提高石灰石-石膏烟气脱硫系统可靠性和可用性的方法

摘要

本发明公开一种提高湿法石灰石-石膏烟气脱硫系统可靠性和可用性的方法。脱硫系统由DCS控制装置和脱硫装置组成；DCS控制装置经I/O接口与脱硫装置的检测/控制点一一对应相连，输入脱硫装置的模拟/开关量工况信号、输出脱硫装置的模拟/开关量控制信号；鉴于脱硫反应物堵塞传感器导致脱硫系统的可靠性下降，提出重要模拟/开关量输入信号的“3+1”传感器检测法；重要开关量输出信号采用通道独立的隔离输出组件、反馈确认输出信号的方法，同时联锁/保护和检测测点传感器进行独立设置；上述技术的综合应用提高了脱硫系统的可靠性。脱硫装置出现局部故障，启动应急降级运行程序，结合自抗扰控制器的应用，提升了装置的可用性。

说明书

技术领域 

本发明涉及一种提高湿法石灰石-石膏烟气脱硫方法，特别是指立足现有火电湿法石灰石-石膏烟气脱硫装置、提高脱硫系统可靠性和可用性的的控制技术。

背景技术   

1995年，我国的SO₂排放量跃居世界第一、高达2370万吨；燃煤贡献排放总量的90%，排放量中的54%又源自火电行业；发达国家历经百年的环境问题在我国浓缩至二十年集中暴发，出现严重的SO₂酸雨、细颗粒烟尘和臭氧等大气污染，且已逐步演变为除西藏少数地区外的全国性污染，环境形势空前严峻；超越环境承载能力的经济发展模式难以为继，也背离了建设环境友好型、资源节约型社会的愿景。1995年修订的《中华人民共和国大气污染防治法》指出：在酸雨控制区和二氧化硫污染控制区内排放二氧化硫的火电厂和其它大中型企业，属于新建项目不能采用低硫煤的，必须建设配套脱硫、除尘装置或者采取其它控制二氧化硫排放、除尘的措施，属于已建企业不用低硫煤的应当采用控制二氧化硫排放、除尘措施，国家鼓励企业采用先进的脱硫、除尘技术。“防治法”体现的是国家的意志，代表的是人民群众渴望“蓝天白云”的心声。2003年颁布《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223－2003）；自此，火电行业的减排冶污纳入到了国家法律、国家标准两大体系，驶入有法可依、有标准可循的快速轨道。

1995年，我国火电的装机容量1.6亿千瓦，2009年达6.03亿千瓦；SO₂排放量却从1995年的2370万吨峰值降至2009年的2214.4万吨。虽然SO₂排放总量只略有下降，但置于同期经济总量倍增的背景下评估，这无疑是一个了不起的巨大成果；其中火电行业居功至伟！2009年，火电烟气脱硫装机超4.0亿千瓦、约占煤电装机总容量的70%，火电排放SO₂ 948万吨、降至总排放量的42.81%，提前1年达标“十一五”末电力排放总量951.7万吨的目标。2007年7月，国家发改委办公厅会同国家环境保护总局办公厅以发改办环资[2007]1570号文，印发了《关于火电厂开展烟气脱硫特许经营的试点工作方案》；2010年，全国脱硫脱硝行业企业总数为70～80家；年产值60亿元，同比2009年增长10%。

