循環(huán)流化床鍋爐是一種環(huán)保型鍋爐，但隨著環(huán)境治理要求的進(jìn)一步加深，其SO2排放量仍無(wú)法達(dá)標(biāo)。石家莊東方熱電股份有限公司熱電三廠為保護(hù)環(huán)境，減少SO2對(duì)大氣的污染，決定對(duì)#4(75t/h)、#5(135t/h)循環(huán)流化床鍋爐建設(shè)爐內(nèi)噴鈣脫硫系統(tǒng)，采用三菱FX2N型PLC作為操作控制系統(tǒng)。
一 系統(tǒng)工藝流程
對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行脫硫處理，目前一種普遍采用的方法是將脫硫劑(石灰石粉：粒徑0～2mm，比重約1.4t/m3)通過(guò)送粉管道從爐前二次風(fēng)口送入鍋爐爐膛中與煤一起燃燒，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成CaSO4，達(dá)到脫硫目的。系統(tǒng)工藝流程路線如下：
(1)石灰石粉→粉倉(cāng)→粉倉(cāng)插板閥→粉倉(cāng)旋轉(zhuǎn)給料閥→緩沖罐→緩沖罐插板閥→緩沖罐旋轉(zhuǎn)給料閥→噴料泵→送粉管路→爐前檢修隔斷門→爐膛；
(2)空氣→羅茨風(fēng)機(jī)→電動(dòng)蝶閥→噴射泵→送粉管路(另一路送氣化風(fēng))→爐前檢修隔斷門→爐膛；
(3)氣化風(fēng)→空氣加熱器(有旁路閥)→氣化風(fēng)環(huán)管→氣化板→粉倉(cāng)→布袋除塵器。
該系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用雙路聯(lián)調(diào)送粉方式，每臺(tái)爐由兩路送粉設(shè)備裝置及管路將石灰石粉送入爐膛。送粉量由PLC根據(jù)每臺(tái)爐SO2監(jiān)測(cè)裝置所提供的信號(hào)對(duì)該爐的旋轉(zhuǎn)給料閥實(shí)行變頻聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)。
二 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施
整個(gè)控制系統(tǒng)由一臺(tái)中控室內(nèi)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)(操作員/工程師站)、一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制站 FX2N型PLC-128MR、并配以4個(gè) FX2N-4A/D數(shù)據(jù)采集模塊、一個(gè) FX2N-4D/A模擬數(shù)據(jù)輸出模塊和4臺(tái)變頻給粉裝置組成。監(jiān)控計(jì)算機(jī)主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)煔獗O(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)的SO2參數(shù)值和對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作和故障監(jiān)測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)控制站根據(jù)SO2含量對(duì)送粉量進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)操作，并與上位機(jī)采用RS-485進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。
現(xiàn)場(chǎng)控制站配置見附圖。
1. FX2N-128MR現(xiàn)場(chǎng)控制站
FX2N-128MR現(xiàn)場(chǎng)控制站是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，其運(yùn)算處理速度：基本指令0.08µs/指令，應(yīng)用指令1.52～100µs/指令，輸入輸出總點(diǎn)數(shù)256點(diǎn)，最大存儲(chǔ)容量16k步，內(nèi)置存儲(chǔ)器容量8k步，順控指令27條，步進(jìn)梯形圖指令2條，應(yīng)用指令128種，298個(gè)。 FX2N-4A/D數(shù)據(jù)采集模塊：接受4～20mA電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸送給PLC。 FX2N-4D/A模擬數(shù)據(jù)輸出模塊：將PLC發(fā)出的控制量數(shù)值轉(zhuǎn)化為4～20mA電流信號(hào)輸入到變頻器控制旋轉(zhuǎn)給料閥。
2. 噴鈣脫硫系統(tǒng)的啟動(dòng)和控制
噴鈣脫硫系統(tǒng)可采用三種方式進(jìn)行啟動(dòng)。
(1)方式一：自動(dòng)啟動(dòng)
