/論文題目：煙氣脫硫系統(tǒng)電氣自動限制的優(yōu)化設(shè)計(jì)申報(bào)職稱：高級工程師申報(bào)人姓名：朱瑋申報(bào)人單位：北京國信恒潤能源環(huán)境工程技術(shù)有限公司論文專業(yè)：電氣自動限制書目TOC\o"1-1"\h\z\u[摘要] 2一、概述 2二、目前脫硫裝置電氣自動限制系統(tǒng)狀況 3三、電氣自動限制系統(tǒng)在工程實(shí)施中優(yōu)化設(shè)計(jì) 4四、經(jīng)濟(jì)效益分析 7五、結(jié)束語 8煙氣脫硫系統(tǒng)電氣自動限制的優(yōu)化設(shè)計(jì)[摘要]本文針對氨法煙氣脫硫技術(shù)的特點(diǎn)，以華電榆林凱越煤化自備電廠脫硫工程為依托，在分析氨法脫硫工藝的基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)了氨法煙氣脫硫系統(tǒng)電氣自動限制系統(tǒng)。首先介紹了氨法煙氣脫硫技術(shù)及裝置電氣自動限制系統(tǒng)的的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢。其次對氨法脫硫裝置電氣自動限制系統(tǒng)從平面布置、方案設(shè)計(jì)、電氣自動限制設(shè)備選型、電氣和限制系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合進(jìn)行了設(shè)計(jì)。接著對氨法脫硫裝置電氣自動限制系統(tǒng)的限制方案進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)和探討，主要通過比較分析脫硫裝置電氣自動限制系統(tǒng)采納獨(dú)立式和脫硫電氣限制系統(tǒng)和機(jī)組電氣限制系統(tǒng)一體化，從電氣限制系統(tǒng)平面布置優(yōu)化，電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣系統(tǒng)和限制限制有效結(jié)合等幾個(gè)方面，指出脫硫電氣限制系統(tǒng)和機(jī)組電氣限制系統(tǒng)一體化對于機(jī)組的穩(wěn)定性、整體一樣性、運(yùn)行的可操性和降低工程造價(jià)等方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。對新建和改造的煙氣氨法脫硫裝置，通過對電氣自動限制方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，脫硫裝置電氣自動限制系統(tǒng)和機(jī)組電氣限制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一體化是可行的，并具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：氨法脫硫、電氣自動限制系統(tǒng)一、概述近年來，隨著環(huán)保問題的凸顯和環(huán)境意識的加強(qiáng)，解決日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題，SO2是主要的污染源之一，氨法煙氣脫硫技術(shù)在國內(nèi)發(fā)電廠煙氣脫硫中漸漸應(yīng)用起來。從2000年起先，國內(nèi)脫硫裝置引進(jìn)國外技術(shù)。從大機(jī)組設(shè)計(jì)理念漸漸延長到小機(jī)組，和此同時(shí)，脫硫系統(tǒng)中電氣自動限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式延長到國內(nèi)脫硫裝置。針對氨法脫硫系統(tǒng)，因工藝液氣比遠(yuǎn)小于石灰石-石膏法脫硫技術(shù)，相應(yīng)的電耗相對較小，傳統(tǒng)的電氣自動限制設(shè)計(jì)理念，利用于氨法小機(jī)組脫硫裝置顯得過于奢侈，對目前競爭激烈的脫硫行業(yè)，成本限制尤為重要。同時(shí)，傳統(tǒng)的脫硫電氣自動限制設(shè)計(jì)方式對建設(shè)方運(yùn)行成本也相對較高。