发达国家的烟气脱硫研究始于二十世纪60年代，70年代开发出成套的工业化燃煤电厂脱硫技术，率先应用FGD(Flue gas desulphuration)装置的是日本，发达国家主流的火电脱硫工艺是湿法石灰石-石膏法。国内火电的烟气脱硫装置基于欧洲、美国和日本的引进技术，1992年重庆珞璜电厂引进日本三菱重工工业公司2×360MW机组配套的两套脱硫装置、设备投资高达3660万美元，开创了我国火电引进国外脱硫技术的先河；历时二十载的引进、消化、吸收、再创新，目前除少数关键设备尚需进口，我国已拥有火电湿法石灰石-石膏脱硫装置的设备制造、系统集成、运行维护技术；引进基础上的脱硫技术再创新，亦取得不俗的成绩。火电燃煤脱硫既可在燃烧前（洗煤、或煤的气/液化等）、燃烧中（型煤固硫和循环流化床燃烧等），也可在燃烧后实施（高能电子活化氧化法、荷电干粉喷射法、石灰石-石膏法等）；迄今为止，火电燃煤脱硫领域中占主导地位的仍是燃烧后的烟气脱硫。燃烧后的烟气脱硫可进一步细分为湿、半干和干法三类，湿法石灰石-石膏脱硫法占全球FGD装置的85%左右，是目前世界上技术最成熟、应用业绩最多、运行状况最稳定的脱硫工艺，工业化的运行历史达30余年；我国的火电燃煤脱硫技术与国际同步，截止2011年12月，投运、在建和已经签订合同的火电厂烟气脱硫项目中，湿法石灰石-石膏脱硫所占比重达90%以上。总之，在可预期的相当时间内，湿法石灰石-石膏烟气脱硫无疑是市场的绝对领跑者。

火电湿法石灰石-石膏脱硫装置的投资动辄数亿，装置运行需消耗大量的宝贵电能、支付价格不菲的人力物力；如何最大限度地发挥脱硫装置的功效是火电行业、脱硫专业公司和相关科研人员亟待解决的难题。综合本厂4×600MW机组湿法石灰石-石膏脱硫装置的6年运行数据，不难发现脱硫装置的实际运行状况与设计指标相距甚远，尤其是自动化控制系统的高可靠性、脱硫装置的高可用性指标差强人意：脱硫装置投运时控制系统正常，随着运行时间的推移、控制系统的品质毎况愈下；往往被迫切入手动状态--人工操控脱硫装置的运行，甚至停运脱硫装置--火电烟气直排大气。分析历年汇总的故障数据，不难发现主要故障点既非脱硫装置、也非控制系统主机（DCS）；而在获取脱硫装置运行参数时出现了问题、即无法保证采集关键运行参数传感器的高可靠性，以及控制系统输出指令的有效执行、其中控制系统输出的关键开关量的可靠性尤为重要。分析表明：传感器自身也是可靠的，故障的最终根源指向钙基化合物（石灰/石灰石）与SO₂反应脱硫后的产物--石膏垢、灰垢、亚硫酸钙和硫酸钙结晶，钙基脱硫反应物堵塞了传感器，这是湿式钙基脱硫工艺的固有缺陷；我国火电厂的动力煤品种繁杂、含硫量偏高，近年频发的煤荒导致火电厂“饥不择煤”，如果说发达国家湿式钙基脱硫工艺的缺陷尚处在可控状态、我国则相当程度上出现了失控；国外引进的技术“水土不服”、必须针对中国的特定国情进行二次开发，才能保证脱硫系统的高可靠和高可用。

进一步分析表明：控制装置的关键执行器--主要是若干开关量执行器信号的可靠性有待提高，提高上述开关量执行器信号的可靠性有助于脱硫系统的可靠性更上一层楼。同时，工业界广泛使用的PID控制器面对非线性、大时滞对象，控制品质往往不够理想；研发PID控制器的替代品是必要的。

生活品质的提高，传统的FGD安全性内涵（FGD系统的自身安全和锅炉机组安全）有必要与时俱进，在原安全性内涵基础上增加环境安全的内容。因此，FGD一旦出现局部故障，不应简单的停运脱硫装置、烟气旁路直排大气；只要条件许可、FGD应维系降级运行，并采取措施尽一切可能达标或接近达标排放，即提高FGD装置的可用性。

立足湿式烟气脱硫工艺的改进设计取得了一定的成效。遗撼的是研究工作局限于脱硫剂的改进、脱硫喷淋塔结构的改进、燃煤机组烟气脱硫的实时监控，未涉及提高湿法石灰石-石膏烟气脱硫系统可靠性和可用性的方法，本发明旨在补上这一课。目前，较有代表性的知识产权成果综述如下：

