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基于PLC的火电厂烟气脱硫控制系统研究与设计

时间:2022-02-04 00:22
本文摘要:0章节 我国是燃煤大国,煤炭占到一次能源消费总量的75%。随着煤炭消费的大大快速增长,燃煤废气的二氧化硫也大大减少,导致我国酸雨和二氧化硫污染日趋严重。为了构建SO2的排放量目标,国家制订了一系列的环保措施。目前国内烟气副产物工艺设备的设计、生产、加装和调试水平有数了大幅的提升,已竣工、投运了一大批大型机组火电机组烟气副产物系统。

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0章节 我国是燃煤大国,煤炭占到一次能源消费总量的75%。随着煤炭消费的大大快速增长,燃煤废气的二氧化硫也大大减少,导致我国酸雨和二氧化硫污染日趋严重。为了构建SO2的排放量目标,国家制订了一系列的环保措施。目前国内烟气副产物工艺设备的设计、生产、加装和调试水平有数了大幅的提升,已竣工、投运了一大批大型机组火电机组烟气副产物系统。

但据理解,目前投运的火力发电厂都还不存在着不少这样或那样的技术问题,其中热工自动化投放水平不低是其中的一个最重要技术问题,如测量不许,系统自动投不上,系统调节品质劣等,导致一些电厂的副产物系统经常出现运营故障多、无法与发电机组几乎实时运营或运营中副产物效率约将近设计值或系统运营成本高等问题。对于整个烟气副产物系统,作为监控、掌控副产物系统运营的控制系统是最重要的组成部分,它既要确保副产物系统的长时间工作和出现异常工况的系统安全,又要与单元机组控制系统互为协商,确保锅炉的安全性运营。

 控制系统使用DCS虽然自动化程度深感提升,但由于副产物工艺系统总的监控点数(一般为600~1000点)近高于能符合单元机组掌控的DCS系统的经济规模(一般为5000~10000点),导致控制系统耗资偏高,经济性上升。目前,国内许多电厂在烟气副产物掌控上己开始尝试使用可编程控制器PLC作为掌控主机,将副产物掌控划入全厂辅助系统网络集中于监控,既保证可靠性,又能大幅度降低系统耗资。

 本文研究使用可编程控制器PLC作为掌控主机,展开副产物控制系统的硬件设计,得出了明确的设计方案及各功能模块的详细设计。现场实际运营结果证明了设计方法的有效性。

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1烟气副产物工艺流程 石灰石/石膏湿法烟气副产物的基本工艺流程为:锅炉烟气经过除尘器除尘后,由引风机送到副产物系统,烟气由进口烟道转入由增压风机涡轮后,经气气换热器(GGH)降温,转入吸收塔。在吸收塔内,烟气由下向上流动,石灰石浆液由上向下洗净烟气,在吸收塔底部,鼓入空气展开水解,分解的石膏由石膏浆液泵送人水解系统图1是典型的石灰石/石膏湿法烟气副产物工艺流程图。 石灰石/石膏湿法副产物工艺系统(单台机组)主要由八个子系统构成,分别为烟气系统、吸取水解系统、石灰石浆液制取系统、水解及运送系统,排放系统、工艺和工业水系统、杂用和仪用空气系统、废水处理系统。每个系统都是一个原始的子系统,当以PLC作为系统主控机时,每个子系统可以作为PLC的一个功能模块。

2副产物控制系统设计  2.1设计方案分析 根据对副产物工艺及控制系统功能的拒绝,目前一般来说使用的副产物控制系统有三种: (1)使用仿真仪表和工控机的控制系统,这种系统普遍应用于中、小型电厂,系统配置简练,耗资较低。但在一些大、中型的控制系统中,控制系统要同现场其他电气设备构建各种联锁关系,在这种情况下,单一依赖工控机以及仿真仪表无法构建这些简单的掌控功能,系统的可靠性较低。 (2)使用DCS的控制系统,充分利用DCS的软、硬件资源,提升系统的可靠性。但由于DCS系统耗资较高,所以一般在一些具有更为全面规范的大中型控制系统中用于。

 (3)使用PLC和工控机的控制系统,将PLC作为系统的掌控核心,工控机与PLC融合,并构建通讯。PLC是面向工业发展一起的一种新型的工业控制器,具备编程灵活性、功能齐全、掌控非常简单、使用方便、抗干扰能力强劲、体积小、轻巧、耗电量省等特点,在工业生产过程控制中获得了普遍的应用于。近几年,在副产物系统中普遍使用了PLC掌控,提高了工人的工作环境,提升了副产物的效率,获得了相当大的经济效益。

 在分析、较为上述三种副产物控制系统设计方案的基础上,建构了由工控机和PLC构成的上下位机副产物控制系统,其结构框图如图2右图。系统以研华IPC-6102工业掌控计算机(PC)作为系统上位机,配以PHILIPS21寸彩色显示器,激光打印机和键盘等;西门子(SIEMENs)SEMATICS7-300可编程控制器作为系统下位机。

PC通过适配器MPI卡(多点接口卡)与PLC相互通讯、互相联系。为保证忽然电力供应时不影响上位机监控系统的运营,系统配置有UPS(Uninter-ruptiblePowerSupply,不间断电源)。PLC用作现场设备参数和信号的收集、运算、调节输入、掌控各设备运营;上位机主要用作工艺运营参数原作、系统调节参数原作、动态运营曲线检测和设备故障报警等,构建副产物掌控过程的自动化管理与掌控。


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