1、 第 1 页 共 33 页 目 录 目 录 . 1 1 逻辑设计说明概述 . 2 1.1 设计原则 . 2 1.2 控制范围 . 2 2 FGD 控制功能概述 . 2 2.1 控制方式 . 2 2.2 控制流程 . 4 3 设备控制逻辑概述 . 8 3.1 烟气系统 . 8 3.2 工艺水系统 . 11 3.3 石灰石浆液制备及输送系统 .12 3.4 真空脱水系统 .18 3.5 事故浆液池系统 .22 3.6 吸收塔氧化风系统(以氧化风机 A 为例,氧化风机 B 参照 A) .23 3.7 吸收塔浆液循环泵系统(以循环泵 A 子系统为例, B/C/D 参照 A) .23 3.8 吸收塔除雾
2、器系统 .25 3.9 石膏排出系统(以石膏排出泵 A 子系统为例) .27 4 模拟量控制 .30 4.1 FGD 吸收塔供浆门调节 .30 4.2 真空皮带脱水机滤饼厚度控制 .31 5 脱硫系统常用计算公式 .32 5.1 烟气流量的计算公式(通用) .32 5.2 吸收塔石膏浆液密度的计算公式(通用) .32 5.3 吸收塔液位的计算公式(通用) .32 5.4 烟气 SO2 折算浓度和脱硫率计算公式(通用) .33 第 2 页 共 33 页 1 逻辑设计说明概述 1.1 设计原则 满足 FGD 系统标书和技术规范书的要求,保证 FGD 系统连续 稳定正常 运行。 1.2 控制范围 山
3、东润泽化工有限公司 300 万吨 /年重质油综合利用项目(一期)动力站烟气脱硫 工程FGD 系统 主要将 排入大气的锅炉烟气中的 SO2除去 ,达到 国家排放标准,从而保护环境 。 2 FGD 控制功能概述 2.1 控制方式 FGD 系统有程序 顺序 控制、 联锁 保护 控制、 PID 自动调节控制、 手动 控制 四 种控制方式。在现场设备状态正常的情况下, 程序 顺序 控制 和 PID 自动调节控制 为系统的最佳控制方式,在此方式下,设备的空载运行时间最短,操作员的操作步序最少 ,但设备的动作必须受启动或停止条件的限制,条件不满足,则不能启动 程序 顺序 控制 或 PID 自动调节控制 。
4、联锁 保护控制 方式是对要启动的 工艺 流程中设备 进行程序自动联锁保护的控制 , 以便最大限度地自动保护好系统设备不让设备缺陷扩大 , 要求设备启动 或停止 前须 处于 远控位置 ,此种控制方式下设备动作的优先级最高,不受启动或停止的条件限制 。 手动 控制是 由运行操作人员直接通过操作站对设备进行 一对一启动 或停止操作 ,此方式 下,设备也必须受启 动或停止条件的限制,条件不满足,则不能启动 程序 顺序 控制 或 PID 自动调节控制 。 另外, FGD 控制系统提供的 调试 方式一般只在控制系统出现比较大的故障 、 处于调试期 或设备维修 的时候采用 ,一般正常运行期间禁止使用,因为此
5、时设备完全不受 启停条件和联锁保护的限制,有可能造成设备损坏或故障进一步扩大化 。 2.1.1 基本原则 逻辑组态时,应遵循以下基本原则: 1. 泵带液位时,保护停和允许启 2. 泵带压力时,泵运行后延时低压保护停,低压联锁启,高压保护停 3. 冲洗门与 排净门 ,不纳入保护条件,只作为允许启条件 4. 水泵出口门,泵启延时联锁开,泵停联锁关 5. 浆 液泵出口门,泵启延时联锁开 6. 保护不经过允许条件,其它都需经过允许条件才能发出 7. 尽量使用联锁,能用联锁实现的不用顺控 8. 设备的保护停优先权最高,不需任何条件,只要信号一来,则无条件发停止指令。 9. 设备自动停止指令优先权高于自动