·发明专利“废气脱硫方法及装置”（专利号ZL01118582.1），提出利用电解氯化钠溶液产生氢氧化钠作为脱硫剂的脱硫方法及装置。

·发明专利“一种用于烟气脱硫的喷淋塔及其运行方法”（专利号ZL  200710123020.8），提出去除烟气中二氧化硫的圆柱形喷淋塔以及通过所述喷淋塔来去除烟气中二氧化硫的方法。

·发明专利“火电厂湿法脱硫剂及其脱硫方法”（申请号201010555685.8），提出在饱和吸收液内加入己二酸，实现煤种变化时电厂烟气的SO₂浓度达标排放，以及脱硫系统的经济节能运行。

·发明专利“电厂湿法烟气脱硫控制方法”（专利号ZL200510095411.4），提出调整吸收塔循环泵的运行台数(循环浆液量)实现烟气脱硫系统的自动化控制、调整升压风机的动叶角度控制升压风机的方法。

·发明专利“燃煤机组烟气脱硫实时监控及信息管理系统”（专利号ZL 200710025402.7），提出通过对火电厂脱硫系统在线数据的采集、传输、处理、计算、分析、发布、共享等全过程的数字化管理，构建一套基于Web结构、实时通讯的在线监控系统，对火电厂脱硫设施运行实施长效管理。

上述有益探索，提出了脱硫剂的改进、脱硫喷淋塔结构的改进、燃煤机组烟气脱硫的实时监控，有一定的参考价值，但探索成果仍存在局限；因此，有必要基于湿法石灰石-石膏烟气脱硫工艺、在现有研究成果的基础上作深入的研究与创新，提高湿法石灰石-石膏烟气脱硫系统的可靠性和可用性。

发明内容  

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高石灰石-石膏烟气脱硫系统可靠性和可用性的方法。

提高石灰石-石膏烟气脱硫系统可靠性和可用性的方法是采用由DCS控制装置和脱硫装置组成的脱硫系统，控制装置的主机为FOXBORO公司的I/A Series DCS控制装，DCS控制装置经I/O接口与脱硫装置的检测/控制点一一对应相连，输入脱硫装置的模拟/开关量工况信号、输出脱硫装置的模拟/开关量控制信号；

脱硫装置包括石灰石贮仓、湿式球磨机、浆液旋流器、球磨机浆液再循环箱、石灰石浆液箱、吸收塔、喷淋装置、石膏脱水装置，烟囱石灰石浆液循环泵、氧化风机、除雾器；石灰石贮仓、湿式球磨机、浆液旋流器、石灰石浆液箱、吸收塔、烟囱顺次相连，浆液旋流器底部、球磨机浆液再循环箱、湿式球磨机顺次相连，吸收塔上部设有除雾器、喷淋装置，石灰石浆液循环泵经喷淋装置与吸收塔下部相连，石膏脱水装置、氧化风机与吸收塔下部相连；

烟气中的SO₂在吸收塔内去除，锅炉生成的原烟气经增压风机进入吸收塔、折流向上与喷淋浆液充分接触、烟气被浆液冷却并达到饱和，烟气中的SO₂、SO₃、HCL、HF酸性成分被吸收，再流经两层锯齿形除雾器除去所含雾滴；洗涤和净化后的烟气从吸收塔导出，通过净烟道从烟囱排放；吸收塔下部浆池汇集反应生成的亚硫酸氢根HSO₃^-，HSO₃^-被氧化风机鼓入的空气氧化成SO₄^2-, SO₄^2-与Ca²⁺反应生成硫酸钙CaSO₄，CaSO₄结晶为石膏CaSO₄·2H₂O，底部浆池的 pH 值维持在 5.2-5.6 之间；含有石膏、灰尘和杂质的浆液一部分经石膏排浆泵排入石膏脱水装置，其余浆液返回吸收塔循环再利用；吸收塔内的冲洗水设备定期实施冲洗，防止雾滴中的石膏、灰尘和其他固体物堵塞吸收塔的管路；