將各就地設(shè)備的控制箱切換至“遠(yuǎn)方”位置，在顯示器屏上點(diǎn)擊“全自動(dòng)啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)將按下列順序啟動(dòng)設(shè)備。
(a)啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)延時(shí)12s，開始下一步，否則報(bào)警；
(b)自動(dòng)打開風(fēng)機(jī)后電動(dòng)蝶閥開到預(yù)定位置時(shí)，開始下一步，否則12s后報(bào)警；
(c)此時(shí)空氣母管壓力下降至運(yùn)行I值(調(diào)試確定)。啟動(dòng)緩沖罐下旋轉(zhuǎn)給料閥緩慢升速至第一設(shè)定轉(zhuǎn)速(調(diào)試確定)運(yùn)行l(wèi) 2s；
(d)啟動(dòng)緩沖罐上粉倉(cāng)旋轉(zhuǎn)給料閥，并接通緩沖罐料位控制回路；
(e)接通SO2監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)回路，通過(guò)PLC控制緩沖罐下旋轉(zhuǎn)給料閥轉(zhuǎn)速，使SO2測(cè)量值達(dá)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值(<1200mg／m3)，此時(shí)空氣母管的壓力要上升至運(yùn)行II值；
(f)啟動(dòng)電加熱器，并將溫度調(diào)至設(shè)定值。
(2)方式二：遠(yuǎn)方操作啟動(dòng)
各就地設(shè)備控制箱的切換開關(guān)切至“遠(yuǎn)方”位置。設(shè)備啟動(dòng)順序與方式與上述完全相同，只不過(guò)是由設(shè)備操作人員在主控室CRT前利用鼠標(biāo)按程序提示框逐一進(jìn)行啟動(dòng)操作。
(3)方式三：就地操作啟動(dòng)
各就地設(shè)備控制箱的切換開關(guān)切至“就地”位置，此時(shí)設(shè)備的啟動(dòng)順序不受限制，由操作人員任意啟動(dòng)，但若不是特殊情況，不采用此工作方式，因?yàn)樵摲绞郊词箚?dòng)設(shè)備也不會(huì)實(shí)現(xiàn)PLC聯(lián)調(diào)，達(dá)不到系統(tǒng)的使用目的。
3. 噴鈣脫硫控制系統(tǒng)的運(yùn)行
(1)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)顯示的狀態(tài)參數(shù)有：粉倉(cāng)料位、羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、電動(dòng)蝶閥狀態(tài)、下旋轉(zhuǎn)給料閥轉(zhuǎn)速、上旋轉(zhuǎn)給料閥運(yùn)行狀態(tài)(停止、運(yùn)行交替顯示)、緩沖罐料位、煙氣SO2值、空氣加熱后溫度、PLC運(yùn)行狀態(tài)指示、噴鈣量。
(2)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可將各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及SO2值實(shí)現(xiàn)采集、存儲(chǔ)、通信打印、圖形顯示等功能，各項(xiàng)功能可在CRT人機(jī)界面上利用菜單命令來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(a)數(shù)據(jù)采集：通過(guò)畫面中的按鈕設(shè)定數(shù)據(jù)，通過(guò)PLC的A/D模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
(b)結(jié)果顯示：將通過(guò)PLC的A/D模塊采集到的數(shù)據(jù)顯示到畫面中；
(c)狀態(tài)顯示：通過(guò)PLC與組態(tài)的通信將結(jié)果狀態(tài)在畫面中顯示；
(d)故障報(bào)警：當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，報(bào)警畫面自動(dòng)彈出，查看出現(xiàn)故障的地方；
(e)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：通過(guò)設(shè)定后，設(shè)定的數(shù)據(jù)將自動(dòng)存儲(chǔ)到系統(tǒng)中去；
(f)生成報(bào)表：可用工具欄中的按鈕查看報(bào)表；
(g)圖形顯示：加上運(yùn)行狗(watch-dog)之后，啟動(dòng)系統(tǒng)就可顯示圖形畫畫，從而從畫面中監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)；
(h)打?。哼x擇需要打印的內(nèi)容點(diǎn)擊工具欄上的打印按鈕就可打??；
(i)內(nèi)部通信：通過(guò)SC09通信電纜完成PLC與電腦的組態(tài)通信。