6、启动,自动启动 /停止指令优先权高于操作员手动启动 /停止。 10. 自动启动 /停止和操作员手动启动 /停止指令必需经过允许条件才能发出。 11. 顺控启动 /停止指令优先权可同自动启动 /停止,但信号必需是脉冲,不能用长信号。 12. 设备的保护停,故障停(不是由于 DCS 发指令停止的)应报警。 13. 泵出口系统的压力低报警应与泵 运行信号相与逻辑。 14. 启动和停止允许条件为所有条件相与,保护关停条件为所有条件相或。 15. 与液位等参数联锁启动的设备最好加一联锁投入开关 LK ON/OFF,例如搅拌器、排水坑泵、挡板密封空气加热器(密封风机运行和温度)。 第 3 页 共 33 页
7、 16. 对于双挡板或三挡板来说,设备保护可取 三取二 或二取一,设备允许条件则应取全部。 17. 首先作好单个设备或阀门的控制,一定要考虑周到,其次再作好单个主设备连同附属设备和阀门的小顺控,再作分系统顺控,最后作好整个系统的大顺控,关键是要作好单个设备或阀门的控制。 18. 顺控每一步都可设运行时间,超过此时间即为失 败,则顺控复位退出,并报警,顺控也可手动复位。顺控延时通过反馈来实现,不作进指令中。 19. 对于互为备用的 A/B 两台泵,在启动之前需要预选的情况时,一般按默认情况下以 A 泵被预选, B 泵备用,并做一个自动切换逻辑,就是若一台泵有如下几种情况时则自动选择另一台泵,即泵
8、处于就地、 故障、控制电源消失等。 2.1.2 画面颜色定义 1. 设备和阀门: 开 /运行 红色 关 /停止 绿色 故障 黄色 包括电源故障,开 /启故障,关 /停故障,就地,禁操 2. 管道颜色 蒸汽 红色 空气 蓝色 浆液 灰色 工艺水 绿色 2.1.3 数据有效位及单位 1. PH 值,烟气量, NOX, SO2,灰尘,所有压力,差压, 保留一位小数; 2. 烟气压力包括除雾器压力,单位都用 Pa,其余都用 Kpa; 2.1.4 画面风格 1. 如果脱硫 DCS 与主机一致,则脱硫画面风格和要求以及组态方式和习惯也和主机保持一致。 2. 如果设备参数过多,可放在弹出小画面上,例如循环泵
9、温度, CEMS 参数等。 3. 所有有模拟量液位的箱罐,都可做有色液柱,并根据实际箱罐高度填充,当液位高、低报警时,其填充颜色变化,一般用红色。 4. FGD 保护等重要设备和联锁保护应做首出和允许条件项。 5. FGD 保护信号必须在 FGD 投入 才有效,在画面上显示 FGD 投入 /退出信号,并做 FGD 保护信号的首出画面。 第 4 页 共 33 页 2.2 控制流程 当锅炉负荷小于 40%BMCR 工况时, 相应 装置旁路运行, 相应原烟气挡板关闭, 以保护橡胶衬里不受烟气中未燃尽油和其他污染物的破坏;当锅炉负荷大于 40%BMCR 工况时,可以 打开原烟气挡板关闭旁路 装置 。
10、FGD 系统的启动流程为:工艺水系统 压缩空气系统 石灰石浆液制备 及 输送系统 吸收塔 系统 石膏脱水系统 。 FGD 系统的停止流程为: 吸收塔 系统 石灰石浆液输送系统 石灰石 浆液制备系统 石膏脱水系统 压缩空气系统 工艺水系统。各子系统 内有相应的子流程来实现子系统的启停。 2.2.1 FGD 短时停运(停运几个小时)及启动步骤: 短时停运需要运转设备包括:挡板密封风机、吸收塔搅拌器、 石膏排出泵 、除雾器、石灰石浆液制备系统、石灰石浆液供给系统、 石灰石浆液箱 搅拌器、排水坑搅拌器及排 出 泵、事故浆液池搅拌器及排出泵、石膏脱水系统及工艺水系统。 短时停运步序: 停止制浆系统 启动
11、烟气关闭程序; 打开 FGD 旁路挡板;(逐步打开旁路,同时将动叶角度关小,直至挡板门全开,动叶角度最小0%,将旁路挡板电源切除) 关闭 FGD 进口挡板; 打开吸收塔通风挡板,并切断电源; 关 闭 FGD 出口挡板,并切断电源; 吸收塔循环泵启动关闭程序; 停氧化风机; 冲洗 PH 测定仪约 20 秒钟; 短时停运后启动步序: 启动氧化风机; 启动吸收塔循环泵; 启动吸收塔循环泵后,即启动烟气系统; 打开 FGD 出口烟气挡板; 关闭吸收塔通风挡板; 打开 FGD 进口烟气挡板; 关闭旁路挡板; 如石膏浆液浓度 1140Kg/m3, 启动真空脱水系统 . 第 5 页 共 33 页 2.2.2