烟气经增压风机、烟道、在进出口/旁路挡板导引下进入脱硫装置，旁路挡板安装在主烟道上；一旦脱硫装置发生故障、借助进出口/旁路挡板的切换，消除故障对锅炉运行的影响；锅炉启动及脱硫装置发生故障时，进、出口挡板门关闭，打开旁路挡板门，未处理的烟气直接进入烟囱排入大气；

粒径0.1～20mm的石灰石进入湿式球磨机加水研磨成固体物含量为30%左右的浆液，浆液旋流器将粒度合适的浆液送至石灰石浆液箱，分离出的大粒度的浆液则进入球磨机浆液再循环箱、返回湿式球磨机；石灰石浆液箱内的浆液通过石灰石浆液输送泵送往吸收塔，调节进入吸收塔的石灰石浆液量或吸收塔排出浆液浓度，可使吸收塔浆池PH值维持在5.2-5.6之间，保证石灰石的溶解及SO₂的高效吸收；

吸收塔内脱硫反应生成的二水石膏浆液经石膏排浆泵送入石膏脱水装置，首先由石膏脱水装置的石膏水力旋流器脱水，旋流器底流浆液流入石膏浆液分配箱、真空皮带脱水机脱水，最后脱水石膏通过多点式卸料机输送至石膏仓库储存，同时旋流器溢流流入旋流器溢流箱，自流至回收水箱；

DCS控制装置总计配置5526个I/O点；脱硫烟道设78个I/O点，重要的AI点为烟气进口温度测点、原烟气压力测点；重要的DI点是入口挡板的开关状态；重要的DO点是旁路挡板、入口挡板、出口挡板；增压风机重要的AI点为增压风机的压力测点；DCS现场总线组件FBM采用冗余的现场总线FCM10E连接方式，实现脱硫控制装置输入输出信号的采集，A/D、D/A转换，故障处理及光电隔离；继电器柜实现脱硫控制装置数字量输出信号的隔离，配电柜实现控制系统的配电；控制装置重要模拟/开关量的输入信号采用“3+1”传感器检测法，重要开关量输出信号采用通道独立的隔离输出组件、反馈确认输出信号的方法，同时联锁/保护和检测测点传感器进行独立设置；关键控制回路采用自抗扰控制器，脱硫装置出现局部故障时、启动应急降级运行程序。

所述的控制装置重要模拟量信号测点采用“3+1”模拟量检测的方法为：以增压风机的入口压力为例，第一压力传感变送器、第二压力传感变送器、第三压力传感变送器、第四压力传感变送器采集增压风机的入口压力，传感器分布在增压风机入口的前端、与烟气行进线路呈垂直方向布置；传感器的实施逻辑如下：带保护罩的第四压力传感变送器处于待机状态，其它3个压力传感变送器实施检测，检测结果按“三取均”输出；当且仅当3个压力传感变送器的检测偏差绝对值                                               大于预设值E时、报警，检测结果按“三取中”输出，操作员确认后、待机第四压力传感变送器保护罩脱落启动检测；以第四压力传感变送器为基准，待机传感器的检测值与其它3个压力传感变送器的中间值一起转入“二取均”输出。

所述的控制装置重要开关量信号测点采用“3+1”传感器检测的方法为：每个重要开关量的状态均安装4个压力传感变送器采集，带保护罩的第四压力传感变送器处于待机状态，其它3个压力传感变送器实施检测；采集的开关量一致时、按“三选三”规则输出开关量信号，不一致时、按“三选二”规则输出开关量信号、报警，操作员确认后、待机第四压力传感变送器保护罩脱落启动检测；以第四压力传感变送器为基准，剔除不一致的传感器，转入新的“三选三”或“三选二”。