(3)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的聯(lián)鎖保護(hù)邏輯關(guān)系
La當(dāng)運(yùn)行羅茨風(fēng)機(jī)因故停運(yùn)時(shí)，自動(dòng)投入備用風(fēng)機(jī)，否則3s后自動(dòng)執(zhí)行事故停機(jī)程序；
Lb當(dāng)某套送粉裝置的下旋轉(zhuǎn)給料閥停運(yùn)時(shí)，自動(dòng)解列聯(lián)調(diào)方式變?yōu)閱握{(diào)方式，并停止該套送粉裝置；
Lc當(dāng)送粉裝置的下旋轉(zhuǎn)給料閥轉(zhuǎn)速超設(shè)定值，但SO2的值不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，報(bào)警；
Ld當(dāng)某套送粉裝置的上旋給料閥停運(yùn)時(shí)，直至下料位報(bào)警延時(shí)12s后停止下旋給料閥并自動(dòng)解列聯(lián)調(diào)方式變?yōu)閱握{(diào)方式；
Le當(dāng)風(fēng)機(jī)電動(dòng)蝶閥誤關(guān)時(shí)，3s內(nèi)應(yīng)啟動(dòng)設(shè)備用羅茨風(fēng)機(jī)并打開備用羅茨風(fēng)機(jī)后的電動(dòng)蝶閥，并停止本風(fēng)機(jī)運(yùn)行，否則進(jìn)入事故停機(jī)程序；
Lf空氣電加熱器的啟動(dòng)、停止，只需實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方就地操作和溫度顯示以及故障停運(yùn)報(bào)警即可，不必加入聯(lián)鎖；
Lg當(dāng)空氣分支管壓力值超過(guò)高值(調(diào)試時(shí)定)報(bào)警并延時(shí)3s停下旋轉(zhuǎn)給料閥，然后進(jìn)入邏輯Lb程序；
Lh當(dāng)空氣分支管壓力值低于低壓值(調(diào)試時(shí)定)時(shí)，執(zhí)行邏輯La程序；
Li當(dāng)下旋轉(zhuǎn)給料機(jī)轉(zhuǎn)速升至第二設(shè)定轉(zhuǎn)速(調(diào)試時(shí)確定)時(shí)報(bào)警。
4. 噴鈣脫硫控制系統(tǒng)的停止
(1)正常停止
當(dāng)鍋爐機(jī)組按計(jì)劃停機(jī)時(shí)要先將脫硫系統(tǒng)停止運(yùn)行。若需#4、#5爐都停的話，后停的脫硫系統(tǒng)要將粉倉(cāng)內(nèi)的石灰粉用完，然后再停止運(yùn)行，可采用微機(jī)自動(dòng)停止和人工控制停止兩種辦法，其順序是一致的。其步驟如下：
(a)停止某臺(tái)爐兩套送粉裝置緩沖罐的上旋轉(zhuǎn)給料閥運(yùn)行，不再向緩沖罐送料；
(b)緩沖罐內(nèi)料位降至低料位報(bào)警值后，讓其依靠聯(lián)鎖自動(dòng)動(dòng)作停止下旋轉(zhuǎn)給料閥的運(yùn)行；
(c)關(guān)閉運(yùn)行羅茨風(fēng)機(jī)出口管路的電動(dòng)蝶閥；
(d)切斷運(yùn)行羅茨風(fēng)機(jī)與備用羅茨風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖回路，將運(yùn)行的羅茨風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行；
(e)就地關(guān)閉該爐系統(tǒng)裝置的手動(dòng)插板，手動(dòng)檢修隔斷門。
(2)事故停止
當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備在運(yùn)行當(dāng)中出現(xiàn)前面 La、Le所提及的故障情況時(shí)，系統(tǒng)要轉(zhuǎn)入事故停機(jī)程序，各臺(tái)設(shè)備順序停機(jī)之間需要延時(shí)，停機(jī)步驟如下：
(a)停止該爐兩套送粉裝置的下旋轉(zhuǎn)給料閥運(yùn)行。
(b)停止該爐兩套送粉裝置的上旋轉(zhuǎn)給料閥運(yùn)行。
(c)解列運(yùn)行及備用風(fēng)機(jī)間的聯(lián)鎖，停止運(yùn)行的羅茨風(fēng)機(jī)。
三 應(yīng)用體會(huì)
東方熱電三廠脫硫PLC控制系統(tǒng)自投運(yùn)以來(lái)，性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，經(jīng)過(guò)2年多運(yùn)行，從未出現(xiàn)過(guò)故障，基本不需要維護(hù)。 FX2N型PLC小型化、高性能，適合此種環(huán)?？刂葡到y(tǒng)的應(yīng)用改造。隨著對(duì)供熱鍋爐環(huán)保要求的不斷提高，該系統(tǒng)將擁有良好的開發(fā)前景。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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