)電廠引入電氣自動化控制系統(tǒng)的初期，采用硬接線+通訊的方式使用較多，發(fā)電廠會全部保留硬接線。隨著科學技術的不斷發(fā)展及自動化水平的不斷提升，電氣自動化控制系統(tǒng)也越來越成熟，建設成本也逐漸降低，在這種潮流下，許多發(fā)電廠也開始采用第二種連接方式，即存留關鍵的硬接線。至于第三種連接方式，由于技術要求較高且花費昂貴，僅有極少的發(fā)電廠使用。下面本文便對這三種方式做一較為詳細的介紹：

3.1 硬接線+通訊的連接方式

在傳統(tǒng)的硬接線+通訊連接方式中，需要采集的電氣量數(shù)據(jù)會通過硬接線進行傳遞。在傳遞完成之后，工作人員會使用分散處理單元對這些經(jīng)由通訊電纜傳輸而來的電氣量數(shù)據(jù)進行分析，最后再由陰極射線顯像管顯示最終得到的數(shù)據(jù)。這種方法的優(yōu)點在于，可以使監(jiān)控人員明晰快速地了解到相關電氣信息的數(shù)據(jù)，并且在監(jiān)控預警方面也有較好的使用效果，較為有效地提升了電氣自動化系統(tǒng)的準確性及安全性。然而這種連接方式的局限性也是較為明顯的，這表現(xiàn)在通過硬接線+通訊連接方式得到的電氣量數(shù)據(jù)不能夠做到良好的利用，而只是在監(jiān)控方面發(fā)揮作用，這在某些程度上降低了工作的效率，也造成了資源的浪費。

3.2 存留關鍵硬接線+通訊+電氣設備的連接方式

相較于上面介紹的硬接線+通訊連接方式，存留關鍵硬接線+通訊+電氣設備的連接方式可以較為有效地彌補數(shù)據(jù)利用率較差的缺陷。該連接方式的關鍵之處在于，它可以使ECS系統(tǒng)通過DCS系統(tǒng)的中央控制器將信息直接接入DCS系統(tǒng)之中，從而使ECS不經(jīng)過多道程序直接進入DCS的計算控制之中。所以，相較上一種連接方式，存留關鍵硬接線+通訊+電氣設備可以做到電氣量數(shù)據(jù)更為合理和有效地利用，從而提升整個電氣自動化系統(tǒng)的效率。值得注意的是，此處提到的這種連接方式仍然保留著硬接線，這種設計是有著重要意義的。當電氣自動化系統(tǒng)的無線傳輸方式出現(xiàn)問題的時候，保留硬接線在一定程度上可以避免關鍵數(shù)據(jù)的確實，繼而確保機組關鍵電動機的繼續(xù)工作。這對于保障整個發(fā)電廠的設備安全具有重要作用。

3.3 完全采用通信的連接方式

最后我們要介紹的是完全采用通信的連接方式，相較于以上介紹的兩種連接方式，該方法的最大不同點在于取消了硬接線的連接，最大程度地實現(xiàn)了分散控制的思想。

表面看來，此種連接方式完全取消了硬接線的連接，取消了全部的電纜，這就完全擺脫了硬接線對于ECS系統(tǒng)的制約，使得ECS的工作范圍大大增加。在這種連接方式下，電氣自動化系統(tǒng)的控制和集成全部通過通信的方式及互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)。因此，在向全通信連接方式的發(fā)展過程中，這不失為一種創(chuàng)新且有意義的嘗試。

4 結(jié)語

發(fā)電廠的電氣自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了對電氣量數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，從而有效地提升了發(fā)電廠的工作效率，也保障了設備運作時的安全。同時通過電氣系統(tǒng)工作人員可以對脫硫工藝之中的參數(shù)進行實時的監(jiān)控和管理，從而降低了對人力資源的要求，滿足了發(fā)電廠在運行方面的管理需求。在ECS接入DCS系統(tǒng)上，本文介紹了三種連接方式，并對這三種方式的利弊進行了分析與權衡。我們相信，伴隨著我國電力事業(yè)健康發(fā)展的良好態(tài)勢，脫硫工藝也會更為高效化、安全化及穩(wěn)定化。同時隨著ECS系統(tǒng)的不斷發(fā)展，完全采用通信的連接方式必將得到廣泛的應用與實踐。

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（責任編輯：王 波）