所述的控制装置重要开关量的输出信号采用通道独立的隔离数字量输出组件、反馈确认输出信号的方法。

所述的联锁/保护测点和检测测点的传感器采用独立设置的方法。

所述的系统出现局部故障时，摒弃简单的停运脱硫装置、烟气旁路直排大气的方法，替代解决方法包括如下步骤：

1）切换动力煤种--改用高价的低硫清洁煤、尽可能达标或接近达标排放，通常每台机组配置储量有限的低硫清洁煤煤仓，供脱硫装置故障时的短时应急之需；

2）低硫清洁煤难以支撑时，触发甩负荷(Run Back)机制，机组负荷按照30MW/MIN的速率对机组进行紧急降到SO₂不超标时，手动结束终止，保证锅炉机组的安全可靠运行，同时维系脱硫系统的基本功能的使用；待有关点检确认后，继续拉升负荷值进行发电。

本发明借助重要模拟信号的“3+1”传感器检测技术，重要开关信号的“3+1”传感器检测方法；重要开关量输出信号采用通道独立的隔离输出组件、反馈确认输出信号的方法，联锁/保护测点和检测测点的传感器采用独立设置方法；脱硫装置出现局部故障时则降级运行，以及适应能力、控制性能优于PID的自抗扰控制器的投运；所述方法的综合应用，提高了脱硫系统的可靠性和可用性。

附图说明

图1是提高湿法石灰石-石膏烟气脱硫方法流程图；

图2是增压风机入口压力模拟量（AI）传感器的布置图及结构剖面图；

图3A是增压风机入口压力模拟量（AI）“3+1”传感器的逻辑图；

图3B是烟气入口挡板开关量（DI）“3+1”传感器的逻辑图；

图4是增压风机入口压力模拟量（AI）“3+1”传感器的驱动图；

图5是增压风机入口压力模拟量检测、联锁/保护传感器的控制逻辑图；

图6是进口挡板、出口挡板、旁路挡板高可靠开关量输出(DO)电路图；

图7是脱硫系统部分失效时的降级运行示意图；

图8是增压风机入口压力自抗扰控制原理图。

具体实施方式

如图1所示，提高湿法石灰石-石膏烟气脱硫系统可靠性和可用性的方法是采用由DCS控制装置和脱硫装置组成的脱硫系统，控制装置的主机为FOXBORO公司的I/A Series DCS控制装，DCS控制装13经I/O接口与脱硫装置的检测/控制点一一对应相连，输入脱硫装置的模拟/开关量工况信号、输出脱硫装置的模拟/开关量控制信号；

脱硫装置包括石灰石贮仓1、湿式球磨机2、浆液旋流器3、球磨机浆液再循环箱4、石灰石浆液箱5、吸收塔6、喷淋装置7、石膏脱水装置8，烟囱9石灰石浆液循环泵10、氧化风机11、除雾器12；石灰石贮仓1、湿式球磨机2、浆液旋流器3、石灰石浆液箱5、吸收塔6、烟囱9顺次相连，浆液旋流器3底部、球磨机浆液再循环箱4、湿式球磨机2顺次相连，吸收塔6上部设有除雾器12、喷淋装置7，石灰石浆液循环泵10经喷淋装置7与吸收塔6下部相连，石膏脱水装置8、氧化风机11与吸收塔6下部相连；

烟气中的SO₂在吸收塔内去除，锅炉生成的原烟气经增压风机60进入吸收塔6、折流向上与喷淋浆液充分接触、烟气被浆液冷却并达到饱和，烟气中的SO₂、SO₃、HCL、HF酸性成分被吸收，再流经两层锯齿形除雾器12除去所含雾滴；洗涤和净化后的烟气从吸收塔导出，通过净烟道从烟囱9排放；吸收塔下部浆池汇集反应生成的亚硫酸氢根HSO₃^-，HSO₃^-被氧化风机11鼓入的空气氧化成SO₄^2-, SO₄^2-与Ca²⁺反应生成硫酸钙CaSO₄，CaSO₄结晶为石膏CaSO₄·2H₂O，底部浆池的 pH 值维持在 5.2-5.6 之间；含有石膏、灰尘和杂质的浆液一部分经石膏排浆泵排入石膏脱水装置8，其余浆液返回吸收塔循环再利用；吸收塔内的冲洗水设备定期实施冲洗，防止雾滴中的石膏、灰尘和其他固体物堵塞吸收塔的管路；

