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基于PLC的火电厂烟气脱硫控制系统研究与设计

发布时间:2020-11-07    来源:体育外围app官网18066

第0章中国是一个燃煤大国,煤炭占一次能源消耗总量的75%。随着煤炭消费量的快速增长,燃煤废气中的二氧化硫也大大减少,导致我国酸雨和二氧化硫污染日益严重。

为了设定SO2的排放目标,国家制定了一系列环境保护措施。目前,我国烟气副产品工艺设备的设计、生产、安装和调试水平有了很大提高,火电机组的大量烟气副产品系统已经建成并投入运行。然而,据了解,目前投入运行的火电厂并不存在许多这样或那样的技术问题,其中热力自动化水平低是最重要的技术问题之一。如不允许计量,系统不能自动投入运行,系统调整质量较差,导致一些电厂的副产品系统出现多次运行故障,几乎不能与发电机组实时运行,或者运行中的副产品效率接近设计值或系统运行成本高。

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在整个烟气副产品系统中,控制系统是最重要的组成部分,它监测和控制着副产品系统的运行。既要保证副产品系统的长时间运行和异常工况下的系统安全,又要与机组控制系统协商,保证锅炉的安全运行。虽然控制系统采用的DCS自动化程度有很大提高,但副产品工艺系统的总监控点(一般为600 ~ 1000点)几乎高于机组控制的DCS系统的经济规模(一般为5000 ~ 10000点),导致控制系统成本较高,经济性较高。

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目前国内很多电厂已经开始尝试在烟气副产品的控制中使用PLC作为控制主机,将副产品的控制纳入全厂辅助系统网络集中监控,既保证了可靠性,又大大降低了系统成本。本文以可编程控制器为控制主机,进行了副产品控制系统的硬件设计,得到了清晰的设计方案和各功能模块的详细设计。现场运行结果证明了该设计方法的有效性。1烟气副产品的工艺流程石灰石/石膏湿法烟气副产品的基本工艺流程如下:锅炉烟气经除尘器除尘后,由引风机送至副产品系统,烟气从入口烟道输送至增压风机透平,再经气-气换热器(GGH)冷却后输送至吸收塔。

吸收塔内烟气自下而上流动,石灰石浆液自上而下净化烟气,空气从吸收塔底部吹入水解,分解后的石膏由石膏浆液泵入水解系统。图1是石灰石/石膏湿法烟气副产品的典型工艺流程图。

石灰石/石膏湿法副产品工艺系统(单台)主要由8个子系统组成,即烟气系统、吸收水解系统、石灰石浆液制备系统、水解输送系统、排放系统、工艺及工业用水系统、杂用及仪表风系统和废水处理系统。每个系统都是一个原始子系统,当PLC作为系统的主控制器时,每个子系统都可以作为PLC的一个功能模块。

2副产品控制系统设计2.1设计方案分析根据副产品流程和控制系统功能的排斥性,目前普遍使用的副产品控制系统有三种:(1)采用仿真仪器和工业计算机的控制系统,广泛应用于中小型电厂,系统配置简单,成本低廉。然而,在一些大中型控制系统中,控制系统需要与现场其他电气设备建立各种联锁关系。在这种情况下,这些简单的控制功能不能仅仅依靠工业计算机和仿真仪器来构建,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,提高系统的可靠性。

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但由于DCS系统成本较高,一般用于一些规格比较全面的大中型控制系统。(3)使用c 可编程控制器是一种新型的工业控制器。

它具有编程灵活、功能齐全、控制简单、使用方便、抗干扰能力强、体积小、重量轻、功耗低等特点,已广泛应用于工业生产过程控制。近年来,可编程控制器控制在副产品系统中得到广泛应用,改善了工人的工作环境,提高了副产品的效率,取得了可观的经济效益。在分析比较以上三种副产品控制系统设计方案的基础上,构建了由工控机和PLC组成的上下位机副产品控制系统,其结构框图如图2右图所示。

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系统采用研华IPC-6102工业控制计算机(PC)作为系统的上位机,配有PHILIPS21英寸彩色显示器、激光打印机和键盘等。系统的下位机采用西门子SEMATIC S7-300可编程控制器。

PC通过适配MPI卡(多点接口卡)与PLC通信。为了保证突然供电不影响上位机监控系统的运行,系统配备了UPS(不间断电源)。PLC用于采集、计算、调整和输入现场设备的参数和信号,控制各设备的运行;上位机主要用作原始工艺运行参数、系统调整参数、动态运行曲线检测和设备故障报警等。

构建副产品控制过程的自动化管理和控制。:体育外围app官网。

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