摘 要：本文通過論述沙角A電廠#5脫硫DCS控制系統(tǒng)改造過程，并對(duì)其中一些功能進(jìn)行完善，通過闡述脫硫DCS控制系統(tǒng)改造的過程和方法，以及后續(xù)運(yùn)行中因就地設(shè)備改造而進(jìn)行DCS系統(tǒng)邏輯修改的內(nèi)容，供大家參考交流。

　　關(guān)鍵詞：脫硫DCS、改造、功能完善

　　沙角A電廠#5機(jī)組脫硫系統(tǒng)于2004年投產(chǎn)，當(dāng)時(shí)由美國(guó)XX公司總承包，脫硫DCS系統(tǒng)原是北京和利時(shí)SmartProV3.1.3分散控制系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)落后，使用不安全、不方便，經(jīng)過7年多的運(yùn)行，設(shè)備老化，故障較多，備件不再生產(chǎn)，同時(shí)因?yàn)槿藱C(jī)接口不是十分合理，處理缺陷調(diào)用邏輯及修改邏輯非常不方便，無法實(shí)現(xiàn)在線邏輯仿真及修改參數(shù)的功能，急需升級(jí)改造。

　　1 改造思路

　　通過對(duì)和利時(shí)公司介紹的升級(jí)產(chǎn)品分析，結(jié)合#1~4脫硫DCS系統(tǒng)的使用情況，決定整套DCS系統(tǒng)改造為GE新華的XDPS-400e系統(tǒng)。為了節(jié)約改造費(fèi)用，決定只改造DCS控制機(jī)柜，而繼電器柜及接線轉(zhuǎn)接柜仍然保留不動(dòng)，這樣從DCS電子間到就地設(shè)備的所有電纜都不用重新敷設(shè)更換，既節(jié)約了材料，也節(jié)約了人工成本及檢修的工作量。

　　2 改造情況

　　2.1 脫硫DCS系統(tǒng)設(shè)備和機(jī)柜安裝。

　　本次改造DCS系統(tǒng)共有操作員站4個(gè)，工程師站1個(gè)，歷史站1個(gè)，打印機(jī)2臺(tái)，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一套，控制機(jī)柜共計(jì)8個(gè)。按照DCS系統(tǒng)機(jī)柜安裝要求進(jìn)行安裝：從牢固性、平整性、垂直度等方面一一調(diào)整，底座用偏鐵或圓鋼與地網(wǎng)相連，底座與機(jī)柜絕緣(大于100 MΩ)。設(shè)備一次性安裝到位，符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.2 電纜敷設(shè)和接線。

　　因?yàn)樵诿摿虼a頭有一套遠(yuǎn)程控制機(jī)柜，因此需要敷設(shè)光纜2500米，其余各種規(guī)格跨盤電纜及部分新改造設(shè)備電纜鋪設(shè)了322條,長(zhǎng)度共約20000米，系統(tǒng)時(shí)鐘GPS和天線50米。

　　2.3 系統(tǒng)上電。

　　根據(jù)原和利時(shí)導(dǎo)出的控制邏輯圖，結(jié)合運(yùn)行人員的要求，重新設(shè)計(jì)完善了系統(tǒng)控制邏輯圖，現(xiàn)場(chǎng)在DCS系統(tǒng)做邏輯組態(tài)、控制畫面等。完成邏輯組態(tài)后進(jìn)行I/O通道校驗(yàn)，一一仿真各項(xiàng)控制功能，進(jìn)行校對(duì)控制邏輯，最后進(jìn)行系統(tǒng)功能及性能測(cè)試。

　　2.4 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備調(diào)試。

　　當(dāng)邏輯功能測(cè)試完成后，開始按照運(yùn)行部的試驗(yàn)要求，配合運(yùn)行人員進(jìn)行所有設(shè)備的投運(yùn)和跳閘、保護(hù)和聯(lián)鎖、順序控制等試驗(yàn)，進(jìn)一步完善控制邏輯和控制畫面?；就晟瓶刂七壿嫼螅瑢?duì)DCS系統(tǒng)組態(tài)邏輯圖及畫面做了系統(tǒng)的全面?zhèn)浞?，使用光盤刻錄一式兩份，以便存放。