12、 FGD 短期停运(停运 2天以上)及启动步骤: 短时停运需要运转设备包括:挡板密封风机、吸收塔搅拌器、 石膏排出泵 、除雾器、 石灰石浆液箱 搅拌器、排水坑搅拌器及排除泵、事故浆 液池搅拌器及排出泵、工艺水系统。 停运前所有浆液管道斗必须冲洗,第一个系统冲洗完毕之后才能冲洗其余的系统。 短期停运步序: 启动石灰石浆液制备系统关闭程序;(停运前两小时以上) 石灰石浆液输送泵启动关闭程序; 启动烟气关闭程序; 打开 FGD 旁路挡板; 关闭 FGD 进口挡板; 打开吸收塔通风挡板; 关闭 FGD 出口挡板; 吸收塔循环泵启动关闭程序; 停氧化风机; 冲洗 PH 测定仪约 20 秒钟; 保养 PH
13、 计探头及 CEMS 系统; FGD 系统停运后应检查各个箱箱的液位,巡视检查 FGD 岛; 如有必要,进行设备换油和维护修理 的一些工作。 短期停运后启动步序: 启用 PH 计及 CEMS 系统; 启动吸收塔排出泵顺控; 检查设备情况,吸收塔液位、粉仓料位、仪用气及各水箱液位正常; 将工艺水泵与滤液水泵设为自动,开始制石灰石浆液; 石灰石浆液制备系统设为自动; 启动石灰石浆液泵 1 或 2; 石灰石浆液在浆液箱中的浓度约为 1250kg/m3,将石灰石给料、液位及密度设为自动; 启动氧化风机; 启动吸收塔循环泵; 启动烟气系统; 打开 FGD 出口烟气挡板; 关闭吸收塔通风挡板; 打开 FG
14、D 进口烟气挡板; 关闭旁路挡板; 如石膏浆液浓度 1140Kg/m3, 启动真空脱水系统 . 第 6 页 共 33 页 2.2.3 FGD 长期停运(停运 7天以上)及启动步骤: 停运前所有浆液管道都必须冲洗,第一个系统冲洗完毕之后才能冲洗其余的系统。关闭FGD 系统前 2 天应调节水力旋流器使吸收塔中石膏浆密度降到 1050kg/m3。石灰石液箱和石膏浆液箱的液位必须到最低。运行人员在停运 FGD 系统前 1 小时必须停止石灰石的加入。 长期停运步序: 启动石灰石浆液制备系统关闭程序; 石灰石浆液输送泵启动关闭程序; 烟气系统启动关闭程序; FGD 旁路挡板打开; 关闭 FGD 进口挡板;
15、 吸收塔通风挡板打开; 关闭 FGD 出口挡 板; 吸收塔循环泵启动关闭程序; 启动真空脱水系统停止程序; 石膏浆排出泵启动关闭程序; 启动氧化风机停止程序;冲洗氧化空气管(每根管约 1 分钟); 冲洗 PH 测定仪约 20 秒钟; 保养 PH 计探头及 CEMS 系统; 工艺水泵 1 或 2 启动关闭程序; FGD 系统停运后应检查各个箱箱的液位,巡视检查 FGD 岛; 如有必要,进行设备换油和维护修理的一些工作。 若长时间的维修工作要做,则必须清空各个箱。 清空箱: 首先要确定所有的泵 .挡板 .搅拌器等关闭,以确保没有任何杂物能通过任何管道进入箱内。清空前吸收塔的液位必须比正常低 1m
16、以便能进行石灰石浆箱的清洗和排水工作。要清空吸收塔,则应先将石膏浆液打到事故浆液池。 若所有箱都要进行维修工作,清空顺序如下: 吸收塔 -工艺水箱 地坑 清空吸收塔: 吸收塔浆液要有石膏浆液排出泵尽快送到 事故浆液池 ,吸收塔由石膏浆液泵清空到液位高于搅拌器保护线 0.5m 以上。 Z1-Z4 搅拌器冲洗挡板打开, 20 分钟之后关闭冲洗挡板。石膏浆液泵继续输送浆液直到液位下降到泵保护线。 石膏浆液箱至疏水池的连接管道要保持畅通。 打开吸收塔循环泵的排污门,排空之后再打开吸收塔循环泵的冲洗阀进行冲洗。 塔内残留浆液排至疏水 池。并接上工艺水系统冲洗数次。 最后打开人孔门,通过 排净门 彻底冲洗
