火电厂烟气脱硫控制系统的研究与设计

发布时间：2017-06-07 09:09

  本文关键词：火电厂烟气脱硫控制系统的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：据不完全统计,目前我国是世界上二氧化硫排放量最多的国家,由此形成的酸雨对环境造成了严重的污染,每年因其而导致的直接经济损失高达100亿元以上。同时二氧化硫遇到水蒸气形成的酸雾,大大的提高了呼吸道疾病的发生率和死亡率,严重影响着人类的健康。其中火电厂排放的二氧化硫占到工业总排放量的60%,并且随着经济的高速发展和人们对于高水平生活的追求,到2020年全国火电装机容量会增加1亿千瓦以上。因此,对火电厂排放的烟气进行脱硫处理已经刻不容缓,进而研发先进、科学的火电厂烟气脱硫控制系统和合理的脱硫控制策略也就有了重要的意义。烟气脱硫系统具有工艺过程复杂、控制点数多和设备分布空间大等特点,因此在设计火电厂烟气脱硫DCS控制系统时,以自动化技术为基础,结合使用计算机技术和通信网络技术,以求实现预定的工艺要求和脱硫效果。通过分析烟气脱硫系统的工艺流程和工作原理,将系统划分为石灰石制浆系统、吸收塔系统、石膏脱水系统和工艺水系统等子系统。同时对各子系统提出合理的控制策略,用以保证系统能安全、可靠地运行,从而实现既定的控制功能。系统的硬件结构按照现场设备层、过程控制层和生产管理层三个层级进行规划设计。故系统的硬件设计包括了控制层的操作员站设计、控制站设计以及工业现场智能仪表的选型等,以此实现现场设备的控制与状态检测,数据的采集和处理,模拟量的闭环控制,设备的顺序控制以及连锁保护等功能。最后根据设计结果,完成相应硬件设备的地址设定。系统的软件设计主要完成硬件配置、操作员站和控制站组态,参数设置,通讯组态,编程测试,故障诊断和控制算法组态等任务,并设计出功能完善、友好的人机操作监控界面,实现了烟气脱硫系统的监控和智能化管理。为了保证系统安全可靠的工作,依次完成设备断电检查、设备上电单机调试和系统整机调试等工作。最后对脱硫效果进行分析,其分析结果表明控制系统运行稳定可靠,脱硫效果良好。
【关键词】：火电厂 DCS 烟气脱硫 控制策略 组态
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TM621
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-14
• 第1章 绪论14-21
• 1.1 课题研究背景与意义14-15
• 1.2 脱硫控制系统研究现状15-19
• 1.2.1 火电厂脱硫的种类15-16
• 1.2.2 控制技术在脱硫系统中的应用现状16-18
• 1.2.3 DCS控制系统的国内外发展现状18-19
• 1.3 主要研究内容19-21
• 第2章 烟气脱硫系统总体设计21-31
• 2.1 石灰石-石膏湿法脱硫工艺简述21-22
• 2.1.1 石灰石-石膏脱硫原理21-22
• 2.1.2 石灰石-石膏脱硫技术的优点22
• 2.2 石灰石-石膏脱硫工艺流程22-30
• 2.2.1 石灰石制浆系统23-24
• 2.2.2 吸收塔系统24-25
• 2.2.3 石膏脱水系统25-28
• 2.2.4 工艺水系统28
• 2.2.5 其他系统28-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第3章 脱硫系统控制策略的研究与设计31-41
• 3.1 脱硫系统的控制特点31
• 3.2 顺序控制31-36
• 3.2.1 制浆系统顺序控制31-32
• 3.2.2 吸收塔系统顺序控制32-33
• 3.2.3 除雾器系统顺序控制33-34
• 3.2.4 石膏脱水系统顺序控制34-35
• 3.2.5 吸收塔地坑系统顺序控制35-36
• 3.3 模拟量控制36-37
• 3.3.1 工艺水箱液位控制36
• 3.3.2 废水箱液位控制36-37
• 3.4 脱硫系统的PID控制37-40
• 3.4.1 给料机频率的PID控制37
• 3.4.2 真空皮带转速的PID控制37-38
• 3.4.3 浆液pH值的PID控制38-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 脱硫控制系统的硬件设计41-54
• 4.1 HOLLIAS MACS V6.5.2 系统的介绍41-43
• 4.2 系统操作员站设计43
• 4.3 系统控制站设计43-51
• 4.3.1 控制站模块的选择43-45
• 4.3.2 控制总线结构选择45-47
• 4.3.3 控制站的结构设计47-49
• 4.3.4 系统地址的设定49-51
• 4.4 现场设备层设计51-53
• 4.4.1 差压变送器测量石灰石浆液的密度51-52
• 4.4.2 阻旋式料位开关检测石灰石粉仓料位52
• 4.4.3 超声波液位仪测量工艺水箱液位52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 脱硫控制系统的软件设计54-64
• 5.1 MACS V6.5.2 软件介绍54
• 5.2 系统组态54-63
• 5.2.1 操作员站组态54-56
• 5.2.2 控制站组态56
• 5.2.3 硬件组态56-58
• 5.2.4 控制算法组态58-61
• 5.2.5 监控界面设计61-63
• 5.3 本章小结63-64
• 第6章 系统的调试与运行64-68
• 6.1 设备断电检查64
• 6.2 设备上电检查64-66
• 6.3 系统整机调试66
• 6.4 脱硫效果分析66-67
• 6.5 本章小结67-68
• 总结与展望68-70
• 参考文献70-73
• 致谢73

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