　　3 系統(tǒng)功能完善

　　在改造完成并且設(shè)備投入使用后，針對(duì)零零星星、陸陸續(xù)續(xù)的系統(tǒng)維護(hù)及改造項(xiàng)目，對(duì)DCS系統(tǒng)的邏輯組態(tài)及卡件分配，進(jìn)行了系統(tǒng)功能完善。

　　3.1 取消脫硫旁路擋板的邏輯優(yōu)化

　　由于脫硫系統(tǒng)取消了旁路擋板，運(yùn)行方式有了很大的變化，需要進(jìn)行相應(yīng)的熱工保護(hù)及邏輯控制方改進(jìn)，以保證鍋爐和FGD系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)“沙角A電廠5號(hào)機(jī)組脫硫系統(tǒng)取消旁路邏輯修改施工方案”的要求，取消煙氣旁路，涉及設(shè)備有：旁路擋板、入口擋板、出口擋板及相應(yīng)的密封風(fēng)機(jī)，并且完成了邏輯組態(tài)、操作畫面的修改。旁路擋板取消的設(shè)備的控制邏輯和相關(guān)畫面、報(bào)警信息全部取消。

　　鍋爐MFT跳閘后，不聯(lián)動(dòng)跳閘脫硫系統(tǒng)的設(shè)備。脫硫煙道建立為一綜合信號(hào)，以硬接線方式送到機(jī)組DCS，包括以下信號(hào)(與的關(guān)系)：

　　(1)任一漿液循環(huán)泵已啟動(dòng);

　　(2)原煙氣煙塵濃度小于200mg/Nm3;

　　(3)GGH主或輔電機(jī)已啟動(dòng)。

　　在FGD系統(tǒng)取消旁路后，鍋爐啟動(dòng)時(shí)，按先啟動(dòng)FGD煙風(fēng)系統(tǒng)，再啟動(dòng)主機(jī)煙風(fēng)系統(tǒng)原則。在鍋爐啟動(dòng)初期，電除塵器先行投運(yùn)，然后脫硫系統(tǒng)再投運(yùn)，F(xiàn)GD系統(tǒng)應(yīng)先于引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)建議漿液循環(huán)泵投運(yùn)2臺(tái)。鍋爐停止時(shí)，按先停主機(jī)煙風(fēng)系統(tǒng)，再停脫硫煙風(fēng)系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)的次序停機(jī)。在鍋爐停運(yùn)冷爐過程，為防止由于漿液循環(huán)泵過早停運(yùn)導(dǎo)致對(duì)吸收塔防腐層產(chǎn)生破壞，應(yīng)至少保留一臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行，以吸收塔入口煙氣溫度為監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)(入口煙溫低于75℃)，決定循環(huán)泵的停運(yùn)時(shí)間。

　　3.2 GGH吹灰控制回路改造

　　原#5GGH吹灰原來由就地PLC控制，由于運(yùn)行了近十年，整體設(shè)備的健康狀態(tài)不佳。而且該吹灰系統(tǒng)上下兩支吹灰器的控制回路由同一個(gè)PLC控制，兩支吹灰器的進(jìn)退經(jīng)過同一個(gè)變頻器進(jìn)行換向切換功能，并且所有狀態(tài)只有兩支吹灰器的運(yùn)行狀態(tài)和吹灰故障共三個(gè)信號(hào)返回DCS系統(tǒng)，一旦發(fā)生吹灰器故障報(bào)警，運(yùn)行人員無法快速判斷故障原因，并且無法得知吹灰器的具體位置。因此必須通知熱控人員和脫硫機(jī)械檢修人員同時(shí)到場(chǎng)，由熱控人員檢查PLC才能夠判斷故障原因，增加檢修時(shí)間，浪費(fèi)人力和檢修成本。除此以外，不論是機(jī)械原因還是控制回路故障，都會(huì)導(dǎo)致PLC報(bào)錯(cuò)，進(jìn)而使上下兩支吹灰器都無法工作，嚴(yán)重影響#5脫硫GGH的吹灰效果。

