基于燃煤电厂NO_x超低排放技术的DCS实现

发布时间：2017-06-15 18:07

  本文关键词：基于燃煤电厂NO_x超低排放技术的DCS实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：燃煤电厂在燃烧煤进行发电的过程中产生的一系列污染物(主要包括二氧化硫(S02)、氮氧化物(NOx)和粉尘颗粒物)会对大气环境造成巨大的危害。为保证燃煤发电机组的污染物基本达到或接近达到燃气轮机机组大气污染物的排放限值(即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米),进行了一系列的超低排放(近零排放)技术改造。本文主要针对氮氧化物超低排放技术进行探讨,并以石横电厂机组容量为330MW的#5机组NOx超低排放的工艺及流程为例,结合机组实际工况,设计出一套针对性的基于DCS的脱硝控制系统,主要包括数据采集与处理系统、模拟量控制系统以及顺序控制系统和重要的联锁保护等。本文首先从NOx的生成机理角度来分析,采用了炉内低氮燃烧器改造技术,将炉内燃烧后的NOx浓度控制在200mg/m3左右；其次在炉后采用选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)技术,设置反应器保证出口NOx浓度低于50mg/m3。在设备改造的基础上设计出一套与单元机组相适应的DCS系统,并针对复杂而多变的现场实际工作环境,对DCS内控制策略及运行方式进行优化,对氨区公用系统中的液氨蒸发器内压力和温度的控制采取串级控制解决了单回路控制导致压力和温度波动大的问题,对SCR入口氨流量采取鲁棒控制,解决了SCR出口NOx控制自动投入率低和调节品质差的问题,减少运行人员的工作量,提高脱硝系统的控制水平和效率,有效保证机组运行和电网的安全稳定性。
【关键词】：NOx超低排放 DCS 串级控制 鲁棒控制
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题背景意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 氮氧化物减排技术研究现状12-15
• 1.2.2 脱硝控制系统现状15-17
• 1.3 主要研究内容17
• 1.4 本章小结17-18
• 第二章 烟气脱硝系统改造后流程的分析18-30
• 2.1 脱硝系统及工艺流程简介18-24
• 2.1.1 低氮燃烧系统18
• 2.1.2 选择性催化还原系统18-24
• 2.2 脱硝系统改造方案24-29
• 2.2.1 炉内燃烧器改造方案25-28
• 2.2.2 炉后SCR改造方案28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 脱硝系统的DCS设计30-45
• 3.1 烟气脱硝系统的功能及需求分析30
• 3.2 EDPF NT+系统简介30-31
• 3.3 总体方案设计31-38
• 3.3.1 控制系统结构及基本组成32-36
• 3.3.2 子系统功能分类实现36-38
• 3.4 DCS控制系统实现38-44
• 3.4.1 低氮燃烧DCS设计38-39
• 3.4.2 单元机组SCR区域DCS设计39-41
• 3.4.3 脱硝公用制氨系统DCS设计41-43
• 3.4.4 其他设备43-44
• 3.5 本章小节44-45
• 第四章 脱硝系统控制策略的研究45-67
• 4.1 低氮燃烧器的控制45
• 4.2 吹灰系统的控制45-47
• 4.2.1 声波吹灰45-46
• 4.2.2 蒸汽吹灰46-47
• 4.3 脱硝省煤器输灰系统的控制47-52
• 4.3.1 省煤器输灰系统组成47-48
• 4.3.2 省煤器输灰控制方式48-52
• 4.4 液氨储存及蒸发系统的控制52-57
• 4.4.1 液氨蒸发器出口管压力控制52-53
• 4.4.2 液氨蒸发器出口温度控制53-54
• 4.4.3 液氨蒸发器温度和压力串级解耦控制54-56
• 4.4.4 气氨缓冲罐内压力控制56-57
• 4.5 脱硝效率及SCR反应区出口氮氧化物含量控制57-66
• 4.5.1 原经典PID模型控制57-61
• 4.5.2 鲁棒PID控制器设计61-66
• 4.6 本章小结66-67
• 第五章 结论67-69
• 附录69-79
• 附录A I/O模块分类69-70
• 附录B 低氮燃烧器改造I/O清册(模拟量)70-73
• 附录C 辅助风挡板控制73-74
• 附录D 燃料风、过燃风挡板控制74-75
• 附录E 二次风挡板调节位逻辑控制75
• 附录F 喷燃器摆角逻辑控制75-76
• 附录G 声波吹灰逻辑控制76-77
• 附录H 蒸汽吹灰逻辑控制77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 学位论文评阅及答辩情况表84

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