脱硫控制逻辑说明.docx
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脱硫控制逻辑说明
四川维尼纶厂#5和#9燃煤锅炉
烟气脱硫除尘治理工程
控制逻辑说明
(初稿)
同方环境股份有限公司
2009年9月
第一章数据采集系统设计说明
四川维尼纶厂#5和#9燃煤锅炉烟气脱硫除尘治理工程FGD-DCS的DAS系统为运行人员提供主要的设备操作接口以及监视记录手段,运行人员可从DAS中获得大量实时的或经过处理的机组信息,在DAS画面中直接对FGD的绝大多数设备进行操作,并在需要的情况下可获得各种操作指导或操作帮助等各种信息。
1流程图画面结构
DAS流程画面的结构是这样的:
最上面一行为画面名称、报警区域;中间部分为流程图画面显示区;最下面是进入帮助画面的“快捷按键”区及进入相关DAS画面的“快捷按键”区。
流程图顶部中间为本流程图的图号和名称;最左端2个操作区域依次为:
树结构菜单切入操作区,光字报警切入操作区。
用户单击各切入操作区,会弹出各相关显示画面。
光字报警切入操作区除有切入相关画面功能外,还有报警状态显示功能。
例如:
当FGD光字报警画面有报警信号时,各流程画面上的光字报警键会显示红光,当点击按键切入光字报警画面并进行确认后,报警键红光消失。
流程图中部是主画面区,其特点和内容将在后面介绍。
流程图左下部是进入帮助画面的“快捷按键”区。
如果在本流程图显示出来的设备有程控操作,则在画面右下部显示有进入程控操作窗口画面的“快捷按键”。
2流程图画面目录
FGD流程画面含一总目录画面。
由总目录画面可切换到具体的流程图画面中。
另外,也可由操作员键盘的方向按键按预定的顺序切换画面。
#5、#9机组FGD包括以下流程图画面:
编号
名称
1
烟气系统
2
吸收塔系统
3
氧化风机系统
4
石灰石浆液制备系统
5
工艺水系统
6
压缩空气系统
7
事故浆液排放系统
8
初级脱水系统
9
滤液系统
10
真空皮带过滤系统
11
电气系统
12
直流系统
13
不停电电源系统
3显示及操作说明
系统的各流程画面的静态部分按如下规定着色:
烟气管道红色
水管道绿色
压缩空气管道蓝色
油管道黄色
石灰浆液管道褐色
6kV深蓝色
380V黄褐色
直流褐色
接地灰色
主画面上过程参数、阀门、电机等以前景颜色显示,用红、兰、黄、绿等亮色代表不同的状态,如下所列:
1)模拟量的显示:
●正常为绿色平光
●高一限为红色平光
●低一限为黄色平光
●传感器报警或点坏为紫色
●操作员输入为青色
●超时报警为蓝色
●退出扫描为灰色
2)电动门的显示:
●电动门全开为红色平光
●电动门正在开过程为红色闪烁
●电动门全关为绿色平光
●电动门正在关过程为绿色闪烁
●超时故障为黄色
●I/O故障为白色
3)调门的显示:
●手动为天蓝色
●自动为粉红色
4)电机的显示:
●电机运行为红色
●电机停运为绿色
●超时故障为黄色
●I/O故障为白色
5)电气开关的显示:
●开关合闸为红色
●开关断开为绿色
●超时故障为黄色
●I/O故障为白色
4操作面板详细说明
4.1设备操作面板
设备操作面板如下图所示:
设备操作面板共分为3个区域:
1.说明区:
设备名称描述;
2.报警信息区:
黑色背景框,提供4种报警信息指示;
操作面板相同的指示有:
●故障:
设备操作(启/停,开/关)超时故障,操作面板上显示为黄色“操作失败”或“设备跳闸”或“控制失电”,正常时显示为灰色;
●操作允许:
当设备启/停(开/关)操作允许条件满足时,操作面板上分别显示为绿色“启允许”和“停允许”(以马达操作面板为例),不满足时显示为灰色;
●I/O故障:
当设备反馈同时消失或同时存在时,显示白色“设备故障”,否则显示为灰色;