　　具體改造內(nèi)容如下：取消就地PLC控制，對(duì)就地原控制柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行拆除，并在合適位置安裝新控制柜，所有電纜重新鋪設(shè)，對(duì)柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行安裝接線，敷設(shè)從DCS系統(tǒng)到就地柜的電纜并進(jìn)行接線;邏輯改入DCS系統(tǒng)控制，控制邏輯在#5脫硫DCS系統(tǒng)工程師站進(jìn)行編輯，組態(tài)畫面狀態(tài)。這樣就把GGH吹灰器所有狀態(tài)及蒸汽參數(shù)反饋到#5脫硫DCS系統(tǒng)，整個(gè)吹灰控制過程由DCS完成，同時(shí)運(yùn)行人員可以在DCS系統(tǒng)看到吹灰器的狀態(tài)及蒸汽參數(shù)。

　　改造后的控制邏輯由DCS完成，現(xiàn)場(chǎng)控制柜內(nèi)只有簡(jiǎn)單的控制繼電器、接觸器、熱繼電器和接線端子組成，接線非常簡(jiǎn)潔明了。就地控制柜內(nèi)設(shè)備減少了很多，因此接線故障發(fā)生的幾率大大下降，檢查起來也非常簡(jiǎn)單明了。由于取消就地PLC回路，這樣一來兩支吹灰器就變成獨(dú)立的控制回路，互相之間沒有任何聯(lián)系，不會(huì)因?yàn)橐恢Т祷移鞯哪硞€(gè)故障而導(dǎo)致另外一支吹灰器無法運(yùn)行，提高了GGH的吹灰效率。

　　3.3 石膏脫水皮帶轉(zhuǎn)速控制回路完善

　　原#5脫硫脫水皮帶調(diào)速裝置采用測(cè)厚裝置加就地PLC控制，就地測(cè)量石膏厚度信號(hào)送到PLC，PLC通過與DCS系統(tǒng)運(yùn)行人員設(shè)定值比較，輸出電流信號(hào)到變頻器，變頻器再來控制脫水皮帶電機(jī)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到調(diào)節(jié)石膏厚度的目的。每當(dāng)發(fā)生測(cè)厚設(shè)備測(cè)量不準(zhǔn)的故障，運(yùn)行人員就無法控制皮帶運(yùn)行，需要熱控人員到場(chǎng)維修，處理好厚度測(cè)量?jī)x才能夠啟動(dòng)皮帶運(yùn)行。

　　經(jīng)過分析討論后，決定取消就地PLC裝置，把調(diào)節(jié)回路改入DCS系統(tǒng)，原來DCS系統(tǒng)供運(yùn)行人員設(shè)定輸出的厚度信號(hào)，改為DCS輸出皮帶轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，在就地控制柜里，用接線端子跳過PLC設(shè)備，直接送入變頻器。在DCS系統(tǒng)增加PID調(diào)節(jié)回路邏輯，就地測(cè)厚信號(hào)返回DCS系統(tǒng)，與DCS系統(tǒng)運(yùn)行人員設(shè)定厚度比較，自動(dòng)調(diào)節(jié)皮帶轉(zhuǎn)速的快慢。一旦測(cè)厚設(shè)備故障時(shí)，運(yùn)行人員可以在DCS系統(tǒng)把控制方式切為手動(dòng)，直接手動(dòng)調(diào)節(jié)皮帶轉(zhuǎn)速，滿足石膏厚度調(diào)節(jié)的需要，不需要等待熱控人員相處故障后才能夠投入皮帶運(yùn)行的缺點(diǎn)，大大提高了設(shè)備的運(yùn)行效率。

　　這個(gè)改造的所有物資成本就是一對(duì)就地接線端子，完全沒有其它的任何材料消耗，改造成本低廉，既減少了就地PLC設(shè)備的備品采購，又避免了因PLC故障而引起的其它問題，對(duì)就地石膏厚度測(cè)量裝置的依賴性也大大降低。

　　3.4 A、C氧化風(fēng)機(jī)控制邏輯及狀態(tài)完善

　　由于原#5脫硫氧化風(fēng)機(jī)是進(jìn)口設(shè)備，使用年限長(zhǎng)久，機(jī)械故障非常多，風(fēng)機(jī)振動(dòng)大的問題非常嚴(yán)重，嚴(yán)重?zé)o法徹底解決，維護(hù)成本非常高，因此機(jī)械專業(yè)決定先由C氧化風(fēng)機(jī)開始，對(duì)#5脫硫氧化風(fēng)機(jī)逐步進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造。

　　原氧化風(fēng)機(jī)在就地有一套控制裝置，風(fēng)機(jī)啟停控制均可以在就地完成，DCS系統(tǒng)對(duì)風(fēng)機(jī)的控制信號(hào)也是進(jìn)入就地控制箱。本次改造則取消了就地控制回路，DCS系統(tǒng)的控制指令到達(dá)電氣配電室的配電控制箱，由配電箱內(nèi)的電氣回路完成控制盒和狀態(tài)返回，并且就地設(shè)備增加了六個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)和一個(gè)出口排氣電動(dòng)閥的控制需求。

　　因?yàn)镃氧化風(fēng)機(jī)改造時(shí)#5機(jī)組已經(jīng)在運(yùn)行狀態(tài)，脫硫DCS系統(tǒng)無法新增測(cè)溫卡件，而且任何一塊溫度卡已經(jīng)沒有六個(gè)備用通道，因此利用把增加的六個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)分散到兩個(gè)控制DPU的三塊溫度卡上，通過上網(wǎng)通訊的方式送到C氧化風(fēng)機(jī)的控制保護(hù)邏輯。在DCS系統(tǒng)增加出口排氣電動(dòng)閥的控制邏輯，并且與C氧化風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)邏輯一起組態(tài)，同時(shí)完成控制及監(jiān)視畫面的修改，最終完善了C氧化風(fēng)機(jī)控制邏輯及狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)。

　　3.5 日粉倉螺旋給粉機(jī)保護(hù)邏輯完善

　　由于#5脫硫日粉倉螺旋輸送機(jī)會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致電機(jī)處于過流發(fā)熱的狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)燒毀，因此通過與電氣專業(yè)人員及運(yùn)行脫硫主管人員討論，決定在#5脫硫DCS增加#5脫硫日粉倉螺旋輸送機(jī)電機(jī)過流保護(hù)回路，具體運(yùn)行情況如下(A、B邏輯一樣)：

　　對(duì)控制邏輯進(jìn)行了二次優(yōu)化處理：無論自動(dòng)還是手動(dòng)，在每次啟動(dòng)下料系統(tǒng)時(shí)，先開螺旋給料機(jī)一段時(shí)間，以便把螺旋給料機(jī)里面可能存在的石灰石粉先清理干凈，下料閥才具備打開條件，打開進(jìn)行落粉;無論何種運(yùn)行方式下，當(dāng)螺旋給料機(jī)跳閘時(shí)，立刻聯(lián)鎖關(guān)閉下料閥，避免有大量的粉積壓在給料機(jī)里面。增加保護(hù)回路：#5脫硫日粉倉螺旋輸送機(jī)啟動(dòng)后，無論是處于手動(dòng)還是自動(dòng)模式，當(dāng)電機(jī)電流超過5.6A(1.1倍電機(jī)額定電流)時(shí)，DCS保護(hù)回路動(dòng)作，把螺旋輸送機(jī)跳閘，同時(shí)延時(shí)10分鐘后方允許進(jìn)行下一次合閘啟動(dòng)。

　　4 結(jié)束語

　　隨著科技的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)機(jī)組自動(dòng)化控制和環(huán)保排放的要求也越來越高。國(guó)內(nèi)很多機(jī)組脫硫的DCS系統(tǒng)已安裝運(yùn)行多年，同樣存在需要升級(jí)或者改造方面的一些問題，在確保安全和費(fèi)用的前提下，通過改造DCS系統(tǒng)機(jī)柜，徹底解決了DCS控制系統(tǒng)硬件故障及提高控制品質(zhì)，并且在運(yùn)行的過程中能夠逐步完善各項(xiàng)子系統(tǒng)的控制功能，為其它類似的改造提供一定的經(jīng)驗(yàn)和參考。

（轉(zhuǎn)載）