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锅炉脱硫系统控制(PLC触摸屏)方案设计

2013-12-07 中国环保技术网 我要评论(0) 字号:T | T
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1 引言 近年来,环保项目烟气脱硫得到了很大发展,在烟气脱硫中,必需保证连续安全可靠脱硫,才能有效降低运行成本。因此,如何在保证控制安全可靠的前提下,实现低成本自动化,是脱硫自动控制设计者主要考虑的问

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1 ?引言
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 近年来,环保项目烟气脱硫得到了很大发展,在烟气脱硫中,必需保证连续安全可靠脱硫,才能有效降低运行成本。因此,如何在保证控制安全可靠的前提下,实现低成本自动化,是脱硫自动控制设计者主要考虑的问题。该控制系统是根据燃煤锅炉脱硫系统操作规程及控制要求设计的,具有对燃煤锅炉脱硫系统进行全自动智能控制及故障保护等功能。主要控制对象为风机、循环泵、补水泵。系统采用日本富士6寸单色触摸屏作为显示和操作平台,以杭州家和公司锅炉脱硫系统控制专用模块PLM作为信息处理和中央控制单元;同时予留了标准的通讯接口,可与中央机房连网实现楼宇自控及远程监控。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 控制系统采用世界着名工业控制品牌模块,同时嵌入家和公司精心设计的工业控制软件和控制外围的工艺结构。该系统软件不仅实现了锅炉脱硫系统的手/自动控制、工况监控、历史数据记录、实时趋势等一般的监控要求,还增加了家和公司针对近几年锅炉脱硫系统事故进行仔细分析和研究的成果,具备了丰富的故障检测、故障报警、故障处理等功能,最大限度的保证了锅炉脱硫系统的安全可靠运行。同时,家和公司对控制柜进行了专业的造型设计、数控制造,使得控制柜内部结构和外部造型更符合工业现场要求和人体工程学,使得锅炉脱硫系统控制更加完美。PLM是一种与富士、三菱、DIGITAL等公司技术合作由杭州家和公司开发,面向锅炉脱硫系统控制的专用模块。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 ?烟气脱硫工艺简介
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 在热电厂锅炉生产运行过程中,由燃煤产生的含SO2热态气体直接进入反应器,同时雾化后的石灰浆和循环水也注入反应塔,中和反应生成亚硫酸钙,进一步氧化后生成硫酸钙,再经分离器,硫酸钙沉淀结晶为石膏直接排出,以备回收利用;另一部分脱硫后的烟气经过除尘器,除去烟尘雾滴,再加压经烟囱排出。?
? ? ? ? ? ? ? ? ? 由于我国的能源以燃煤为主,从工业生产到居民生活都离不开燃煤提供的能源,而工业生产的性质、规模、城市居民的密集度、季节变化等因素都决定了燃煤排放烟气量的不确定性,这就要求反应塔中石灰浆的量要与燃煤排出的待中和的SO2气体量相匹配。因此,通常采用变频器控制石灰水泵的频率,进而控制反应塔中石灰浆的量。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 3 ?锅炉脱硫系统控制功能简介
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1)整个锅炉脱硫系统控制器设计了电脑及强电两部分。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)锅炉脱硫系统控制柜具有较强的人工智能,触摸屏以全中文菜单方式显示,以人机对话方式与锅炉脱硫系统用户交互信息,给操作者带来极大方便。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? (3)锅炉脱硫系统控制器实时采集锅炉脱硫系统各项工况信号,并软件处理分析,实时监控锅炉脱硫系统的正常、安全运行。其主要功能为:
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 现场信号采集:采集现场温度、压力、水位等信号,进行信号处理、计算。并保存数据以方便用户查阅,同时对锅炉脱硫系统全自动运行进行实时监控。确保锅炉脱硫系统的正常、安全运行。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ● 设置锅炉脱硫系统运行参数;设置锅炉脱硫系统全自动运行所需温度、压力、时段等参数。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 信息处理:将现场采集的信号进行智数据分析统计处理,完成故障预测、故障处理、控制热系统设备、热系统防冻控制、数据查询打印、智能模糊控制锅炉脱硫系统运行等工作;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ● 动识别故障并保护:发生故障时,软件自动识别故障,保护锅炉脱硫系统及附属设备安全。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ● 通讯功能:通过RS-485通讯可把工况数据实时传送至中心机房并接收中心指令,控制锅炉脱硫系统相关设备运行。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 软手动功能:在此状态下,可以直接对循环泵、补水泵、风机等负载进行操作。用软手动操作时,将严格遵循风机负荷的工作时序及循环泵的连锁关系。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ● 防冻功能:为防止管道爆裂,系统在冬季严寒状态下设有防冻功能。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 4 ?自动控制系统各子系统
? ? ? ? ? ? ? ? ? 4.1 燃烧器自控
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1)控制系统进入上班时即启动循环泵。循环泵处于开状态时,才能开启燃烧器。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)当系统内出水温度低于设定的出水温度下限值时,启动燃烧器进入二段火燃烧状态。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (3)当系统内出水温度高于设定的出水温度下限值时关二段火,转入一段火燃烧状态。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (4)当出水温度高于设定的出水温度上限值时,进入停止循环泵。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 4.2 循环泵自控
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 设备进入上班后即开循环泵。下班时关循环泵。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 4.3 补水泵自控
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ● 当回水压力低于设定的压力下限值时,启动补水泵。同时,提示:开补水泵;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ● 当出水压力高于设定的压力上限值时,关闭补水泵。同时,提示:关补水泵。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 5 ?故障报警及保护
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1)系统报警:脱硫系统如果因各种原因不能正确运行故障连锁。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)出水压力超高:出水压力超高限时,故障连锁。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (3)回水压力超低:回水压力超低限时,故障连锁。?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (4)烟气压力异常:管道燃煤压力超压或低压时,故障连锁。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (5)锅内水温超温:锅炉脱硫系统出(回)水温度大于设定超温温度时,报警停机,开循环泵。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (6)锅炉脱硫系统烟气超温:锅炉脱硫系统排烟温度超温时,故障连锁。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (7)锅内缺水保护:锅内水位低于警戒水位时,故障连锁。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (8)温度传感器故障
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ● 出(回)水温度传感器发生断路或短路故障时,故障报警;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ● 烟道温度传感器短路或断路时,故障报警。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (9)压力传感器故障:出(回)水压力传感器断路或短路时,故障连锁。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (10)循环泵故障: 循环泵启动后,控制柜检测不到流量信号时,故障连锁。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (11)锅炉脱硫系统烟气超温连锁:锅炉脱硫系统烟气温度超过限定值时,故障连锁。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (12)断电保护:系统具有端点记忆及切断输出设备功能。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 6 ?其它主要功能
? ? ? ? ? ? ? ? ? 6.1 定时功能 ? ?
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 该控制系统可以通过对定时功能操作,使系统自动进入上班或下班状态。控制系统可在365天内设置四组定时时段,不同季节时段用户可以设置不同的温度范围。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 6.2 信息记录与查询功能
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 控制系统在正常工作时,每隔一个时间段记录锅炉脱硫系统运行工况数据,包括出水温度、回水温度、锅炉脱硫系统出水压力、锅炉脱硫系统回水压力、燃烧器、补水泵等负载累计运行时间、设备运行状况等。当故障发生时系统将及时记录故障信息。触摸屏可存储一个月信息量,自动生成工作报表及故障记录,存储的信息可通过查询键在触摸屏上查询,也可打印输出。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 6.3 帮助功能
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 可通过按“?帮助”键,进入触摸屏帮助功能窗口,窗口内有触摸屏操作使用、维护、故障排除等相关信息的描述,便于初学者更快的熟悉控制系统的操作应用。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 6.4 密码认证
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 开/关机、参数设置、手动操作,需输入密码,只有经验证密码后,才有权进入相应的功能模块。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 6.5 防冻保护功能
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ● 在控制系统处于自动状态时,每隔30分钟启动一次循环泵,启动30分钟后停泵;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ● 如果防冻开关动作,控制系统自动启动循环泵,当回水温度超过25℃时,关闭燃烧器,退出防冻状态。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 7 ?系统原理框图
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 系统原理框图如附图所示。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 附图 ?系统原理框图
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?8 ?显示与操作功能描述
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 控制柜采用日本富士公司6寸单色触摸屏作为信息显示和操作平台。每幅画面,可通过按钮、键盘进行修改及操作。每幅画面左上角画面名称,右上角为当前日期和时间。各画面和功能设置说明如下:?
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1)“工况监控”画面描述
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 运行方式选择:显示“定时自动”、“非定时自动”、“手动操作”、“未定义”;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 锅炉脱硫系统运行状态:上班/下班;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 出水压力状态:出水压力状态(正常/异常);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 回水压力状:回水压力状态(正常/异常);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 燃烧器状态:电源开/关、火力状态、燃烧负荷;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 锅内温度状态:出水温度/回水温度(正常/异常);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 排烟温度状态:排烟温度值、温度正常/异常;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 系统设备状态:补水泵、循环泵状态。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)主要按键功能描述
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 主菜单键:按该键,进入“主菜单”画面,以作参数设置、查询等工作;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 历史记录:按该键,进入“历史记录查询”画面,以查看各受控设备历史运行情况;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 故障查阅:按该键,进入“故障查阅”画面,以查看历史故障情况;
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 下一页:因页面无法放置所有参数及设备符,下一页显示的是出水温度、回水温度、排烟温度、出水压力、回水压力及一些设备状态的现场数据;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 急停键:此键为系统异常时使用,慎用!
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 复位键:故障消除、急停消除都须双击复位键;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 上/下班键:仅供非定时自动时使用。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 9 ?结束语
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? ? ? ? ? ? ? ? ? 本系统投入运行半年来,稳定可靠,喷吹量大幅度提高,以低成本及完善的功能赢得了锅炉操作人员的好评。通过这次成功的设计实践,我们认为,一套控制系统的设计不能一味求大、求先进。采用集中控制还是分散控制,应充分考虑系统的工艺特点、投资成本。以PLC为控制核心的烟气脱硫控制系统,采用PLC和变频器控制石灰浆泵机后,?
? ? ? ? ? ? ? ? ? 可以实现全自动实时监控运行,SO2仪器分辨率高,节能环保,脱硫效率高,脱硫剂利用率高。脱硫装置具有人机界面友好、操作简单、运行可靠、负荷适应性强、管理方便等特点。使原有烟气脱硫设备得到改进和完善,不仅适合在新的烟气脱硫系统中采用,也适合旧设备改造。
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【责任编辑:管理员 TEL:400-666-4470】

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