3.操作区:
设备进行启/停(开/关)操作及复位和挂牌操作(马达,电气开关),并指示设备状态;
面板下按钮为操作按钮,进行设备操作。
按钮左边或下边文字为该设备的状态指示,当阀门已开、电机运行、电气开关在合位时,分别显示“全开、已启、已合上”;当阀门已关、电机停止、电气开关在分位时,分别显示“全关、已停、已分开”。
4.2备用操作面板
备用操作面板如下图所示:
在此面板中,切换按钮“确认”、“取消”分别是设备1、2的投切按钮。
若对设备1投主泵,点切换按钮“确认”即可;再点切换按钮“确认”,则设备2自动投主泵。
油泵1、2联锁投入情况,在画面上显示,通过投入操作端“确认”或“取消”执行。
主泵确定、联锁投入后备用泵自动投入热备用。
4.3程控操作说明
程控操作面板如下图所示:
该操作面板要求手动“开始”或“暂停”或“复位”,运行人员针对设备实际情况采取相应方式。
顺控步骤每一步运行情况都要显示在操作端上,同时,每一步运行的倒计时也能显示在时间画面。
当计时结束时,没有分步反馈到位,就发出“故障”指示。
操作面板下方显示顺控的“允许”或“运行”或“结束”或“故障”。
反应顺控运行情况。
5画面图标说明
1启动允许
启动允许:
条件满足时,所列条件前的圆形指示灯为红色,否则为灰色;
2首出
●
跳闸条件不存在时,显示,背景框为绿色;
●
跳闸条件存在时,显示,背景框为红色;
●
跳闸条件为首出时,显示,背景框根据跳闸条件目前是否存在显示相应的颜色;
3软光字报警:
光字牌如上图,各种状态表示:
●报警信号产生时,光字牌红色闪烁;
●经过报警确认,报警信号仍然存在时,光字牌红色平光;
●经过报警确认,报警信号消失时,光字牌恢复为灰色平光;
●无报警时,光字牌灰色平光;
第二章FGD-DCS系统设计及逻辑说明
四川维尼纶厂#5和#9燃煤锅炉烟气脱硫除尘治理工程(FGD)采用奥地利AEE的石灰石-石膏湿法工艺模块化设计进行脱硫。
#5、#9炉共用一套烟气系统、脱硫塔等脱硫装置;监控范围包括:
-烟气系统(所有设备包括风门档板、密封风机、加热器等)。
-二氧化硫吸收系统(所有设备包括脱硫塔、除雾器,氧化风机、浆液排出泵等)。
-石灰石浆液制备系统(所有设备包括石灰石粉仓、石灰石浆液箱、石灰石供浆泵等)。
-石膏脱水系统(所有设备包括石膏浆液漩流器、真空皮带过滤机,滤液箱等)。
-工艺水及压缩空气系统
-脱硫岛电气系统
-各种排水池,集浆池及箱的搅拌器。
脱硫控制系统的监控范围包括整个脱硫工艺系统内的状态参数检测、对象调节及控制。
为了便于设计和维护,FGD-DCS设计的级别由上到下分为功能组、子功能组、子控制组、驱动级模块。
具体逻辑控制说明详见后面的内容。
同方环境设计的脱硫工艺特点:
经过十几个脱硫工程的考验,同方环境总结了一些石灰石-石膏湿法脱硫经验,也得到了众多业主的认可:
1、FGD-DCS控制策略要求:
操作员站、工程师站和历史站按功能分布。
操作员站功能:
对所控制的脱硫装置启停操作,按照设计的联锁逻辑,监控运行设备。
只能针对部分设备投退联锁,具体的内容在逻辑说明中注明。
严禁在操作员模式下,对逻辑内容、联锁投退进行修改,如:
与主机组的联锁保护必须由工程师站控制。
工程师站功能:
包括操作员站全部功能。
按照设计脱硫装置的逻辑说明进行管理,根据运行设备实际情况采取及时的修改,在移交给业主之前所有的修改都由调试单位与DCS厂家共同负责,即移交给业主的FGD-DCS是完整的组态和画面。
与操作员站通过相应用户名和密码切换。
历史站功能:
包括操作员站全部功能。
针对历史记录做相应管理;通过此站与电厂主机组MIS系统链接。
与操作员站通过相应用户名和密码切换。
