论文部分内容阅读
摘 要：目前锅炉烟气脱硫中对除雾器冲洗电动阀的控制中广泛使用顺控，但电动阀门有时会发生故障现象，开和关到位反馈信号无法正常反馈给控制系统，进而会影响到其它除雾器冲洗阀门的正常进行；就此，本文针对以上问题根据现场经验总结出一套简单易行的除雾器冲洗阀顺控，并已在现实工程中应用。不但预防除雾器冲洗阀门故障对整个顺控过程的影响，保证除雾器冲洗阀门顺利进行，而且大大减少冲洗水压力的波动，防止供水管路振动大。
关键词：烟气脱硫；冲洗阀；顺控
引言
在锅炉烟气脱硫装置控制中，一般都是使用自动控制系统DCS或PLC实现远程监控，对除雾器冲洗阀门的控制一般都要实现可以就地控制、远程手动控制、远程顺序控制，顺控即按顺序依次实现对电动阀门的开关自动控制，大大减少操作人员工作量。
一、除雾器冲洗阀顺控常规做法
工艺水从工艺水箱经过除雾器冲洗水泵供给冲洗水阀进行冲洗。顺控的常规做法是：每一个阀门受控制系统DCS或PLC输出继电器控制，当开到位或关到位时都各有反馈信号给控制系统。顺控开始后控制系统输出给第一个阀门开指令，阀门1开始执行开过程，需要经过一定时间，完全开到位后，需要持续冲洗一定时间，然后控制系统输出给阀门1关指令，阀门1开始执行关过程，需要经过一定时间，完全关到位后，等待一定时間，然后开始第二个阀门的开关过程控制，依次类推，直到最后一个阀门关闭，冲洗结束。
判断电动阀门开到位或关到位时，如果仅以反馈信号为准，有时是不妥当的，因为电动阀门有时会有过力矩等故障现象的发生，这时阀门是不会执行开或关指令的，如果一直等待下去就会影响到整个除雾器系统阀门的冲洗工作，甚至影响更大到吸收塔液位的高度及整个脱硫系统。
另外，当一个阀门开到位冲洗结束，如果等到关到位后再去开启下一个阀门进行冲洗，则此时除雾器冲洗水泵是一直运行着的，所以这个中间就有一个所有除雾器冲洗阀门全部关闭的时间段，每次顺控关完前一个阀门还未开后一个阀门时产生一次这个时间段，这对除雾器冲洗水泵出口压力是有影响的，导致除雾器冲洗水供水压力不稳定，供水管路振动大。
二、除雾器冲洗阀顺控优化做法
2.1技术方案
顺控开始后第一步是控制系统输出给第一个阀门开指令后，开始计时，一直到设定时间后，顺控认为阀门已开到位（实际上此例中电动阀门的开和关到位正常都是需要23秒），需要计时冲洗一定时间例如10秒，然后第二步控制系统输出给第一个阀门关指令，开始计时，一直到一段时间例如10秒后，顺控认为阀门已关到位（但实际上此阀门此时是半开半关状态，还需要一段时间才能完全关到位），接着第三步控制系统输出给第二个阀门开指令，后续步骤同上第一个阀，依次类推，直到最后一个阀门，除雾器阀门冲洗结束。
而HMI画面上对阀门的显示依然使用开到位和关到位，包括阀门故障的报警，这样操作人员监控数据起来比较直观，只是在顺控中即自动控制中采用时间计时方式来判断冲洗电动阀门的开到位和关到位。
2.2具体做法
下面以某电厂石灰石湿法脱硫项目除雾器冲洗阀门的顺控为例进行详细说明，除雾器阀门采用电动阀门，分三级，每级4个阀门，共12个阀门。使用工艺水进行冲洗，两台除雾器冲洗水泵是一用一备，控制系统采用DCS系统，
HMI中对应顺控面板中含程启、暂停、复位、程启的条件状态显示、自动启动条件状态显示、每步计时进行时间、距离下一步的时间、当前进行的步数以及每一步的文字描述等。
DCS控制器算法中利用专用顺控程控功能块，定义为步数为24（因为每一个阀分为开和关两个步），在HMI中点击程启后，顺控开始执行，第1步DCS算法中程控功能块的相应命令输出数组第1位经过脉冲后连接至第1个阀门的自动开指令处，第1个计时器开始计时，一直到23秒后，算法程控中认为此阀门已开到位（实际上此例中电动阀门的开和关到位正常都是需要23秒），再继续计时到冲洗时间10秒后，计时结束，结果反馈给程控功能块的相应反馈数组第1位；然后程控功能块的相应命令输出数组第2位经过脉冲后连接至第1个阀门的自动关指令处，第2个计时器开始计时，一直到10秒后，算法程控中认为此阀门已关到位（但实际上阀门还需要13秒才能完全关到位），计时结束，结果反馈给程控功能块的相应反馈数组第2位。接着第3步DCS中程控功能块的相应命令输出数组第3位经过脉冲后连接至第2个阀门的自动开指令处，后续步骤原理同上第1个阀，依次类推，直到最后一个阀门即第12个阀对应第24步结束，除雾器冲洗阀门一个周期冲洗结束。
