施耐德Quantum PLC在上海外高桥发电厂烟气脱硫系统中的.doc

施耐德QuantumPLC在上海外高桥发电厂烟气脱硫系统中的应用
望亭发电厂张振江
外高桥发电厂王爱琳
一、摘要
关键字：脱硫氧化二氧化硫石灰石石膏PH值GGHFGD
二、概述
1、电厂现状
上海外高桥发电厂位于上海市浦东新区,长江南岸,北隔长江南港航道与长兴岛相望，电厂南侧为外高桥保税区，西面是外高桥新港区。电厂一期工程装机容量为4×300MW，#1、#2机组于1995年先后投入运行，#3、#4机组分别于1996年、1997年相继投入运行。二期工程装机容量为2×900MW，于1995年投入运行。三期工程装机容量为2×1000MW，目前正值施工高峰，计划2008年两台机组都将投入运行。
2、项目背景
本工程为外高桥电厂二期2×900MW超临界机组的配套工程，设计范围为在外高桥电厂一期4×300MW中#1、#2机组烟囱后新建两套烟气脱硫装置。包括石灰石制备部分、烟气吸收部分、石膏脱水部分、废水处理部分及相应的自动控制系统和电气系统电源供应系统等。
3、行业动态
我国能源以煤碳为主，由煤碳排放的SO2所造成的酸雨危及24个省、市、自治区。随着国民经济的发展和能源的不断增长，我国酸雨问题为得越来越严重，给世界生态环境带来了严重的危害。因此酸雨和SO2污染防治是我国环境保护的工作重点之一。
国家规定，通过发改委审批的新建火电厂，燃煤含硫量在0.7%以上的，必须安装烟气脱硫设施。而目前已投入运行的烟气脱硫项目仅占全国火电装机总容量的2.1%，据数据统计未来几年，还要有3亿千瓦装机的烟气脱硫装置急需投运和建设，因此火电厂烟气脱硫产业将迎来高速成长期。
三、工艺描述
本项目采用湿法石灰石强制氧化脱硫工艺，未处理烟气经FGD进口档板、增压风机、GGH降温后引入吸收塔，吸收塔采用逆流喷雾空塔结构，其下部设有反应槽，来收集未反应的石灰石浆液和已生成的石膏浆液。吸收塔配3台浆液循环泵，以保证塔内合理的液气比；设置2台氧化风机，使塔反应槽内的生成物得到完全氧化。浆液循环泵将反应槽内浆液经雾化器雾化从吸收塔上部喷淋下来与自下而上运动的烟气充分接触并发生化学反应，烟气中的SO2被除去，净化后的烟气经除雾、GGH加热后再由FGD出口档板回到主烟道经烟囱排入大气。石灰石浆液、SO2和鼓入的氧化空气反应生成石膏浆液，主要反应式为：CaCO3+SO2=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2=2CaSO4，参见图1、图2。

图2
图1

浆液输送泵将吸收塔中一定浓度及PH值的石膏浆液输送至石膏浆液箱中暂存，当达到一定量时石膏浆液再通过浆液泵送入对应的石膏浆液旋流器进行预脱水，浓缩后的浆液由旋流器排出至对应的真空皮带脱水机，脱水后的石膏经输送皮带运至石膏仓库中。
脱水产生的废水经废水旋流器分离，一部分进入回收水箱作为补充水被送入吸收塔，循环使用；另一部分进入废水处理系统进行处理。
四、控制系统组成和施耐德解决方案
本烟气脱硫工程主控系统采用ABB贝利的SymphonyDCS系统，共配置8台操作员站、2台工程师站、10台打印机、1＃机脱硫电子间、2＃机脱硫电子间、公共区电子间，所有这些设备通过冗余环网进行通讯，其中石灰石制备部分及废水处理部分采用施耐德QuantumPLC控制平台，通过ModbusPlus实现与DCS环网的通讯，这样操作人员可以在任意操作员站CRT上实现过程监视和控制、报警管理、趋势管理、系统诊断、数据采集和报表、开放系统连接等功能，DCS系统的网络结构见下图3。

图3

下面以石灰石制备部分为例进行说明，本部分配备两套完全独立石灰石处理生产线，可同时满足4×300MW机组在正常工况下脱硫用石灰石的耗量，每条生产线包括石灰石运输及贮存、石灰石磨制、石灰石粉贮存及输送、石灰石浆液配制和相关辅助设备，所有需要控制的设备均要求有自动和手动两种运行方式，主要设备及自动运行条件如下表：
主要设备自动运行条件石灰石运输及贮存斗提机2中间仓料位不高输送皮带2斗提机2运行振动给料机2石灰石仓料位不低
输送皮带2运行斗提机1石灰石仓料位不高输送皮带1斗提机1运行振动给料机1输送皮带1运行石灰石磨制
（重点）斗提机3石灰石粉仓料位不高螺旋输送机斗提机3运行循环风机空气阀开调节阀2、3、4开度布袋收集器差压（PID调节，DCS输出）
热风湿度（PID调节，DCS输出）调节阀1开度热风温度（PID调节）磨机循环风机运行
振动不高
粉仓料位不高
油站运行
热风温度不低称重皮带磨机运行
中间仓料位不低旋转分离器出粒度（预设定）石灰石粉贮存及输送系统输粉阀（1、3、5、7）压力输送器1运行输粉阀（2、4、6、8）压力输送器2运行输粉阀（9、10、20、30）粉斗料位不高输粉阀（11、21、31）
输粉阀（12、22、32）根据选定的粉斗切换浆液配