2、其他注意事项:
A温度保护:
鉴于风机、泵温度保护是做于跳闸条件用的。
所以,需要对每一个温度测点都要增加品质判断和速率判断(>△30℃/s认为是坏点),避免在温度测点跳跃时保护误动。
B整体画面一致性:
在各种功能都能表现出来的前提下,尽量将画面做的简洁、紧凑。
同时,系统之间联系通过管道箭头链接。
C重要的操作增加监护:
主要风机、泵、电气开关、挡板门等设备(如浆液循环泵、脱硫变开关等),启动、停止都要经过“确认”操作端,方可执行。
第三章烟气系统
1FGD烟气系统
涉及的仪表以及设备
59HTA90CP001吸收塔入口烟气压力1(-10KPa~10KPa)
59HTA90CP002吸收塔入口烟气压力2(-10KPa~10KPa)
59HTA90CP003吸收塔入口烟气压力3(-10KPa~10KPa)
59HTA90CT001吸收塔入口烟气温度1(0~200℃)
59HTA90CT002吸收塔入口烟气温度2(0~200℃)
59HTA90CT003吸收塔入口烟气温度3(0~200℃)
59HTA10CF001FGD入口挡板门1出口烟气流量-CEMS(0~500000m3/h)
59HTA10CQ001FGD入口挡板门1出口烟气粉尘浓度
-CEMS(0~1000mg/m3)
59HTA30CF001FGD入口挡板门2出口烟气流量-CEMS(0~500000m3/h)
59HTF30CQ001FGD入口挡板门2出口烟气粉尘浓度
-CEMS(0~1000mg/m3)
59HTA90CQ001FGD入口烟气SO2浓度-CEMS(0~10000mg/m3)
59HTA90CQ002FGD入口烟气O2浓度-CEMS(0~25%)
59HTA90CQ003FGD入口烟气NOx浓度-CEMS(0~1000mg/m3)
59HTD00CQ001FGD出口烟气SO2浓度-CEMS(0~10000mg/m3)
59HTD00CQ002FGD出口烟气O2浓度-CEMS(0~25%)
59HTD00CQ003FGD出口烟气NOx浓度-CEMS(0~1000mg/m3)
59HTD00CQ004FGD出口烟气粉尘浓度-CEMS(0~1000mg/m3)
59HTD00CQ005FGD出口烟气湿度-CEMS(0~100%)
59HTD00CP001FGD出口烟气压力-CEMS(-10~10KPa)
59HTD00CT001FGD出口烟气温度-CEMS(0~200℃)
59HTD00CF001FGD出口烟气流量-CEMS(0~1000000m3/h)
59HTA10AA101FGD入口挡板门1-A(对应#5、#6炉)
59HTA20AA101FGD入口挡板门1-B(对应#7炉)
59HTA30AA101FGD入口挡板门2-A(对应#8炉)
59HTA40AA101FGD入口挡板门2-B(对应#9炉)
59HTA50AA101FGD旁路挡板门1-A(对应#5、#6炉)
59HTA60AA101FGD旁路挡板门1-B(对应#7炉)
59HTA70AA101FGD旁路挡板门2-A(对应#8炉)
59HTA80AA101FGD旁路挡板门2-B(对应#9炉)
59HTD00AA101吸收塔排空电动门
59LBG02AA101吸收塔顶蒸汽加热气动门
59HTW15CP001密封风机出口母管压力(0~10KPa)
59HTW11AN001密封风机1
59HTW12AN001密封风机2
1.1FGD烟气系统启动/停止顺序
启动顺控
启动条件(逻辑与)
1石灰石浆液泵1,2任一台运行
2三台吸收塔循环泵至少两台运行
3三台氧化风机任两台运行
4无FGD请求跳闸
5无FGD跳闸
6FGD旁路挡板门已开
7引风机已启动
步序