17、干净箱底残留浆液至疏水池。 清空工艺水箱: 打开工艺水泵和疏水阀门将工艺水排入吸收塔。 清空 地坑 第 7 页 共 33 页 2.2.4 FGD 首次启动或长时间停运后(大于 1星期)启动步骤: 检查设备情况,吸收塔液位、粉仓料位、仪用气及各水箱液位正常。 先投入仪用压缩空气; 启动滤液水泵与工艺水泵向石灰石浆池及吸收塔注水,控制吸收塔水位在 4.5m 以下; 将工艺水泵与滤液水泵设为自动,开始制石灰石浆液,启动石灰石浆液搅拌器; 石灰石浆液制备系统设为自动; 启动吸收塔搅拌器; 启动石膏 排除泵 1 或 2; 启动石灰石浆液泵 1 或 2; 打开再循环管路 . 启动氧化风机; 石灰石浆液在浆
18、液箱中的浓度约为 1250kg/m3,将石灰石给料、液位及密度设为自动; 启动吸收塔循环泵; 启动烟气系统; 打开 FGD 出口烟气挡板; 关闭吸收塔通风挡板; 打开 FGD 进口烟气挡板; 关闭旁路挡板; 如石膏浆液浓度 1160Kg/m3, 启动真空脱水系统 1、 启动工艺水泵 A,投入 B 泵联锁,控制循环水量,保持水压 400500KPa; 2、 打开除雾器顺控; 3、 往浆液箱注水准备制浆; 4、 启动吸收塔搅拌器; 5、 启动氧化风机; 6、 往吸收塔注 水,水位保持在 5m 左右( 下面的两个压力变送器 约 40KPa); 7、 启动循环泵 B 和 C; 8、 将吸收塔进出口挡板
19、门切换至自动位置,人工监护; 9、 打开吸收塔出口挡板门; 10、 关闭吸收塔排空门; 11、 打开吸收塔入口挡板门; 12、 观察挡板门的状态; 13、 人工逐步关闭旁路挡板门,无异常后,将挡板门切换至自动状态; 14、 观察 SO2 脱除情况,如有需要进行下一步 15、 往吸收塔注入石灰浆液; 1、 将旁路门切换至手动状态,逐步打开旁路挡板门; 2、 关闭吸收塔入口挡板门 3、 打开吸收塔排空门; 4、 关闭吸收塔出口挡板门; 5、 停止其他辅助系统,工艺水最后停; 第 8 页 共 33 页 3 设备 控制逻辑概述 3.1 烟气系 统 3.1.1 FGD 请求锅炉保护动作 (FGD 请求锅
20、炉 MFT) A. FGD 旁路烟气挡板 未开( 三取二 ) 且 吸收塔 入口原烟气温度 (三取中) 大于 180,延时180S B. FGD 旁路烟气挡板未开( 三取二 )且 吸收塔 浆液 循环泵 A/B/C/D 均未运行,延时 5S C. FGD 旁路烟气挡板未开( 三取二 )且 FGD 原烟气挡板未开( 三取二 ) ,延时 30S D. FGD 旁路烟气挡板未开( 三取二 )且 FGD 净烟气挡板门未开( 三取二 ),延时 30S 逻辑关系: A or B or C or D 3.1.2 FGD 烟气系统启动允许 A. 吸收塔 浆液 循环泵 A/B/C/D 中任 一 台已运行 B. 3
21、台 锅炉 全 部 跳闸 (MFT) C. FGD 入口 原 烟气压力高于 800Pa,低于 3000Pa D. 锅炉至少一个点火油枪在运行 E. 3 台 锅炉 全部 排烟温度高 F. #1 锅炉 运行(无 MFT)且对应 除尘器 运行 或 #2 锅炉 运行(无 MFT)且对应除尘器 运行 或#3 锅炉 运行(无 MFT)且对应除尘器 运行 G. FGD 保护退出脱硫 条件 逻辑关系: A and (not B) and C and (not D) and (not E) and F and (not G) 3.1.3 FGD 保护 退出脱硫 A. 吸收塔浆液循环泵 A/B/C/D 均未运行 B
22、. 3 台 锅炉 全部 跳闸 (MFT) C. 3 台 锅 炉 至少一个点火油枪在运行 ,延时 600S D. 吸收塔入口原烟气温度(三取中)大于 180 延时 10S E. #1 锅炉 运行(无 MFT)且对应除尘器未 运行 ,延时 600S F. #2 锅炉 运行(无 MFT)且对应除尘器未 运行 ,延时 600S G. #3 锅炉 运行(无 MFT)且对应除尘器未 运行 ,延时 600S H. FGD 入口原烟气压力( 00HTA20CP101)低于 600Pa 或大于 3500Pa 延时 300S 逻辑关系: A or B or C or D or E or F or G or H 3
