摘要：針對LN2000分散控制系統(tǒng)在華能威海電廠二期2*300WM機組海水脫硫系統(tǒng)中的成功應用，介紹了海水脫硫的工藝及LN2000分散控制系統(tǒng)的硬件配置，軟件功能，說明了系統(tǒng)的調試及投運的應用情況。

關鍵詞：海水脫硫工藝;  LN2000;  硬件；軟件；

0 引言

因煙氣海水脫硫工藝與石灰石-石膏工藝相比，具有投資與運行費用低、不需要吸收劑制備和副產品處理系統(tǒng)、不結垢等特點，海水脫硫系統(tǒng)及其技術也日趨成熟完善。使得海水脫硫工藝在電廠的應用取得了較快的發(fā)展。華能威海電廠二期2*300WM機組海水脫硫系統(tǒng)，由北京龍源公司設計及調試，其DCS系統(tǒng)采用山東魯能控制公司LN2000分散控制系統(tǒng)。

1 工藝說明

華能威海電廠二期2*300WM機組海水脫硫系統(tǒng)由煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)、海水恢復系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)五部分組成。  海水脫硫工藝流程圖如下：

煙氣海水脫硫工藝煙氣系統(tǒng)。經靜電除塵器除塵后的煙氣經進口擋板門進入脫硫增壓風機，升壓送入回轉再生式煙氣-煙氣換熱器(GGH) 降溫后,自下而上流經吸收塔。在吸收塔頂部由除霧器除去霧滴的潔凈煙氣再次進入GGH加熱升溫至70℃以上，經出口擋板門排入煙囪。FGD系統(tǒng)進出口擋板門之間通常設置100%煙氣的旁路煙道。

煙氣海水脫硫工藝二氧化硫吸收系統(tǒng)，脫硫反應主要是在逆流填料式吸收塔內完成的。新鮮海水自吸收塔上部噴入,經除塵處理和GGH降溫后的煙氣自塔底向上與海水進行逆流接觸,煙氣中的S02迅速被海水吸收。洗滌煙氣后的酸性海水在吸收塔底收集并排出塔外。

煙氣海水脫硫工藝海水供應系統(tǒng)，脫硫用海水取自凝汽器出口的虹吸井,約六分之一的海水經升壓泵送至吸收塔頂部用于洗滌煙氣，剩余海水自流至曝氣池,與脫硫洗滌排水混合。

煙氣海水脫硫工藝海水恢復系統(tǒng)，吸收塔排出的酸性海水與來自虹吸井的大量偏堿性海水混合后進入曝氣池，同時鼓入壓縮空氣，使海水中溶解氧逐漸達到飽和,將易分解的亞硫酸鹽氧化成穩(wěn)定的硫酸鹽，同時海水中的C032-與吸收塔排出的H+加速反應釋放出C02,使排水的pH值得到恢復，處理后的海水PH、COD等達到排放標準后排入大海。

海水脫硫系統(tǒng)所控設備主要包括：密封風機、原煙氣冷卻水泵、增壓風機、凈煙氣擋板、原煙氣氣擋板、旁路擋板、曝氣風機、海水升壓泵等。

2  LN2000系統(tǒng)配置

LN2000分散控制系統(tǒng)上位計算機系統(tǒng)和過程站控制系統(tǒng)組成。上位計算機系統(tǒng)是由工控機構成的功能強大的監(jiān)測與控制系統(tǒng)，通過工控機上裝有的LN2000軟件，經過合理的系統(tǒng)設計組態(tài)，實現(xiàn)對整個海水脫硫工藝流程的動態(tài)監(jiān)視和控制。其中主要配置有工程師站、歷史站、操作員站、打印機。相關運行參數(shù)、報警信號、運行人員操作記錄均能存儲記錄并可以通過打印機打印輸出。過程站控制系統(tǒng)是能接收工程師站下裝的組態(tài)信息，采集I/O模塊數(shù)據(jù)，執(zhí)行控制策略，通過I/O模塊控制遠方設備，DPU上的兩個CAN網絡控制器，采用主從方式與I/O模塊通信，實現(xiàn)冗余能力，從而保證對遠程設備的正?？刂?。上位計算機系統(tǒng)和過程站控制系統(tǒng)之間采用冗余的以太網傳輸網絡構成一個完整的系統(tǒng)，使操作人員通過整個系統(tǒng)實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的監(jiān)測和控制。此系統(tǒng)主要需要DI、DO、AI、AO、RT、SOE、PI六種類型卡件，DI為開關量輸入模塊，主要接收各設備的狀態(tài)及報警等信號；DO為開關量輸出模塊，接收DPU的控制指令實現(xiàn)對遠程設備的遠方控制；AI為模擬量輸入模塊，主要采集4-20mA的信號，如壓力、流量、電流、電壓、PH值等類型信號；AO為模擬量輸出模塊，其作為DPU的控制指令實現(xiàn)對調節(jié)設備的控制；RT為溫度采集模塊，主要采集熱電阻溫度；SOE為順序事故記錄模塊有11路開關量輸入通道，該模塊能以1毫秒的采樣速率快速采樣;PI主要用于測量轉動設備的轉速、用電設備電度數(shù)、用煤量累積等。有兩種工作方式：脈沖頻率測量、累積值測量。該系統(tǒng)I/O具體分布如表所示。