1开FGD入口挡板门
反馈:
FGD入口挡板门已开
2延时60s
3FGD旁路挡板门关到70%(模拟量MCS)
反馈:
FGD旁路挡板门开度反馈<72%
手动确认后进行下一步(画面加入按钮)
4关FGD旁路挡板门慢速到0%(MCS)(3分钟)
反馈:
FGD旁路挡板门开度反馈<5%
手动确认后进行下一步(画面加入按钮)
启动顺序在做软件时应该采用步进手段进行操作
停止顺控
自动停:
(逻辑或)
1FGD请求跳闸
2FGD跳闸
步序
1开FGD旁路挡板门
反馈:
FGD旁路挡板门开度反馈>95%
2关FGD入口挡板门
反馈:
FGD入口挡板门已关
2.2FGD跳闸条件
FGD跳闸信号(逻辑或)
1FGD旁路挡板门未开到位且(FGD入口挡板门未开到位)
2引风机停止
3吸收塔入口烟气温度(三取二)>170℃(信号加品质和速率判断且3选2)(延时2s)
4吸收塔入口烟气压力<-0.8KPa(延时5s)
5吸收塔入口烟气压力>0.5KPa(延时5s)
6只有一台吸收塔循环泵运行且延时30分钟
7无吸收塔循环泵运行
2.3FGD请求跳闸条件
请求#5、#9炉MFT(逻辑或)
1FGD旁路挡板门未开到位且(FGD入口挡板门未开到位)
2吸收塔入口烟气温度>180℃(三取二)且FGD入口挡板门未关到位,延时90s
2.4保护和联锁
AFGD入口挡板门:
保护关:
(FGD跳闸或FGD请求跳闸)且FGD旁路挡板门开
FGD入口挡板门的电动执行机构位置反馈作为画面挡板门的显示,挡板门位置行程3取2作为挡板门保护位置反馈。
BFGD旁路挡板门:
保护开:
(逻辑或)
1FGD跳闸
2FGD请求跳闸
(启动FGD旁路挡板门快开联锁)
关允许:
(逻辑与)
1FGD入口挡板门开
画面增加手动快开按钮和复归按钮,与操作台上的快开按钮同样功能,按钮动作后闭锁模拟量开挡板输出最大(20mA),但闭锁模拟量此值不能减小,在操作复归按钮后,解除对模拟量开、关旁路挡板的命令。
FGD旁路挡板门的气动执行机构位置反馈作为画面挡板门的显示,挡板门位置行程3取2作为挡板门保护位置反馈。
2.5密封风机
保护和联锁
A密封风机1:
自动启动:
密封风机1选为主设备且FGD入口挡板门、FGD旁路挡板门中任一挡板关闭
自动停止:
密封风机1选为主设备且FGD入口挡板门、FGD旁路挡板门均打开
B密封风机2:
与密封风机1相同
第四章FGD吸收塔系统
1吸收塔循环泵
涉及的仪表以及设备
59HTD00CL001吸收塔底部液位A
59HTD00CL002吸收塔底部液位B
59HTD00CL901吸收塔底部液位计算值
59HTD00CL003吸收塔顶部液位A
59HTD00CL004吸收塔顶部液位B
59HTD00CL902吸收塔顶部液位计算值
59HTL06CQ001吸收塔石膏浆液密度
59HTF10CP001吸收塔循环泵1入口压力(0~250KPa)
59HTF20CP001吸收塔循环泵2入口压力(0~250KPa)
59HTF30CP001吸收塔循环泵3入口压力(0~250KPa)
59HTF10CT001~6吸收塔循环泵1电机定子温度(0~200℃)
59HTF10CT007~8吸收塔循环泵1电机轴承温度(0~200℃)
59HTF10CT009~10吸收塔循环泵1轴承温度(0~200℃)
59HTF20CT001~6吸收塔循环泵2电机定子温度(0~200℃)
59HTF20CT007~8吸收塔循环泵2电机轴承温度(0~200℃)
59HTF20CT009~10吸收塔循环泵2轴承温度(0~200℃)
59HTF30CT001~6吸收塔循环泵3电机定子温度(0~200℃)
59HTF30CT007~8吸收塔循环泵3电机轴承温度(0~200℃)