烟气经增压风机60、烟道、在进出口/旁路挡板导引下进入脱硫装置，旁路挡板安装在主烟道上；一旦脱硫装置发生故障、借助进出口/旁路挡板的切换，消除故障对锅炉运行的影响；锅炉启动及脱硫装置发生故障时，进、出口挡板门关闭，打开旁路挡板门，未处理的烟气直接进入烟囱9排入大气；

粒径0.1～20mm的石灰石进入湿式球磨机2加水研磨成固体物含量为30%左右的浆液，浆液旋流器3将粒度合适的浆液送至石灰石浆液箱5，分离出的大粒度的浆液则进入球磨机浆液再循环箱4、返回湿式球磨机2；石灰石浆液箱5内的浆液通过石灰石浆液输送泵送往吸收塔，调节进入吸收塔的石灰石浆液量或吸收塔排出浆液浓度，可使吸收塔浆池PH值维持在5.2-5.6之间，保证石灰石的溶解及SO₂的高效吸收；

吸收塔内脱硫反应生成的二水石膏浆液经石膏排浆泵送入石膏脱水装置8，首先由石膏脱水装置8的石膏水力旋流器脱水，旋流器底流浆液流入石膏浆液分配箱、真空皮带脱水机脱水，最后脱水石膏通过多点式卸料机输送至石膏仓库储存，同时旋流器溢流流入旋流器溢流箱，自流至回收水箱；

DCS控制装置总计配置5526个I/O点；脱硫烟道设78个I/O点，重要的AI点为烟气进口温度测点(Tag号为10HTA10 CT001~003)、原烟气压力测点(Tag号为10HTA10 CP001~003)；重要的DI点是入口挡板的开关状态(Tag号为开：10HTA10 AA101 ZO，关：10HTA10 AA101 ZC)；重要的DO点是旁路挡板(开命令Tag号：10HTA20 AA101 VO，关命令Tag号：10HTA20 AA101 VC)、入口挡板(开命令Tag号：10HTA10 AA101 VO，关命令Tag号：10HTA10 AA101 VC)、出口挡板 (开命令Tag号：10HTA30 AA101 VO，关命令Tag号：10HTA30 AA101 VC)；增压风机重要的AI点为增压风机的压力测点(Tag号为10HTC10 CP001~004)。DCS现场总线组件FBM采用冗余的现场总线FCM10E连接方式，实现脱硫控制装置输入输出信号的采集，A/D、D/A转换，故障处理及光电隔离；继电器柜实现脱硫控制装置数字量输出信号的隔离，配电柜实现控制系统的配电；控制装置重要模拟/开关量的输入信号采用“3+1”传感器检测法，重要开关量输出信号采用通道独立的隔离输出组件、反馈确认输出信号的高可靠性技术，独立设置联锁/保护和检测测点传感器；关键控制回路采用自抗扰控制器，脱硫装置出现局部故障时、启动应急降级运行程序。

所述的控制装置重要开关量的输出信号采用通道独立的隔离数字量输出组件、反馈确认输出信号的方法。

所述的联锁/保护测点和检测测点的传感器采用独立设置的方法。

所述的系统出现局部故障时，摒弃简单的停运脱硫装置、烟气旁路直排大气的方法，替代解决方法包括如下步骤：

1）切换动力煤种--改用高价的低硫清洁煤、尽可能达标或接近达标排放，通常每台机组配置储量有限的低硫清洁煤煤仓，供脱硫装置故障时的短时应急之需；

2）低硫清洁煤难以支撑时，触发甩负荷(Run Back)机制，机组负荷按照30MW/MIN的速率对机组进行紧急降到SO₂不超标时，手动结束终止，保证锅炉机组的安全可靠运行，同时维系脱硫系统的基本功能的使用；待有关点检确认后，继续拉升负荷值进行发电。