阀门开和关两个过程的时间都设为变量，是可以在线修改的。
三、结束语
这种简单实用的除雾器阀门顺控，避免因阀门故障时顺控无法进行，不能及时进行除雾器冲洗，同时克服除雾器冲洗水泵运行时冲洗水阀门每次顺控关完前一个阀门还未开后一个阀门的时刻，导致的除雾器冲洗水供水管路振打大的现象。
优点及积极效果是：由于采用时间计时的方式来判断电动阀门的开到位和关到位，所以就避免了阀门故障时等待不前的情况，避免影响到其它除雾器冲洗阀门开关的正常进行（此时即使阀门实际发生故障没有打开或者关闭，最多是经历一个阀门的开过程及完全开到位的时间，对系统影响不大）；同时，因为在前一个阀门还没有完全关闭时就开始打开后一个阀门，所以就避免了在正常顺控冲洗时，由于存在除雾器冲洗水泵运行时冲洗水阀门全关的时刻导致的除雾器冲洗水供水压力波动较大的情况，保证除雾器冲洗水出口压力的稳定性。
综上所述，对于此种控制设计，本优化顺控解决了除雾器冲洗水阀门发生故障时，其它冲洗阀门照常进行，同时还解决了除雾器冲洗水供水压力波动较大供水管路振动大的问题。
参考文献：
[1] 李琰.烟气脱硫系统改造中基于DCS的除雾器冲洗系统的应用[J].产业与科技论坛，2017，16（01）：157-158.
[2]蔡奇原.高层总部办公楼设计——广州百达丰总部基地设计[J].低碳世界，2019，9（03）：154-155.
[3]吴其荣，喻江涛，周川雄，杜云贵.燃煤电厂除雾器技术的应用与发展趋势分析[J].四川环境，2018，37（05）：125-130.
[4]胡强，王济平.湿法烟气脱硫系统除雾器流场仿真及优化设计[J].资源节约与环保，2018（09）：5.
[5]贺志超，毕文剑，罗坤，樊建人.导流板对脱硫塔除雾器前烟气流场的优化模拟[J].能源与环境，2018（03）：8-10+13.
关键词：烟气脱硫；冲洗阀；顺控
引言
在锅炉烟气脱硫装置控制中，一般都是使用自动控制系统DCS或PLC实现远程监控，对除雾器冲洗阀门的控制一般都要实现可以就地控制、远程手动控制、远程顺序控制，顺控即按顺序依次实现对电动阀门的开关自动控制，大大减少操作人员工作量。
一、除雾器冲洗阀顺控常规做法
工艺水从工艺水箱经过除雾器冲洗水泵供给冲洗水阀进行冲洗。顺控的常规做法是：每一个阀门受控制系统DCS或PLC输出继电器控制，当开到位或关到位时都各有反馈信号给控制系统。顺控开始后控制系统输出给第一个阀门开指令，阀门1开始执行开过程，需要经过一定时间，完全开到位后，需要持续冲洗一定时间，然后控制系统输出给阀门1关指令，阀门1开始执行关过程，需要经过一定时间，完全关到位后，等待一定时間，然后开始第二个阀门的开关过程控制，依次类推，直到最后一个阀门关闭，冲洗结束。
判断电动阀门开到位或关到位时，如果仅以反馈信号为准，有时是不妥当的，因为电动阀门有时会有过力矩等故障现象的发生，这时阀门是不会执行开或关指令的，如果一直等待下去就会影响到整个除雾器系统阀门的冲洗工作，甚至影响更大到吸收塔液位的高度及整个脱硫系统。
另外，当一个阀门开到位冲洗结束，如果等到关到位后再去开启下一个阀门进行冲洗，则此时除雾器冲洗水泵是一直运行着的，所以这个中间就有一个所有除雾器冲洗阀门全部关闭的时间段，每次顺控关完前一个阀门还未开后一个阀门时产生一次这个时间段，这对除雾器冲洗水泵出口压力是有影响的，导致除雾器冲洗水供水压力不稳定，供水管路振动大。
二、除雾器冲洗阀顺控优化做法
2.1技术方案