59HTF30CT009~10吸收塔循环泵3轴承温度(0~200℃)
59HTF10AP001吸收塔循环泵1
59HTF20AP001吸收塔循环泵2
59HTF30AP001吸收塔循环泵3
59HTF10AA101吸收塔循环泵1入口电动门
59HTF10AA102吸收塔循环泵1入口排放气动门
59HTF10AA103吸收塔循环泵1出口冲洗水气动门
59HTF20AA101吸收塔循环泵2入口电动门
59HTF20AA102吸收塔循环泵2入口排放气动门
59HTF20AA103吸收塔循环泵2出口冲洗水气动门
59HTF30AA101吸收塔循环泵3入口电动门
59HTF30AA102吸收塔循环泵3入口排放气动门
59HTF30AA103吸收塔循环泵3出口冲洗水气动门
59HTL06AA101石膏至密度计气动门
59HTL06AA102石膏至密度计冲洗水气动门
1.1吸收塔浆液液位的测量
吸收塔浆液液位底部是用两个差压变送器进行测量,顶部用两个差压变送器进行测量的。
底部液位的指示值=实测的差压/(9.81*10-3*实测的吸收塔浆液密度)+安装高度(0.6m)
顶部液位的指示值=实测的差压/(9.81*10-3*实测的吸收塔浆液密度)+安装高度(8.2m)
当密度计故障时,实测的密度使用1050kg/m3来代替;密度计的故障是指下列情况发生时的情况:
A石膏至密度计气动门未开
B吸收塔石膏浆液密度计的输出超限(<4mA或>20mA)
C石膏至密度计冲洗水气动门未关
D两台吸收塔排浆泵均未运行
用于联锁的吸收塔液位是59HTD00CL901-吸收塔底部液位。
59HTD00CL901-吸收塔底部液位和59HTD00CL902-吸收塔顶部液位进行比较,当它们之间相差±760mm且超过10分钟时进行报警。
用于指示吸收塔内是否出现发泡的情况。
59HTD00CL901-吸收塔底部液位将用于吸收塔循环泵,吸收塔排浆泵,除雾器等程序控制。
1.2吸收塔循环泵1启动/停止程序
启动顺控
启动条件(逻辑与)
1无吸收塔循环泵1保护动作
2吸收塔液位>8m
步序
1关吸收塔循环泵1入口电动门
关吸收塔循环泵1入口排放气动门
关吸收塔循环泵1出口冲洗水气动门
反馈:
吸收塔循环泵1入口电动门已关
反馈:
吸收塔循环泵1入口排放气动门已关
反馈:
吸收塔循环泵1出口冲洗水气动门已关
2开吸收塔循环泵1入口电动
反馈:
吸收塔循环泵1入口电动已开
3启动吸收塔循环泵1
反馈:
吸收塔循环泵1运行
停止顺控
自动停:
(逻辑与)
1吸收塔循环泵1运行
2吸收塔循环泵1保护动作
步序
1停止吸收塔循环泵1
反馈:
吸收塔循环泵1停止
2关吸收塔循环泵1入口电动门
反馈:
吸收塔循环泵1入口电动门已关
3开吸收塔循环泵1入口排放气动门
反馈:
吸收塔循环泵1入口排放气动门已开
等待时间:
(240s)
4关吸收塔循环泵1入口排放气动门
反馈:
吸收塔循环泵1入口排放气动门已关
5开吸收塔循环泵1出口冲洗水气动门
反馈:
吸收塔循环泵1出口冲洗水气动门已开
等待时间:
(120s)
6关吸收塔循环泵1出口冲洗水气动门
反馈:
吸收塔循环泵1出口冲洗水气动门已关
7开吸收塔循环泵1入口排放气动门
反馈:
吸收塔循环泵1入口排放气动门已开
等待时间:
(240s)
8关吸收塔循环泵1入口排放气动门
反馈:
吸收塔循环泵1入口排放气动门已关
9开吸收塔循环泵1出口冲洗水气动门
反馈:
吸收塔循环泵1出口冲洗水气动门已开
等待时间:
(120s)
10关吸收塔循环泵1出口冲洗水气动门
反馈:
吸收塔循环泵1出口冲洗水气动门已关
1.3吸收塔循环泵2、3启动/停止程序
和吸收塔循环泵1启动/停止程序相同,只要改变条件。