23、.1.4 FGD 旁路烟气挡板 打开 允许: 无 关闭 允许: A. FGD 原烟气 挡板 已开( 三取二 ) B. FGD 净烟气挡板门已开( 三取二 ) C. 吸收塔 浆液 循环泵 A/B/C/D 至少 1 台运行 D. 无 FGD 保护退出脱硫条件 逻辑关系: A and B and C and D 联锁 打开 : A. FGD 保护退出脱硫 B. FGD 原烟气挡板( 三取二 ) 离开开位 延时 3S 第 9 页 共 33 页 C. FGD 净烟气挡板门( 三取二 ) 离开开位 延时 3S 逻辑关系: A or B or C 联锁 关闭 : 无 3.1.5 FGD 原烟气挡板 打开 允
24、许: A. FGD 净烟气挡板门已开( 三取二 ) B. FGD 烟气系统启动允许 C. 吸收塔排空门 已关 逻辑关系: A and B and C 关闭 允许: A. FGD 旁 路 烟气挡板 已开( 三取二 ) 逻辑关系: A 自动打开 : A. FGD 烟气系统启动顺控 逻辑关系: A 自动关闭 : A. FGD 烟气系统停止顺控 逻辑关系: A 联锁 打开 : 无 联锁 关闭 : A. FGD 保护退出脱硫条件 B. FGD 净烟气挡板门未开( 三取二 ) C. 旁路 烟气 挡板已开( 三取二 ) 逻辑关系: (A or B) and C 3.1.6 FGD 净烟气挡板门 打开 允许:
25、 A. FGD 烟气系统启动允许 逻辑关系: A 关闭 允许: A. FGD 旁路 烟气 挡板已开( 三取二 ) B. 吸收塔 放空阀已开 逻辑关系: A and B 自动打开 : A. FGD 烟气系统启动顺控 逻辑关系: A 自动关闭 : A. FGD 烟气系统 停止顺控 逻辑关系: A 联锁 打开 : 无 联锁 关闭 : A. FGD 原烟气挡板已关( 三取二 ) 逻辑关系: A 3.1.7 吸收塔排空门 打开 允许: 第 10 页 共 33 页 A. FGD 原烟气挡板已关( 三取二 ) B. FGD 净烟气挡板门已关( 三取二 ) 逻辑关系: A and B 关闭 允许: A. FG
26、D 净烟气挡板门已开( 三取二 ) 逻辑关系: A 自动打开 : A. FGD 烟气系统启动顺控 逻辑关系: A 自动关闭 : A. FGD 烟气系统 停止顺控 逻辑关系: A 联锁 打开 : A. FGD 原烟气挡板已关( 三取二 ) B. FGD 净烟气挡板门 已关 ( 三取二 ) 逻辑关系: A and B 联锁 关闭 : A. FGD 净烟气挡板门已开( 三取二 )发 3S 脉冲 逻辑关系: A 3.1.8 烟气 挡板密封风机 启动允许: 无 停止允许: 无 联锁启动: A. FGD 原烟气挡板 已关 ( 三取二 ) B. FGD 净 烟气挡板 已关 ( 三取二 ) C. FGD 旁路 烟气挡板 已关 ( 三取二 ) 逻辑关系: A or B or C 联锁停止: A. FGD 原烟气挡板 已开 ( 三取二 ) B. FGD 净 烟气挡板 已开 ( 三取二 ) C. FGD 旁路 烟气挡板 已开 ( 三取二 ) 逻辑关系: A and B and C 3.1.9 挡板密封风加热器 启动允许: 无 停止允许: 无 联锁启动: A. 挡板密封风机 A 已启发 3S 脉冲 B. 挡板密封 风机 B 已启发 3S 脉冲 逻辑关系: A or B 联锁停止: A. 挡板密封风机 A/B 均已停发 3S 脉冲 逻辑关系: A 3.1.10 烟气系统启动顺控 启动允许: