热电厂烟气脱硝设备典型控制系统的功能与设计

张福祥

【摘 要】本文主要阐述了电厂烟气脱硝设备控制系统总的设计要求、对就地设备的要求、分析仪表、执行机构等功能与设计问题 【期刊名称】《科技风》 【年(卷),期】2012(000)010 【总页数】1页(P51-51)

【关键词】电厂;烟气脱硝设备;控制系统;功能;设计 【作 者】张福祥

【作者单位】龙煤矿业集团股份有限公司鹤岗分公司立达矸石热电厂,黑龙江鹤岗1100

【正文语种】中 文

脱硝控制系统的设计应满足整个脱硝系统和设备安全、经济运行及监视、控制、调节的要求，并满足相关规范的要求，应是先进、可靠、完整的控制系统。结合电厂典型的SCR控制系统，根据功能分散和物理分散结合的原则设计。SCR—CS功能包括数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、连锁保护、烟气脱硝系统、电源系统的监控等。

1）仪表和控制设备要考虑最大限度的应用性、可靠性、可控性和可维修性，全部部件要在规定的条件下安全运行和满足运行过程中仪表和控制设备100%投入率。 2）烟气脱硝系统、工艺系统及辅助系统和单体设备的起/停控制、正常运行的监

视和调整及异常与事故工况的处理，要全部通过SCR—DCS实现，就地操作手段只用于SCR—CS完全故障或巡检人员发现事故时的紧急操作。

3）对特殊的工艺设备，如控制逻辑部分要在就地控制柜内完成，要单独提出。就地控制装置要与SCR—DCS有足够数量的硬接线及通信信号接口，符合在SCR—DCS上对该设备的监视和控制。

4）控制和监测设备要有良好的性能以使整个装置在安全无故障的条件下运行和监测，并可满足防腐、防水、防爆要求。

5）烟气脱硝系统内的仪表控制系统及装置不设置单独的接地网，全部接地要接至整个电厂的电气接地网上，接地电阻应要足电气接地网的要求。

6）SCR—DCS要完成脱硝工程规定的数据采集（DAS）、模拟量控制(MCS）、顺序控制（SCS）等功能以FUHE脱硝系统各种运行工况的要求，确保脱硝系统安全、高效运行。整个SCR—DCS的可利用率、DAS系统的平均无故障时间

（MTBF）以及SCS、MCS系统的平均无故障时间（MTBF）要大于系统设计数值。 7）SCR—DCS要通过高性能的工业控制网络及分散处理单元、过程I/O、人机接口和过程控制软件等完成烟气脱硝系统及其辅助生产过程和烟气脱硝装置电源系统的控制。SCR—DCS硬件要安全、可靠和先进。

8）SCR—CS系统要容易组态、方便使用、扩展。SCR—DCS的设计要采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能，使其具有高度的可靠性。系统内的组件出现故障都不影响整个系统的工作。

9）系统的监视、报警和自诊断功能要高度集中在LCD上显示和在打印机上打印，控制系统应在功能和物理上适当分散。SCR—CS要采取有效措施，避免各类计算机病毒的侵害和SCR—DCS内各存储器的数据丢失以及外部系统和人员对系统的侵害。在SCR—DCS系统通信出现故障或运行操作员站和LCD全部故障时，要确保把脱硝系统安全停运。

10）SCR—DCS对电气系统的控制要满足脱硝系统送电和分部试运转的要求。SCR—DCS接地要采用与电气共用地网的方式，全部控制器机柜和I/O机柜都设置供电缆屏蔽层接地用的专用端子排。

1）烟气脱硝系统的调节阀要装设开度位置传感器（4～20m ADC输出和极限位置指示装置；用于二位控制（ON—OFF）阀的开关方向各装设四开四闭位置限位开关和足够的力矩开关。

2）就地设备、装置与DCS的硬接线接口信号要两线制传输，信号形式模拟量可为4～20m ADC或热电偶（阻）。热电偶应采用K分度，热电阴可架用三线制，开关量信号为无源接点，信号接地统一在DCS机柜侧接地。

3）仪表和控制设备的设置位置和数量要满足采用SCR—DCS对整个烟气脱硝系统进行远方监视、运行调整、事故处理要求。

4）室外的就地控制箱及就地仪表接线箱采用户外型不锈钢结构。

5）所有测量点至一次隔离阀采用的所有材料要满足在安全运行条件下测量介质的要求，与仪表及变送器连接的仪表管材质及壁厚应与工质相适应，不可发生腐蚀或污染的现象。

6）变送器能对应零到满量程的测量范围，输出4～20m A信号，并采用就地保护柜安装方式。

7）一切就地仪表和执行机构的电子部分、就地盘箱柜等含有电子部件的就地设备，其防护等级要满足防护要求。

SCR装置入口和出口要各设烟气测点，配置烟气分析仪，对进入SCR装置的烟气进行连续在线监测，系统测得的数据要全部进入系统在线监测进行监视、计算及控制。烟气分析仪表测定的参数要能满足各种运行工况下SCR系统控制的要求，测量精度不低于±1%满刻度。烟气脱硝系统中的一切烟气分析仪检测设备的电源故障和系统故障，通过SCR—DCS报警。

用在闭环和开环控制回路的执行器要采用电动执行机构。电动执行器要满足其工作环境的温度、湿度等要求，其保护等级至少要达到IEC标准IP65，包括电动机和接线盒。电动执行机构电动机运行的频率范围为正常值的±5%，电压范围为正常电压的＋10%～10%。若电压降到正常值的85%，且转矩和轴向压力正常，执行机构的电动机也可以起动。

执行器要能通过手轮对执行机构实施就地手动操作，要在执行机构上安装就地位置指示仪，在相应操作平台能清晰观察到。一切执行机构（开环或闭环）要带有接线端子或插座，与电力电缆和控制电缆相连，这些插头要按照IEC30或等同标准制造完好。一切执行机构的力矩、全行程时间、精度、回差等性能指标要满足热态运行时工艺系统的要求和有关的电动执行机构规范要求，一切电动或气动执行机构可采用智能型一体化产品。

1） 闭环控制回路中的执行机构。其执行机构要采用单相220VAC、50Hz或三相380VAC、50Hz的工作电源，气动执行机构的电磁阀采用220V、50Hz供电力式。用于闭环控制的执行机构为连续型，接受4～20m ADC的控制信号。一切闭环控制回路的执行器要装有带4～20m ADC输出信号的电子位置传感器和1～100%标度的就地位置指示器。闭环控制执行机构的电动机额定持续工作负荷至少比驱动阀要求的功率最大值高1/5。

2）开环控制回路的执行机构。其执行机构的电动机要完全密闭，额定工作电源为380VAC、50Hz。开环控制回路的电动执行机构要使用间歇负荷电动机。执行机构的齿轮和驱动设备（阀、挡板等）的设计安全系数为1.5，电动执行机构的全行程时间要小于50S。对全开和全闭之间要求保持中间位置的执行机构要装有一个位置指示变送器，把0～100%的信号转换成4～20m ADC信号送到DCS中。为满足显示与控制要求，要使用行程和转矩开关。每个执行机构要装有4个位置

开关和2个转矩开关。以上开关的辅助接点应镀银，全开与全关终端位置信号要进入SCR—DCS。