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1、燃煤锅炉烟气脱硫除尘治理项目自动化与信息控制系统设计方案1.1 概述本工程是中国石化川维厂燃煤锅炉烟气脱硫工程,对川维厂现有的#5和#9燃煤锅炉采用二炉一塔的方式进行石灰石-石膏湿法烟气脱硫。本工程热工自动化设计主要从安全、经济可靠和保证控制系统长期运行等几个方面加以考虑,并针对烟气脱硫工程本身的特点,提供的仪表和控制设备均为代表当今技术的优质设备,并具有最大可靠性、可操作性、可维护性和安全性。本工程热工自动化的设计范围为#5、#9燃煤锅炉脱硫岛范围内FGD装置及其辅助系统的仪表与控制系统的设计。1.2 控制方式和控制室布置1.2.1 控制方式本工程#5和#9燃煤锅炉烟气脱硫系统采用集中控制方
2、式,采用一套PLC控制系统(简称FGD_PLC)。引风机改造设备及脱硫烟气入口挡板、旁路挡板由机组DCS控制系统进行控制。脱硫系统重要参数信号与机组DCS之间采用硬接线方式连接,同时FGD_PLC留有与机组DCS之间的通讯接口。1.2.2 控制室布置本工程脱硫操作员室、电子设备间及工程师室均布置在石灰脱水综合楼7.5m层。在操作员室布置FGD_PLC操作员站及打印机;工程师室布置FGD_PLC工程师站及打印机;电子设备间布置FGD_PLC机柜、电动门配电箱、仪表电源柜等。1.3 热工自动化水平本工程热工自动化设计着重以保证装置安全、可靠的原则出发,在切实可行的基础上采用已经鉴定的新设备和新技术
3、,以满足各种运行工况的要求,确保脱硫系统安全、高效运行。1.3.1 自动化水平脱硫系统自动化水平达到在脱硫操作员室内通过FGD_PLC操作员站对FGD进行集中监控。在少量就地巡检人员的配合下,在操作员室内完成装置的启停及正常工况的监视和调整,异常工况的报警和紧急事故处理。本工程不设置常规显示仪表和报警装置。FGD_PLC主要具备三个功能:数据采集和处理(DAS),模拟量控制(MCS)及开关量顺序控制(SCS)。FGD_PLC的监控范围包括:-FGD装置(烟气系统、SO2吸收系统等);-公用系统(石灰石浆液制备、石膏脱水、浆液排空及回收系统、压缩空气系统等);-其它脱硫岛内工艺系统(如工艺水系统
4、等);-FGD电气系统(包括脱硫变、高低压电源回路的监视和控制以及UPS、直流系统的监视等),具体以电气部分相关要求为准;-烟气检测、成分分析等。1.3.2 FGD_PLC控制系统配置方案FGD_PLC显示与操作系统配置如下:操作员站:2套(每套含21液晶显示器、键盘、鼠标及主机等)工程师站:1套(每套含21液晶显示器、键盘、鼠标及主机等)打印机:记录打印机:1台(A3/A4黑白激光记录打印机)工程师站打印机:1台(A3/A4彩色激光图形打印机)1.3.3 FGD_PLC的初步I/O点数AI:420mA11815VT/C(热电偶)RTD(热电阻)64AO:10DI:736PI:6DO:338合
5、计:1272a)上列I/O数量不包括备用点、I/O分配产生的剩余点以及FGD_PLC内部的硬接线联系点等,供方提供的I/O能力充分考虑上述因素并另加提供15%备用点。b)不同类别的被控对象I/O点数按下表原则进行统计:序号被控对象型式DIDOAIAOPI1电动门322重要电动门423带中间位置电动门32146KV电动机62115400V电动机5216双电控电磁阀227单电控电磁阀218普通电动执行机构(调节型)119重要电动执行机构(调节型,带快开/关)21110普通气动执行机构(调节型)1111重要气动执行机构(三断保护)21(有源)111.4 热工自动化设备选型1.4.1 FGD_PLC控