表1

該DCS系統(tǒng)按照功能分散的原則設計，共包括5對冗余DPU，9個機柜。#3脫硫(包括#3機組煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng))、#4脫硫（包括#4機組煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)）、#3海水（包括#3機組供排海水系統(tǒng)、海水恢復系統(tǒng)）、#4海水（包括#4機組供排海水系統(tǒng)、海水恢復系統(tǒng)）、電氣及公用（包括#3機組和#4機組公用的供排海水系統(tǒng)、海水恢復系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)）各對應1對DPU。9個機柜包括7個控制柜和2個交換機柜，其分布表如下：

 脫硫主控電子間

 表2

 表3

脫硫遠控電子間

表4

海水脫硫中的煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)在脫硫主控電子間，供排海水系統(tǒng)、海水恢復系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)在遠程就地電子間。電子間內個系統(tǒng)使用以太網連接道交換機上，兩個電子間之間及交換機之間用光纜連接。網絡結構采用了雙星以太網結構，這樣能盡量保證網絡在發(fā)生不同故障點的情況下仍然能夠正常工作。為保證兩臺機組中又一臺檢修時不影響令一臺工作及檢修工作的安全，設計了#3機組海水脫硫和#4機組海水脫硫的電源兩套電源，分別為各自機組相關控制柜提供電源。兩個交換機柜和電氣公用柜的電源由#3機組海水脫硫和#4機組海水脫硫的電源共同提供。

3控制方式

海水脫硫系統(tǒng)所有的設備控制閥均采用就地、遠程相結合的控制方式，并能互相切換。在遠程控制時，通過LN2000分散控制系統(tǒng)中SAMA圖邏輯組態(tài)軟件或操作員站監(jiān)控軟件，可是操作員在操作員站上對設備控制閥等進行狀態(tài)監(jiān)視和動作控制。

主要順控為煙氣系統(tǒng)順啟、順停，脫硫急冷水補水系統(tǒng)順啟、順停，曝氣風機順啟、順停，海水升壓泵順啟、順停，可對其運行情況需要進行成套控制。在FGD投入允許、旁路兩個擋板門都打開、增壓風機停止時可以投入煙氣啟動順控。順控啟動后先把增壓風機導葉置為手動并使其開度小于5%，再關原煙氣擋板、開凈煙氣擋板、關吸收塔排空閥、最后啟增壓風機在增壓風機啟動10s后開原煙氣擋板；煙氣停止順控要在旁路兩個擋板門都打開后才可投入，其步序也是先把增壓風機導葉置為手動并使其開度小于5%，再停增壓風機，30s后在依次關原煙氣擋板、開吸收塔排空閥、關凈煙氣擋板。脫硫急冷水補水系統(tǒng)順啟、順停，曝氣風機順啟、順停，海水升壓泵順啟、順停，這些順控都實現(xiàn)了設備本身及其出入口門之間的順序控制。利用LN2000分散控制系統(tǒng)軟件中的SAMA圖組態(tài)軟件，可方便的實現(xiàn)這些控制功能。為了設備的安全運行還對主要設備投入了聯(lián)鎖保護，其中參與連鎖保護的溫度信號都作了速率保護、模擬輸入量信號都作了點質量判斷，從而不會由于溫度、模擬輸入信號就地測量設備的損害而使設備跳閘。這些功能的實現(xiàn)減少了運行人員的操作時間和錯誤操作的可能性，并且保護了設備提高了工作效率。

4結束語

華能威海電廠二期2*300WM機組海水脫硫系統(tǒng)投入運行后，其兩個機組的海水脫硫效率都達到95%以上。利用LN2000分散控制系統(tǒng)安設計要求投入的設備聯(lián)鎖、保護動作、順序控制都準確實現(xiàn)，并且在整個海水脫硫系統(tǒng)調試過程中卡件無一損壞。