基于DCS的火电厂脱硝工程控制系统的设计

发布时间：2017-10-27 08:37

  本文关键词：基于DCS的火电厂脱硝工程控制系统的设计

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【摘要】：近年来,由于我国许多诸如电解铝、炼钢、石油等高耗能产业的扩张,伴随着电力消耗的快速增加,其中以燃煤为主的火力发电厂仍然占主导地位,电厂燃煤发电中,燃烧后所产生的氮氧化物多年来一直未经处理而直接排入到了大气中,该物质对环境的污染极其严重,如何控制及减少该物质的排放将是现阶段火力发电厂在发电创造效益以外更应该关注的问题,由于环保部门对脱硝效率的要求,电厂的脱硝技术主要采用选择性催化还原反应(SCR法),该技术脱硝效率高、技术成熟,基本不会产生对环境有害的副产品而产生二次污染,因此成为了国内外使用最广泛的技术。本文针对湖南创元电厂的2台300MW的火力发电机组的脱硝系统进行研究,通过对选择性催化还原法烟气脱硝的工作原理和工艺流程的分析,并结合电厂的自身特点,设计了基于和利时DCS的脱硝控制系统和控制策略,并对其模拟量控制策略进行了相应的优化,使其更加符合该电厂的特点,最后通过对电厂脱硝系统进行调试,并给出了调试的具体步骤和方法。论文的主要工作有以下几点:(1)在分析了SCR法烟气脱硝工程的原理和工艺流程的基础上,结合创元电厂自身的特点,对本工程所采用的脱硝工艺上进行了设备选型,并在控制系统的设计方案上分别阐述了DCS系统的网络配置、硬件配置和软件配置,以及重要的逻辑组态用到的逻辑功能块。(2)对脱硝系统控制策略中的保护、连锁及顺控功能在现场实际工况下进行逻辑组态,并依据DCS组态逻辑图对其进行分析及优化。对脱硝系统中三个模拟量控制根据现场的条件及测点的配置进行设计,将液氨蒸发器水温控制策略以更简单的开关量的联锁控制取代,特别针对喷氨调节气动阀的控制策略进行多次优化,以达到较好的脱硝控制效果。创元电厂的300MW火电机组的SCR脱硝系统通过调试已经可以正常的投入到商业运行,已经经历了煤质、负荷及运行工况变化的多重考验,其脱硝效果已完全满足了环保部门的要求,今后我们会对脱硝控制系统进行持续的跟踪,进行进一步的优化,使脱硝控制系统更加的可靠和稳定。
【关键词】：SCR 烟气脱硝 控制策略 DCS 设计
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 氮氧化物的危害及本工程的意义9
• 1.2 国内外脱硝技术现状及应用情况9-10
• 1.3 本文研究的主要内容及章节安排10-12
• 1.3.1 论文主要研究内容10-11
• 1.3.2 论文章节安排11-12
• 第二章 脱硝工艺及DCS系统设计方案12-28
• 2.1 脱硝工艺流程12-14
• 2.1.1 氨区区域介绍12-13
• 2.1.2 反应器区域介绍13-14
• 2.2 脱硝系统的主要设备14-16
• 2.3 DCS控制系统的设计方案16-28
• 2.3.1 控制系统机柜17
• 2.3.2 MACS系统的网络结构17-19
• 2.3.3 系统所使用的主要模块介绍19-23
• 2.3.4 MACS系统的硬件配置23-25
• 2.3.5 MACS组态原理25-28
• 第三章 脱硝系统的连锁、保护及顺控控制28-34
• 3.1 氨区主要设备的连锁及保护控制28-33
• 3.1.1 液氨储罐及其出.气动阀连锁28-30
• 3.1.2 脱硝氨区及反应区的氨泄漏保护系统30-32
• 3.1.3 稀释风机的连锁控制32-33
• 3.2 脱硝系统的顺控控制33-34
• 第四章 脱硝系统模拟量控制策略设计34-52
• 4.1 PID控制34-38
• 4.1.1 PID控制器简介34-35
• 4.1.2 本工程中PID控制器参数的整定35-36
• 4.1.3 数字式PID技术36-38
• 4.2 液氨蒸发器水温控制38-40
• 4.2.1 控制测点及其执行机构参数38-39
• 4.2.2 液氨蒸发器水温控制策略39-40
• 4.3 氨气缓冲罐压力控制40-41
• 4.3.1 缓冲罐测点及执行机构的选择40
• 4.3.2 缓冲罐测压力控制策略40-41
• 4.4 脱硝系统喷氨自动控制策略41-52
• 4.4.1 与喷氨调节阀控制有关的测点41-43
• 4.4.2 折线函数法控制策略43-47
• 4.4.3 闭环单回路控制策略47-49
• 4.4.4 串级回路控制策略49-52
• 第五章 脱硝热控系统的调试52-56
• 5.1 调试的总体结构52-53
• 5.2 调试的目的53
• 5.3 调试的方法53
• 5.4 系统调试的内容及范围53-56
• 5.4.1 CEMS的调试53-54
• 5.4.2 DAS系统（数字监视系统）调试54
• 5.4.3 MCS系统调试54-56
• 第六章 总结56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60-61

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本文编号：1102760