顺控开始后第一步是控制系统输出给第一个阀门开指令后，开始计时，一直到设定时间后，顺控认为阀门已开到位（实际上此例中电动阀门的开和关到位正常都是需要23秒），需要计时冲洗一定时间例如10秒，然后第二步控制系统输出给第一个阀门关指令，开始计时，一直到一段时间例如10秒后，顺控认为阀门已关到位（但实际上此阀门此时是半开半关状态，还需要一段时间才能完全关到位），接着第三步控制系统输出给第二个阀门开指令，后续步骤同上第一个阀，依次类推，直到最后一个阀门，除雾器阀门冲洗结束。
而HMI画面上对阀门的显示依然使用开到位和关到位，包括阀门故障的报警，这样操作人员监控数据起来比较直观，只是在顺控中即自动控制中采用时间计时方式来判断冲洗电动阀门的开到位和关到位。
2.2具体做法
下面以某电厂石灰石湿法脱硫项目除雾器冲洗阀门的顺控为例进行详细说明，除雾器阀门采用电动阀门，分三级，每级4个阀门，共12个阀门。使用工艺水进行冲洗，两台除雾器冲洗水泵是一用一备，控制系统采用DCS系统，
HMI中对应顺控面板中含程启、暂停、复位、程启的条件状态显示、自动启动条件状态显示、每步计时进行时间、距离下一步的时间、当前进行的步数以及每一步的文字描述等。
DCS控制器算法中利用专用顺控程控功能块，定义为步数为24（因为每一个阀分为开和关两个步），在HMI中点击程启后，顺控开始执行，第1步DCS算法中程控功能块的相应命令输出数组第1位经过脉冲后连接至第1个阀门的自动开指令处，第1个计时器开始计时，一直到23秒后，算法程控中认为此阀门已开到位（实际上此例中电动阀门的开和关到位正常都是需要23秒），再继续计时到冲洗时间10秒后，计时结束，结果反馈给程控功能块的相应反馈数组第1位；然后程控功能块的相应命令输出数组第2位经过脉冲后连接至第1个阀门的自动关指令处，第2个计时器开始计时，一直到10秒后，算法程控中认为此阀门已关到位（但实际上阀门还需要13秒才能完全关到位），计时结束，结果反馈给程控功能块的相应反馈数组第2位。接着第3步DCS中程控功能块的相应命令输出数组第3位经过脉冲后连接至第2个阀门的自动开指令处，后续步骤原理同上第1个阀，依次类推，直到最后一个阀门即第12个阀对应第24步结束，除雾器冲洗阀门一个周期冲洗结束。
阀门开和关两个过程的时间都设为变量，是可以在线修改的。
三、结束语
这种简单实用的除雾器阀门顺控，避免因阀门故障时顺控无法进行，不能及时进行除雾器冲洗，同时克服除雾器冲洗水泵运行时冲洗水阀门每次顺控关完前一个阀门还未开后一个阀门的时刻，导致的除雾器冲洗水供水管路振打大的现象。
优点及积极效果是：由于采用时间计时的方式来判断电动阀门的开到位和关到位，所以就避免了阀门故障时等待不前的情况，避免影响到其它除雾器冲洗阀门开关的正常进行（此时即使阀门实际发生故障没有打开或者关闭，最多是经历一个阀门的开过程及完全开到位的时间，对系统影响不大）；同时，因为在前一个阀门还没有完全关闭时就开始打开后一个阀门，所以就避免了在正常顺控冲洗时，由于存在除雾器冲洗水泵运行时冲洗水阀门全关的时刻导致的除雾器冲洗水供水压力波动较大的情况，保证除雾器冲洗水出口压力的稳定性。
综上所述，对于此种控制设计，本优化顺控解决了除雾器冲洗水阀门发生故障时，其它冲洗阀门照常进行，同时还解决了除雾器冲洗水供水压力波动较大供水管路振动大的问题。
参考文献：
[1] 李琰.烟气脱硫系统改造中基于DCS的除雾器冲洗系统的应用[J].产业与科技论坛，2017，16（01）：157-158.
[2]蔡奇原.高层总部办公楼设计——广州百达丰总部基地设计[J].低碳世界，2019，9（03）：154-155.
[3]吴其荣，喻江涛，周川雄，杜云贵.燃煤电厂除雾器技术的应用与发展趋势分析[J].四川环境，2018，37（05）：125-130.
[4]胡强，王济平.湿法烟气脱硫系统除雾器流场仿真及优化设计[J].资源节约与环保，2018（09）：5.
[5]贺志超，毕文剑，罗坤，樊建人.导流板对脱硫塔除雾器前烟气流场的优化模拟[J].能源与环境，2018（03）：8-10+13.