6、制系统可选用Modicon的Quantum、AB的Controllogix、Siemens的S7等系列进口优质产品,具体型号由业主确认。1.4.2 控制台、柜、箱控制台、FGD_PLC机柜、FGD_PLC电源柜随FGD_PLC配供。热工配电箱、电源柜、保护箱采用技术可靠的国内设备。1.4.3 监测仪表(1)pH值测量系统采用冗余方式, 并提供充裕的自动清洗系统。pH分析仪采用进口优质产品。(2)烟气连续监测系统(CEMS):本工程设置1套烟气连续监测系统(CEMS),采用加热采样式或稀释采样式,FGD入口检测:SO2、O2、烟尘;FGD出口检测:SO2、O2、NOx、烟尘、温度、压力、流量、湿
7、度。烟气连续监测系统测得的数据信号(SO2、O2、NOx、烟尘、温度、压力、流量、湿度)全部通过硬接线方式进入脱硫FGD_PLC中进行监控与计算。同时烟气连续监测系统留有与环保监测站的数据通讯接口。(3)变送器:所有变送器为智能变送器,带HART、零点和满度调整按钮,输出420mADC信号。(4)温度测量:热电阻采用3线制Pt100双支热电阻(分度号Pt100)及不锈钢保护套管。对于轴承等振动部件进行温度测量时采用专用的耐振型双支热电阻。对于烟气测量,测温元件为防磨型、防腐型。所有热电阻其引出线带防水接线盒。用于就地指示选用带刻度的双金属温度计,双金属温度计采用万向型。(5)流量测量:对于烟气
8、流量测量采用威力巴流量计。对于介质为浆液、废水、水的流量测量采用电磁流量计。(6)箱体或筒仓内料液位测量:采用超声波或雷达物位计进行测量。1.4.4 执行机构本工程烟气旁路挡板采用气动执行机构,其他采用一体化电动执行机构。电动执行机构的额定工作电源为380VAC、50HZ。用于自动调节系统的执行机构装有带420mADC输出信号的位置指示变送器和0100标度的就地位置指示器,采用智能一体化进口优质产品。其他用于非调节型电动阀门的电动执行器采用引进技术生产的一体化国产优质产品。1.5 电源和气源1.5.1 电源(1)交流控制电源(220V)采用双路电源进线方式,两路进线电源分别引自FGD专用交流2
9、20V不停电电源(UPS)和事故保安电源。该电源供FGD_PLC、热控仪表等用电。(2)交流动力电源(380V/220V)采用双路电源进线方式,配电箱的两路进线电源分别引自厂用电和事故保安电源。该动力电源供电动门及其他需用380V电源的热控设备用电。1.5.2 气源本工程压缩空气由主厂房引接,在脱硫岛设置储气罐,用于驱动气动执行机构和仪表取样的吹扫。1.6 接地本工程FGD的热控控制系统及装置不设置单独的接地网,采用与电气接地网共用的方式。1.7 热工自动化试验室本工程只考虑添置一部分试验设备,而不考虑设置单独的试验室。1.8 工业电视监控系统本工程为便于监视各个工位的运行状况,设置了一套彩色工业电视监视系统,系统含就地监视镜头和位于脱硫操作员室内的切换记录显示单元。以下提出初步规划的脱硫区域电视监视点清单:#5、#9机组FGD工业电视监视点规划:序号监视区域监视点数备注1FGD烟道区域2变焦距、电动云台2FGD吸收塔区域2变焦距、电动云台3FGD循环泵2变焦距、电动云台4真空皮带脱水机2变焦距、电动云台5石灰粉仓卸料口1变焦距、电动云台6石膏储仓卸料口1变焦距、电动云台7石膏旋流器1变焦距、电动云台8电气配电间1变焦距、电动云台9电子设备间1变焦距、电动云台10脱硫区域全貌1变焦距、电动云台合计:14
限制150内