如图2所示，借助4个压力传感变送器--第一压力传感变送器20、第二压力传感变送器30、第三压力传感变送器40、第四压力传感变送器50（罗斯蒙特公司3051TA绝对压力传感变送器、Tag号分别为10HTC10 CP001~004）采集增压风机的入口压力，压力传感变送器分布在增压风机60入口的前端、与烟气行进线路呈垂直方向布置； 3051TA压力传感变送器集压力传感器、信号处理与隔离膜片于一体，表压和绝压测量的校验量程-1000～1000Pa、总体性能与精度分别为±0.15%F和±0.075%FS；3051TA具备不锈钢与哈氏合金CR过程隔离膜片、灌充液由硅油和惰性油组成，可选DIN与Autoclave相配的过程连接。工作时，高、低压侧的隔离膜片将压力传递给灌充液，灌充液再将压力传至传感器中心的传感膜片上；传感膜片是一个张紧的弹性元件，其位移随压力变化、最大位移量为0.004英寸（0.1毫米）；两侧的电容极板检测传感膜片的位置，传感膜片和电容极板之间电容的差值转换为相应的电流或电压信号输出。

如图3A所示，所述的控制装置重要模拟量信号测点采用“3+1”模拟量检测技术，每个模拟量均安装4个压力传感变送器采集；以增压风机的入口压力为例、压力传感变送器（简称传感器）的实施逻辑如下：带保护罩的第四压力传感变送器50(Tag号为10HTC10 CP004)处于待机状态，其它3个压力传感变送器(Tag号为10HTC10 CP001~003)实施检测，检测结果按“三取均”方式进行Sigsel输出；当且仅当3个传感器的检测偏差绝对值大于预设值E时、报警，检测结果按“三取中”进行Sigsel1输出，操作员确认后、待机第四压力传感变送器50保护罩脱落启动检测；以第四压力传感变送器50为基准，待机传感器的检测值与其它3个压力传感变送器的中间值一起转入“二取均”方式进行Sigsel2输出。图中T数据处理块为切换模块。

如图3B所示，重要测点开关量信号的采集处理与重要测点模拟量信号的采集处理遵循同一理念，采用的技术手段如出一辙；入口挡板的开关状态(Tag号为开：10HTA10 AA101 ZO，关：10HTA10 AA101 ZC)，亦安装4个压力传感变送器采集；带保护罩的第四压力传感变送器处于待机状态，其它3个压力传感变送器实施检测；采集的开关量一致时、按“三选三”规则输出开关量信号，不一致时、按“三选二”规则输出开关量信号、报警，操作员确认后、待机第四压力传感变送器保护罩脱落启动检测；以第四压力传感变送器为基准，剔除不一致的传感器，转入新的“三选三”或“三选二”。

如图4所示，当图3A中信号处理块AL输出结果为1时，经选择逻辑选择、启用待机状态下的压力传感变送器；驱动继电器启动电磁阀以及气动阀，气动阀以正作用方式将待机压力传感变送器的保护罩打开（即保护罩脱落），输入原处于待机状态的压力传感变送器信号；以第四压力传感变送器50为基准，待机传感器的检测值与其它3个压力传感变送器的中间值一起转入“二取均”输出。

如图5所示，图a为增压风机压力传感器检测逻辑SAMA图，进口压力测点反馈信号处理块Sigsel的数值在I处进行读取并显示，再流经限制区域与操作员手动输入设定值A进行读取显示与比较，然后与锅炉负荷的前馈信号相叠加，与之共同产生一个PID调节信号，来控制增压风机的叶片调节机构，使增压风机入口烟道压力值维持在设定值；图b为报警信号逻辑图，压力模拟量的检测通过三个传感器进行信号采集，当大于1000Pa和小于-400Pa时，分别为高报警和低报警；c图为联锁保护逻辑SAMA图，其中PB为联锁复位信号。显然，联锁/保护和检测测点的传感器是独立设置的。

如图6所示，采用的卡件型号为FOXBORO公司I/A Series DCS的现场总线FBM242组件，FBM242数字量输出组件采用通道独立的隔离输出，卡件外部信号故障不会影响到内部通道，并通过中间继电器驱动电动机、阀门等设备，中间继电器的工作电源由输出卡件提供。所有中间继电器至少提供两副SPDT接点、DSO具有多种输出类型，分别适用于继电器输出、集电极输出等方式。保护动作触发经DO卡件到DCS系统里进行逻辑运算后，向FBM242卡件输出跳闸信号，通过FBM242内部逻辑电路驱使继电器的常开触点闭合，从而带动380V电机对进口挡板、出口挡板、旁路挡板的开关进行相应的开关机械工作。与此同时，在输出信号常开触点处设置一个DI开关量（Tag号为开：DIN1012304 XO，关：DIN1012304 XC）读入DCS，接入公共端子oC与端子NO，当发出信号时，检测电压读数为0V；若未发出信号，检测电压读数为48V，以确保信号真正发出。现场总线是一种单主站共用线串行数据通讯总线，使用同步通讯规范。所有现场信号与控制电子线路隔离，对模拟量输入/输出信号采用变压器耦合与光电双重隔离，且每路A/D和 D/A转换独立，保证故障对系统影响最小。

如图7所示，在传统的FGD安全性内涵（FGD装置的自身安全和锅炉安全）基础上增加环境安全：FGD一旦出现局部故障，摒弃简单的停运脱硫装置、烟气旁路直排大气的解决方案；提高FGD装置的可用性。首先，切换动力煤种--改用高价的低硫清洁煤，尽一切可能达标或接近达标排放，通常每台机组配置储量有限的低硫清洁煤煤仓，供脱硫装置故障时的短时应急之需；第二，低硫清洁煤难以支撑时，触发甩负荷(Run Back)机制，机组负荷按照30MW/MIN的速率对机组进行紧急降到SO₂不超标时，手动结束终止，保证锅炉机组的安全可靠运行，同时维系脱硫系统的基本功能的使用；待有关点检确认后，继续拉升负荷值进行发电。

如图8所示，增压风机压力具有强非线性、参数时变、大惯性大时滞、强耦合、强干扰等特点，PID控制器的效用差强人意；本专利采用自抗扰控制器，自抗扰既保留了PID“基于误差消除误差”、易工程实现的精髓，又改进了PID控制策略的四大缺点：

（1）直接取设定值与输出值之间的误差，常常使初始控制力太大而使系统行为出现超调，导致PID控制的闭环系统产生快速性和超调之间的矛盾。

（2）微分信号的实现需要改进。现场微分信号通常采用差分或超前网络，这种方式对噪声放大作用很大，使微分信号失真而不能使用。

（3）由误差信号的比例、微分和积分而形成PID控制量，是它们之间的线性组合，这种组合不易解决快速性和超调的矛盾，不一定是最优的。

（4）积分的作用主要是消除稳态误差，但它的引入也带来很多副作用，如增加了系统的不稳定性，还容易引发积分饱和。

自抗扰控制器技术的核心是把系统的未建模动态和未知外扰作用都归结于对系统的“总扰动”而进行估计并给予补偿。自抗扰控制器由三部分组成：跟踪微分器(TD)，其作用是安排过渡过程并给出过程的微分信号：扩张状态观测器(ESO)，其作用是给出对象状态变量估计值及系统模型和外扰实时总和作用的估计值，这个实时估计值的补偿作用使被控对象化为“积分器串联型”：利用非线性状态误差反馈(NLSEF)对被化成“积分器串联型"的对象进行控制。

  增压风机压力的二阶自抗扰控制器算法如下：

其中，  >

其中为增压风机压力设定值，和为输出误差校正增益，,分别是安排过渡过程和系统的估计之间的误差及其微分，是控制量增益补偿,为指数，是区分大小的界限。