隨著國內(nèi)電氣及限制設(shè)備的技術(shù)水平及穩(wěn)定性漸漸完善及提高，電氣設(shè)備和熱控設(shè)備有效結(jié)合，在小機(jī)組中呈現(xiàn)電氣自動限制系統(tǒng)全面計(jì)算機(jī)化、硬件智能化、分散化以及限制室小型化，協(xié)助車間計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生，可實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備及熱控設(shè)備遠(yuǎn)方集中監(jiān)控。因人力成本的提高，變更了建設(shè)方生產(chǎn)管理體制，實(shí)現(xiàn)全面集中監(jiān)控；同時(shí)，大大降低了工程造價(jià)。煙氣脫硫裝置作為熱電站協(xié)助車間，納入熱電站集中監(jiān)控勢在必行。但是，全廠的電氣自動限制系統(tǒng)受電氣和熱控專業(yè)分工影響，配置影響，電氣及自動限制一體化、納入全廠的電氣自動限制整體化，的確值得探討。二、目前脫硫裝置電氣自動限制系統(tǒng)狀況2.1電氣自動限制系統(tǒng)配置目前，國內(nèi)煙氣脫硫技術(shù)，雖然在SO2的脫除工藝上有所差別，但電氣自動限制系統(tǒng)基本相像，和此同時(shí)電氣專業(yè)及熱控專業(yè)相互獨(dú)立；由于脫硫技術(shù)初期，為國外引進(jìn)技術(shù)，主要用于較大機(jī)組，改造項(xiàng)目居多，又加上脫硫工藝的獨(dú)立性和困難性，管理體制影響、責(zé)任界限劃分限制，脫硫裝置中電氣自動限制系統(tǒng)由總承包商配置和供貨，雖然建設(shè)方和主機(jī)組要求一樣，實(shí)施過程中，相對較難和主機(jī)組融為一體化。建設(shè)方幾乎都要求，電氣限制系統(tǒng)和主機(jī)組硬件一樣或盡量一樣，實(shí)際實(shí)施過程中，并未實(shí)現(xiàn)硬件和軟件的一體化。同時(shí)，建設(shè)方仿照單元機(jī)組模式，公用部分和脫硫塔部分，要求配置相對獨(dú)立的電氣自動限制系統(tǒng)，從技術(shù)角度來說，是不行取也沒有必要，因?yàn)?，首先電氣自動限制設(shè)備穩(wěn)定性越來越高，其次，脫硫裝置工藝需求，脫硫裝置沒有必要仿照單元機(jī)組，對機(jī)組大修幾乎沒有影響。運(yùn)行從廠用電配置方面來說，煙氣脫硫裝置都是被當(dāng)作機(jī)組的公用協(xié)助設(shè)施。首先，傳統(tǒng)的電氣專業(yè)和熱控專業(yè)平面布置特點(diǎn)：電氣專業(yè)要求獨(dú)立的高壓設(shè)備間、獨(dú)立的低壓設(shè)備間、獨(dú)立的UPS設(shè)備間、獨(dú)立的直流系統(tǒng)設(shè)備間；熱控專業(yè)要求獨(dú)立的電子設(shè)備間、獨(dú)立的工程師站、獨(dú)立的操作員站、獨(dú)立的休息室等相關(guān)設(shè)施。其次，傳統(tǒng)的電氣專業(yè)和熱控專業(yè)硬件配置特點(diǎn)：電氣專業(yè)要求脫硫島高壓電氣系統(tǒng)配置電源分別由主廠房不同段各引接1路電源，并采納互為備用方式，兩路脫硫進(jìn)線開關(guān)設(shè)綜合愛護(hù)裝置；脫硫島高壓電氣系統(tǒng)配置380/220V系統(tǒng)采納PC（動力中心）、MCC(電動機(jī)限制中心)兩級供電方式，兩段分別由兩臺低壓干式變供電，380/220V兩段PC之間分別設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)；熱控專業(yè)硬件配置特點(diǎn)，脫硫自動限制系統(tǒng)設(shè)置2個(gè)操作員站、1個(gè)工程師站、1個(gè)歷史站和1臺打印機(jī)，獨(dú)立的限制環(huán)行網(wǎng)絡(luò)（C-net），及相應(yīng)的軟硬件通訊接口。2.2電氣自動限制系統(tǒng)限制方式從熱電站運(yùn)行上來說，以及上述煙氣脫硫裝置平面布置和限制系統(tǒng)的配置可以看出，目前煙氣脫硫裝置的運(yùn)行模式是作為一個(gè)協(xié)助車間來考慮的。電氣專業(yè)相對獨(dú)立，除個(gè)別故障聯(lián)鎖通過硬接線連接之外，基本上和主機(jī)組無聯(lián)絡(luò)，未實(shí)現(xiàn)一體化管理；熱控專業(yè)也僅僅通過硬接線或通訊部分信號，并未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控。三、電氣自動限制系統(tǒng)在工程實(shí)施中優(yōu)化設(shè)計(jì)3.1工程概況榆林凱越煤化140萬噸/年甲醇熱電聯(lián)產(chǎn)及110KV變電所工程（2×280t/h高溫高壓固態(tài)排渣煤粉鍋爐，采納兩爐一塔鍋氨-硫酸銨濕法煙氣脫硫系統(tǒng)和主機(jī)組同步建設(shè)。3.2電氣自動限制系統(tǒng)選型優(yōu)化設(shè)計(jì)榆林凱越煤化氨法脫硫工藝，電氣自動限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)從平安、牢靠和統(tǒng)一管理等幾個(gè)方面加以考慮，并針對氨法脫硫工程工藝本身的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)牢靠性、可操作性、可維護(hù)性和平安性的電氣自動限制系統(tǒng)裝置，真正意義實(shí)現(xiàn)儀控和電控的一體化，實(shí)現(xiàn)脫硫電氣限制系統(tǒng)和主機(jī)電氣限制系統(tǒng)一體化。高壓電氣系統(tǒng)部分，脫硫區(qū)域高壓設(shè)備高壓供電由主廠房不同的高壓段供電，脫硫區(qū)域不再設(shè)計(jì)獨(dú)立的高壓段；優(yōu)點(diǎn)：首先，便于高壓設(shè)備統(tǒng)一管理，其次，削減相應(yīng)的設(shè)備如母聯(lián)柜、PT柜、隔離柜等設(shè)備，削減相應(yīng)的工程造價(jià)；限制部分采納硬接線和通訊方式，重要信號通過硬接線連接DCS限制系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如電壓、電流、功率因數(shù)等狀態(tài)信號通過通訊方式和DCS限制系統(tǒng)通訊，通過DCS系統(tǒng)對高壓電氣設(shè)備監(jiān)控管理，使電氣專業(yè)和熱控專業(yè)有效結(jié)合。自動限制系統(tǒng)，和主廠統(tǒng)一考慮，將脫硫系統(tǒng)作為輔控車間，選用全集成的、結(jié)構(gòu)完整、功能完善、面對整個(gè)生產(chǎn)過程的過程限制系統(tǒng)。基于自動化思想，系統(tǒng)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫、通訊，真正意義上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控，打破了脫硫電氣限制系統(tǒng)相對獨(dú)立和主機(jī)組外限制概念。本工程主機(jī)組和脫硫裝置統(tǒng)一采納和利時(shí)DCS限制系統(tǒng)，在機(jī)組限制室和脫硫DCS電子設(shè)備間設(shè)置通訊，具有相同的通訊等級和限制牢靠性。運(yùn)行人員在主機(jī)組限制室通過DCS畫面進(jìn)行監(jiān)視和操作，實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)啟停，正常運(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整以及異樣和事故工況的處理優(yōu)點(diǎn)：目前，由于環(huán)保要求提高，取消脫硫裝置旁路，統(tǒng)一監(jiān)控更適合脫硫裝置和主機(jī)組協(xié)調(diào)限制，煙氣脫硫裝置和鍋爐運(yùn)行有著親密的關(guān)系，脫硫裝置入口的壓力及溫度的波動對鍋爐有肯定的影響，因此，將脫硫裝置視為主機(jī)組的一部分來進(jìn)行限制。削減操作人員設(shè)置崗位，削減人力成本投入，同時(shí)削減設(shè)備成本投入，削減了相應(yīng)的工程師站、操作員站、歷史站、打印機(jī)等協(xié)助設(shè)置。3.3平面布置優(yōu)化電氣設(shè)備及熱控設(shè)備統(tǒng)一考慮布置：如圖一緊湊的布置方案圖一高壓電氣系統(tǒng)，依據(jù)脫硫工藝需求，僅對脫硫系統(tǒng)兩臺氧化風(fēng)機(jī)高壓供電，僅對兩臺脫硫變供電，故不再設(shè)置獨(dú)立的高壓系統(tǒng)，相應(yīng)不設(shè)高壓電氣間，因此，削減建立面積約50平米；低壓電氣系統(tǒng)，采納0米布置方案（如圖一），因此取消了電纜夾層；不僅削減建筑面積約100平米，同時(shí)削減了電纜長度，因本項(xiàng)目脫硫裝置對UPS電源需求僅為3KVA，不再單獨(dú)設(shè)置UPS設(shè)備間，UPS電源和主機(jī)統(tǒng)一考慮，削減建立面積約15平米；自動限制系統(tǒng)，僅保留電子設(shè)備間位置，取消操作員站間、工程師站間、休息室等相關(guān)配套設(shè)施，削減建筑面積約150平米；3.4電氣和限制有機(jī)結(jié)合優(yōu)化設(shè)計(jì)由于受傳統(tǒng)思想影響，電氣專業(yè)和限制專業(yè)相對獨(dú)立，事實(shí)上數(shù)字化電廠理念的提出，電氣專業(yè)和限制專業(yè)二者不能獨(dú)立發(fā)展，要站在全局的角度來考慮，實(shí)現(xiàn)電氣-限制一體化，部分功能出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)的奢侈，自動化限制系統(tǒng)的整體優(yōu)勢也被局限；目前的國內(nèi)電氣設(shè)備功能越來越完備，基本可實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備和限制設(shè)備有效結(jié)合，由各種限制器相應(yīng)的電源裝置及通信裝置組成，實(shí)現(xiàn)了對基本功能的限制，實(shí)現(xiàn)廠基限制和管理，同時(shí)供應(yīng)應(yīng)外系統(tǒng)所需的信息及數(shù)據(jù)。設(shè)備運(yùn)行效率、數(shù)據(jù)的共享、經(jīng)濟(jì)效益的提高等方面有著巨大的優(yōu)勢，是值得去推廣的技術(shù)。以本脫硫工程中，實(shí)施了部分電氣和限制有效結(jié)合，脫硫島電氣系統(tǒng)納入脫硫島DCS限制，不設(shè)常規(guī)限制屏。納入脫硫島監(jiān)控的電氣設(shè)備包括：380VPC進(jìn)線及分段開關(guān)、脫硫變壓器。脫硫電氣系統(tǒng)和脫硫島DCS采納硬接線，高壓段設(shè)置雙冗余通訊管理機(jī)，每臺的綜保裝置和通訊機(jī)進(jìn)行通訊，由通訊管理機(jī)和DCS系統(tǒng)采納通訊電纜型式進(jìn)行通訊，取消硬接線，采納通訊方式。低壓380VPC段上框架斷路器采納具有雙網(wǎng)冗余通訊功能、測控功能的低壓綜合愛護(hù)裝置，通通訊接口和DCS系統(tǒng)進(jìn)行雙網(wǎng)冗余通訊。75kW以下的電動機(jī)及其他回路愛護(hù)、信號、采納接觸器、微機(jī)測控裝置，信號限制采納通訊電纜方式和DCS系統(tǒng)連接。脫硫島限制室不設(shè)常規(guī)音響及光字牌，全部開關(guān)狀態(tài)信號、電氣事故信號及預(yù)報(bào)信號均送入脫硫島DCS。脫硫島限制室不設(shè)常規(guī)測量表計(jì)，全部規(guī)程規(guī)定須要在DCS上顯示的電氣連續(xù)量信號（電流、電壓、功率等），通過開關(guān)柜中采納微機(jī)測控裝置將信號通過通信接口以總線方式送至脫硫島DCS。測量點(diǎn)按《電測量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》配置。脫硫島就地或遠(yuǎn)方至少有如下電氣信號及測量： 高壓廠用電源三相電流、有功電度、三相電壓； 380V低壓廠用母線電壓； 高壓電動機(jī)及40kW以上低壓電動機(jī)單相電流； 開關(guān)合閘、跳閘狀態(tài)、愛護(hù)動作、愛護(hù)裝置故障、限制電源消逝； 380V低壓PC進(jìn)線及分段開關(guān)全部開關(guān)合閘、跳閘狀態(tài)、愛護(hù)動作、愛護(hù)裝置故障、限制電源消逝； 干式變壓器溫度； 全部電動機(jī)的合閘、跳閘狀態(tài)、愛護(hù)動作、限制電源消逝； 送入脫硫DCS的電氣量能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集、定期打印制表、實(shí)時(shí)調(diào)閱、顯示電氣接線、亊故自動記錄及故障追憶等功能。通過工程實(shí)施，初步實(shí)現(xiàn)了通過DCS系統(tǒng)強(qiáng)大的限制功能及通訊功能對電氣設(shè)備監(jiān)控和管理，同季節(jié)約了大量的狀態(tài)信號電纜，節(jié)約了大量DCS狀態(tài)卡件，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。目前，脫硫系統(tǒng)已投入運(yùn)用，運(yùn)行良好。四、經(jīng)濟(jì)效益分析4.1工程建設(shè)投入分析經(jīng)過方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，該工程電氣自動限制和主機(jī)組電氣自動限制一體化方案，不設(shè)置單獨(dú)的高壓電氣設(shè)備間和脫硫限制室，同時(shí)削減運(yùn)行人員值班室、休息室等未設(shè)置，削減電控綜合樓建筑面積約300平米，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、暖通、配電等工程量也相應(yīng)削減，以工業(yè)建筑單位面積0.25萬元計(jì)算，削減工程造價(jià)投入75余萬元。經(jīng)過方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，電氣設(shè)備相應(yīng)削減了兩面PT柜、一面母聯(lián)柜、一面隔離開關(guān)柜及母線橋，削減設(shè)備投入約50余萬元；經(jīng)過方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，工程師站、操作員站、歷史站、通訊接口、打印機(jī)等設(shè)備和主機(jī)組限制系統(tǒng)共用，不單獨(dú)配置，節(jié)約設(shè)備投入費(fèi)用約15余萬元；經(jīng)過方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，脫硫電子設(shè)備間和脫硫電氣設(shè)備間綜合考慮，相對把脫硫限制機(jī)柜集中布置，削減限制電纜設(shè)備費(fèi)約30萬元，通過電氣限制一體化設(shè)計(jì)，通訊管理，綜合削減電纜設(shè)備費(fèi)用約10萬元；經(jīng)過方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，UPS系統(tǒng)，和主機(jī)組綜合考慮，削減設(shè)備費(fèi)約15萬元；綜上幾項(xiàng)，榆林凱越煤化氨法脫硫工程中電氣自動限制系統(tǒng)和主機(jī)組電氣限制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，相比單獨(dú)設(shè)置脫硫電控綜合樓的方案工程造價(jià)削減約180余萬元；這對脫硫公司EPC工程來說，成本限制至關(guān)重要。4.2降低運(yùn)行成本采納這種一體化設(shè)計(jì)，不須要單獨(dú)配置脫硫運(yùn)行人員，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行人員的集中監(jiān)控，該工程投入后，應(yīng)用于脫硫系統(tǒng)的人員每班僅設(shè)置3人，同時(shí)兼顧脫硝系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等工作，和單獨(dú)設(shè)置脫硫限制系統(tǒng)，運(yùn)行人員大大削減，從而降低的人力成本，對建設(shè)方來說，也具有比較好的借鑒意義。五、結(jié)束語從該工程實(shí)