電廠脫硫系統(tǒng)電氣二次設備自動化技術改造

趙永明

摘要：從電廠脫硫系統(tǒng)電氣設備自動化現(xiàn)狀出發(fā)，研究分析了加強電廠脫硫系統(tǒng)電氣二次設備自動化技術改造的方法，包括改造微機保護系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)，以滿足電廠脫硫要求，實現(xiàn)環(huán)保排放。

關鍵詞：電廠脫硫系統(tǒng)；電氣二次設備；自動化技術改造

引言

隨著科技的發(fā)展，電廠脫硫系統(tǒng)的保護裝置也由最初的電磁繼電器構成發(fā)展到由整流元件、晶體管、集成電路、微型計算機構成。特別是近些年計算機技術、通信技術、自動控制技術、電子技術的大幅發(fā)展，提高了電廠脫硫系統(tǒng)的自動化控制程度。以微機為核心，將測控、保護、監(jiān)視、管理等融為一體的功能統(tǒng)一、信息共享的計算機監(jiān)控及綜合自動化系統(tǒng)開始推廣應用。脫硫系統(tǒng)的電氣二次控制技術緊跟時代潮流，徹底改變了原有二次回路功能獨立、設備龐雜、接線及安裝調試復雜的局面，加大了自動化改造，使脫硫系統(tǒng)的技術和管理水平大幅提高。

1電廠脫硫系統(tǒng)電氣設備自動化水平現(xiàn)狀

目前國內電廠對脫硫系統(tǒng)一般單獨設置單元控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)），對電氣設備的控制基本通過脫硫DCS系統(tǒng)來控制（部分早期工程仍然使用由繼電器及光字牌組成的保護柜來控制），所有開關狀態(tài)信號、電氣事故信號及預告信號經(jīng)過硬接線方式送入脫硫島DCS。脫硫島控制室不設常規(guī)測量表計，所有規(guī)程規(guī)定需要在DCS上顯示的電氣連續(xù)量信號（電流、電壓、功率等），在開關柜中采用變送器將其變成4～20 mA信號再通過硬接線輸出送入脫硫島DCS。電氣設備二次設備的自動保護也一般采用簡單的開關、接觸器、熱繼電器等實現(xiàn)基本的熱過載保護、速斷保護和接地保護等，功能比較單一，二次回路冗雜，經(jīng)常造成誤動作或者保護不動作的事故，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行以及檢修都造成了一定困難，而脫硫系統(tǒng)的電氣控制直接關系到系統(tǒng)是否能正常運行，煙氣排放能否達標，并最終決定電廠的發(fā)電系統(tǒng)是否能安全穩(wěn)定地運行，所以順應科技發(fā)展的潮流對脫硫系統(tǒng)電氣二次設備的自動化控制進線升級改造十分必要。

2加強電廠脫硫系統(tǒng)電氣二次設備自動化技術改造的方法：電廠脫硫系統(tǒng)的二次設備自動化技術改造可以通過以下三個方面來實現(xiàn)。

2.1改造微機保護系統(tǒng)

保護系統(tǒng)是自動化程序中重要的一環(huán)，目前脫硫系統(tǒng)電氣設備的保護大多使用電磁型、整流型、晶體管型、甚至機械型的保護裝置，這些保護裝置由于在原理判據(jù)、靈敏系數(shù)、快速反應等方面或多或少存在一定的不足，已不再適應目前自動化程度高、復雜的脫硫系統(tǒng)。比如現(xiàn)有的脫硫系統(tǒng)中對單體電氣設備的保護一般僅具備兩段（過載保護、電流速斷保護）或者三段保護（過載保護、短路短延時保護、電流速斷保護），部分大電機還具備接地保護，這些保護僅能滿足日常的需求。隨著環(huán)保排放要求提高，脫硫工藝設備增加，電氣系統(tǒng)更加復雜化，新的問題頻繁出現(xiàn)如：低電壓，過電壓、電機啟動超時、電機堵轉、系統(tǒng)斷相、三相電流不平衡、超溫等等。為解決這一系列問題，目前已開發(fā)出多功能的微機型保護裝置，這些微機保護裝置由高集成度、總線不出芯片單片機、高精度電流電壓互感器、高絕緣強度出口中間繼電器、高可靠開關電源模塊等部件組成，具有集成度高、反應速度、抗干擾能力強、功能豐富等優(yōu)點。可根據(jù)負載的不同，合理選擇電動機、線路、進線、變壓器等多型號各分類的微機保護裝置，實現(xiàn)保護和自動控制。

2.2改造檢測系統(tǒng)

單體設備的自動化可以經(jīng)由微機保護裝置實現(xiàn)，整個系統(tǒng)的自動化要通過專有的控制系統(tǒng)（如PLC系統(tǒng)或者DCS系統(tǒng)）實現(xiàn)。這些專有控制系統(tǒng)實現(xiàn)電氣二次設備的自動化前提是對整個電氣系統(tǒng)實施有效的測量監(jiān)視，目前大多采用開關柜就地設置儀表進線就地監(jiān)測，加裝變送器，經(jīng)硬接線傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)或PLC系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控的模式。這種監(jiān)測模式具有監(jiān)測數(shù)據(jù)種類少，接線復雜，抗干擾能力差等缺點，同時監(jiān)測設備越多控制系統(tǒng)復雜程度和成本都會倍增，不利于對這個電氣系統(tǒng)的經(jīng)濟可靠、及時有效的監(jiān)測處置。改造自動化監(jiān)測系統(tǒng)首先將電氣二次設備中的互感器、儀表更換為高精度電流電壓互感器和多功能儀表，或者利用保護系統(tǒng)改造中的微機保護裝置集成這些高精度測量功能，再通過在多功能儀表或者微機保護裝置上集成的通訊和模擬量輸出模塊與上位機（PLC或者DCS）配合，實現(xiàn)對運行狀態(tài)的記錄，故障錄波，遠動控制等高度自動化的功能。

2.3改造通訊系統(tǒng)

DCS或者PLC系統(tǒng)對電氣二次設備的控制需通過通訊系統(tǒng)來實現(xiàn)，目前脫硫系統(tǒng)的通訊主要通過硬接線的模式，這種模式具有簡單、穩(wěn)定的優(yōu)點，但隨著工藝設備增多，系統(tǒng)趨于復雜，通過硬接線模式需要增加大量的I/O點卡和電纜，使控制系統(tǒng)變得繁瑣，不利于施工、檢修、維護，更容易產(chǎn)生事故或故障。為解決此類故障，可以對通訊系統(tǒng)進行改造，利用電氣二次設備上自帶的通訊模塊，通過網(wǎng)線將其串聯(lián)，再經(jīng)通訊管理機、以太網(wǎng)交換機與DCS系統(tǒng)（PLC系統(tǒng)）進行交互。通過一根網(wǎng)線（光纖）將各就地設備采集的各種系統(tǒng)狀態(tài)、故障、實時數(shù)據(jù)輸送到控制室，使得控制室更全面和詳實地掌握整個系統(tǒng)的實時狀態(tài)，計算機系統(tǒng)通過對更多數(shù)據(jù)的分析和判斷可以做出更快更有效的控制，同時對重要的啟停命令仍保留其硬接線系統(tǒng)以保證控制的可靠性。

3結語

在電廠脫硫系統(tǒng)中，電氣二次設備具有非常重要的作用，決定了整個脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定安全可靠運行。通過對電氣二次設備的自動化改造，可以實現(xiàn)對設備本體的有效保護，對系統(tǒng)的有效監(jiān)測和控制，推動自動化程度的提高和優(yōu)化，滿足更安全、更可靠、更經(jīng)濟、更有效的電廠脫硫要求，最終實現(xiàn)高標準的煙氣排放目的。

參考文獻：

[1]唐利金.電廠電氣二次設備及自動化改造探討.民營科技，2016（9）：48.

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