电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用

冯振龙

【摘 要】社会的不断发展，带动了经济水平的进步，同时推动了人们生活水平质量的提高，用电需求不断增长的同时对绿色节能发电的呼声也越来越高，电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用是新时期火电厂实现节能绿色生产的重要措施。基于此，本文对电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用进行了相关的分析和探究，以期为火电厂的烟气脱硫工程管理提供一定的参考。

【关键词】电气自动化系统;烟气脱硫工程;应用

引言

为了适应社会发展与火电厂自身建设过程中控制二氧化硫的基本需求，我国在积极推进脱硫产业的发展，在整体大环境的支持下，当今单机容量200MW及以上火电机组的脱硫系统控制逐渐实现了集散控制系统（DCS）的应用，但因其实践过程中侧重于设备控制，进行电器系统自动化装置及数字化继电保护的过程中是以硬接线方式介入，导致电气系统的发展应用过于落后，在机电一体化的发展应用中存在一定缺陷，基于环境的整体要求，就需对具体应用进行相关分析研究，以最大化确保电气自动化系统与烟气脱硫工程应用现代化需求相一致。

1烟气脱硫工程中的现场总线控制系统

烟气脱硫工程的现场总线控制系统主要有三个部分构成，即主控层、通讯层和设备层，其中现场总线控制系统的网络结构有开放式分层结构和分布式结构。其中设备层主要是由众多的保护装置和自动化装置构成的，能够独立完成测量、控制、保护和通信等基本功能，设备层的装置数量较多，并且利用现场总线技术进行连接。而通信层则是整个系统构成的关键，包括了通信处理机、集线器和监控服务器等设备。主控层是对整个系统进行应用的操作层面。

2电气自动化系统在烟气脱硫工程中的硬接线方式

2.1 硬接线方式结构

电气信息通过硬接线接入DCS（图1）。接入信息主要包括开关量输入（DI）、开关量输出（DO）和模拟量输入（AI），接入方式为空接点和4～20mA直流信号。采用硬接线方式后，通过DCS的CRT实现了电气相关信息的显示报警与电气设备的控制调节，有效地提高了整个电气控制系统的安全性和可靠性，同时扩大了DCS的控制范围，实现了机电系统的一体化运行和监控。

2.2硬接线方式的优势体现

烟气脱硫电气自动化系统采用硬接线方式的优势主要体现在以下几个方面。首先，电气量D模件应用设备集中布置的方式，使得烟气脱硫管理更加的便捷、有效，能够为相关设备的运行提供安全、良好的运行环境。其次，硬接线方式相对比较简易，信号传输的中转环节比较少，较好的保护了信号传输的质量，具有反应快、可靠性高的优勢。另外，在硬接线方式下，电气自动化系统电缆通过一次性敷设即可完成，既能够保证接线的准确率，又能够降低事故发生的概率，确保烟气脱硫自动化系统的整体运行效率。

2.3硬接线接入方式的不足

DCS的配置比较多：大量的机柜、变送器、连接电缆、D卡件等，而且施工相对复杂，接入成本很明显偏高;火电厂用电系统是采用微机化综合保护测控装置，并完成了电气系统电压、电流等的直接采样，对精度与硬件要求高，测控程序繁琐;DCS需要的信息量较大，首先要通过网络结构进行电流、电压等的传输，然后分析出与电量、功率、保护信息等信息量，工程量也大，而且容易出现遗漏和偏差;DCS对电气测点有一定的限制，导致具体运行中电气系统的许多功能难以有效的实现，比如故障的分析、诊断、定值管理、经济性分析等，都会直接影响到整体运行管理水平。

3硬接线与通信方式

针对于硬接线方式所存在的不足，尤其是信息监测功能的缺陷，在不断的研究中，开始尝试通过通信方式取代硬接线来更好的发挥应用效能。近年来随着科学技术与电气自动化的不断改善，网络通信技术在工厂自动化、变电站自动化及DCS等电力自动化的领域得到了广泛应用，为现代化环境下的脱硫电气系统用联网方式介入DCS的技术提供了经验，电气系统自动控制装置和继电保护的微机化也为电气系统互联网的接入DCS提供了很好的条件。

3.1硬接线+通信方式结构

为了克服硬接线方式的不足，特别是对于接入DCS用于监测功能的信息，考虑采用通信方式取代硬接线很有必要。近年来，以现场总线、工业以太网为代表的网络通信技术在工厂自动化、变电站自动化及DCS等电力自动化领域得到了广泛应用，为脱硫电气系统联网接入DCS提供了经验。电气系统的继电保护和自动控制装置的微机化也为电气系统联网接入DCS提供了条件。硬接线+通信方式的ECS一般采用分层分布体系结构，系统分为站控层、通信层和间隔层3层。站控层一般采用客户服务器的分布式结构，由服务器、操作员工作站、维护工作站和通信网关等组成，构成电气系统监控、管理和与DCS等自动化系统互联的中心，虽然电气系统的大量信息通过通信方式接入DCS，但主要用于监控功能。硬接线+通信方式的ECS第一次把网络化的应用引入脱硫电气监控系统，使DCS中电气信息的接入模式发生了很大变化，电压、电流、功率、电量和保护动作信号等大量信息通过通信方式接入DCS，仅与工艺联锁和控制相关的开关量输入、输出还保留硬接线。

3.2硬接线与通信方式的应用优势

取消了硬接线接入所需的大量元件与材料，应用成本较低;接入DCS的信息数量与投资无关，且信息全面，具有极强的信息系统扩展性;综合保护装置能够最大化的实现厂用系统电能计量的高精度性，且无需针对性的进行电能表的单独配置，并能够在网络通信的作用下实现自动抄表功能;电气系统后台有追忆事故、分析录波、防误闭锁、保护定值管理等比较复杂的电气管理和维护方面的工作，促使电气系统自动化水平得到很大幅度提升。

4电气自动化系统在烟气脱硫工程中的全通信方式

目前CSPA-2000电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用是全通信方式的重要体现之一。CSPA-2000系统具有大型实时监控软件平台，能够在通信网络的技术支持下对烟气脱硫系统进行智能装置分层综合保护，从而确保CSPA-2000应用系统的全开放，与集散控制系统进行全面的融合，实现火电厂自动化生产系统与烟气脱硫自动化系统的整合。全通信方式在烟气脱硫自动化系统中的应用能够充分利用自动化系统现场总线与网络通信之间的优势，通过通信系统内部的IEC协议将集散控制系统与电气监控系统进行连接，从而实现了集散控制系统的烟气脱硫工程应用的全覆盖应用。

在全通信方式的系统技术支持下，通信管理能够有效融合脱硫工艺的过程对系统进行相关配置，从而实现通信管理机制与脱硫工艺之间的一一对应通信管理。另外，在实践应用中，脱硫工艺中的电动机综保装置数量比较少，并且全部采用双网通信的方式，具有很高的信息通信时效性和可靠性。

结语

电厂电气自动化实现了对高、低压电气设备电气参数实时监测和安全监控，有效地提高运行安全性和可靠性，保证供电电能质量;运行人员具有了对电气系统参数集中监视和控制的手段，并与电气防误操作相结合，减少了值班人员，改善了运行人员的工作条件，满足了电厂综合运行管理功能。

参考文献：

[1]赵刚.电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用[J].通讯世界，2017（03）：227-228.

[2]黄冲.电气自动化系统在CFB烟气脱硫工艺中的运用[J].中国高新技术企业，2016（18）：82-83.

[3]李宏远，陈志强.电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用[J].电力环境保护，2007，05：30～32.

（作者单位：冀中能源峰峰集团九龙矸石热电厂）