1.4吸收塔循环泵1~3温度保护清单
KKS编码
名称
高报警定值
保护跳闸定值
备注
59HTF10CT009~10
59HTF20CT009~10
59HTF30CT009~10
吸收塔循环泵轴承温度
80℃
85℃
59HTF10CT007~8
59HTF20CT007~8
59HTF30CT007~8
吸收塔循环泵电机轴承温度
90℃
95℃
59HTF10CT001~6
59HTF20CT001~6
59HTF30CT001~6
吸收塔循环泵电机定子温度
150℃
155℃
1.5保护和联锁
A所有的吸收塔循环泵
启动允许:
(逻辑与)
1吸收塔循环泵入口电动门已开
2吸收塔循环泵入口排放气动门已关
3吸收塔循环泵出口冲洗水气动门已关
4吸收塔液位>8m
停允许:
吸收塔循环泵运行
保护停:
(逻辑或)
1吸收塔液位<4m
2吸收塔循环泵运行且此泵入口压力<40KPa延时30s
3吸收塔循环泵温度高高
4吸收塔循环泵保护动作
5吸收塔循环泵运行且此泵入口电动门关
B所有的吸收塔循环泵入口电动门
开允许:
吸收塔循环泵入口排放气动门关
关允许:
吸收塔循环泵停
C所有的吸收塔循环泵入口排放气动门
开允许:
(逻辑与)
1吸收塔循环泵入口电动门关
2吸收塔区集水坑液位<1.5m
3本阀的吸收塔循环泵停止
D所有的吸收塔循环泵出口冲洗水气动门
开允许:
本阀的吸收塔循环泵停止
保护关:
工艺水压力<0.3MPa
2吸收塔排浆泵
涉及的仪表以及设备
59HTD00CL901吸收塔底部液位计算值
59HTD00CL902吸收塔顶部液位计算值
59HTL06CQ001吸收塔石膏浆液密度
59HTL07CQ001吸收塔石膏浆液PH值A
59HTL08CQ001吸收塔石膏浆液PH值B
59HTL01CP001吸收塔排浆泵1入口压力(0~250KPa)
59HTL02CP001吸收塔排浆泵2入口压力(0~250KPa)
59HTL01AP001吸收塔排浆泵1
59HTL02AP001吸收塔排浆泵2
59HTL01AA101吸收塔排浆泵1入口气动门
59HTL01AA102吸收塔排浆泵1出口气动门
59HTL01AA103吸收塔排浆泵1出口冲洗水气动门
59HTL02AA101吸收塔排浆泵2入口气动门
59HTL02AA102吸收塔排浆泵2出口气动门
59HTL02AA103吸收塔排浆泵2出口冲洗水气动门
59HTL04AA101吸收塔排浆泵浆液至老厂渣浆池气动门
59HTL04AA102吸收塔排浆泵浆液至老厂渣浆池冲洗水气动门
59HTL05AA501吸收塔排浆泵至石膏旋流器手动阀
59HTT06AA501吸收塔排浆泵至吸收塔手动阀
59HTL07AA101石膏至PH计气动门
59HTL07AA102石膏至PH计冲洗水气动门
59HTL06AA101石膏至密度计气动门
59HTL06AA102石膏至密度计冲洗水气动门
2.1吸收塔排浆泵1
启动顺控:
自动启
吸收塔排浆泵2跳闸且吸收塔排浆泵1备用投入
启动条件(逻辑与)
1吸收塔排浆泵至石膏旋流器管路畅通(59HTT06AA501关、59HTL05AA501开、59HTL04AA101关)或吸收塔排浆泵到事故浆液箱管路畅通(59HTT06AA501开、59HTL05AA501关、59HTL04AA101关、59HTT21AA504开、59HTT21AA502关)且事故浆液箱液位<10.5m
2吸收塔液位>3m
3无吸收塔排浆泵1故障
4吸收塔排浆泵2停
步序
1关吸收塔排浆泵1入口气动门
关吸收塔排浆泵1出口气动门
关吸收塔排浆泵1出口冲洗水气动门
关石膏至PH计气动门
关石膏至PH计冲洗水气动门
关石膏至密度计气动门
关石膏至密度计冲洗水气动门
反馈: