脱硝工程DCS控制系统设计说明.doc

2.3 1#热解反应器稀释风机及电加热器系统1#热解系统的稀释空气由2台稀释风机提供，通过1台电加器加热到450的高温后进入尿素分解室。2.31稀释风机 打开1#锅炉二次风控制阀01HSG10 AA001或2#锅炉二次风控制阀03HSG10 AA001(画面由操作员选择)，打开1#尿素热解反应器出口去1#炉SCR反应器控制阀01HSJ81 AA001和打开1#尿素热解反应器出口去2#炉SCR反应器控制阀02HSJ81 AA001，打开1#尿素热解反应器喷枪冷却风控制阀12QFB50AA002，启动1#尿素热解反应器高温稀释风机A或1#尿素热解反应器高温稀释风机B(1#尿素热解反应器高温稀释风机变频器速度控制12HSG10GH002AO设为50HZ)。A与B互为备用。1#尿素热解反应器出口温度12HSJ81CT101达到250,启动1#尿素热解反应器稀释风电加热器12HSG10AH001。l 稀释风机 手动开：运行人员开指令 自动开(OR)： 来自热解系统顺控启动开指令 开允许条件(AND)： 无电气故障信号 风机开关off状态 风机无操作失败故障 手动关：运行人员关指令 自动关：无 关允许条件：加热器停运2.3.2 电加热器电加热器12HSG10 AH001与DCS系统的接口信号有：DI信号（过热报警12HSG10AH001ZF1、介质超温报警12HSG10AH001ZF2、电热管超温报警12HSG10AH001ZF3、就地/远程转换12HSG10AH001PE、运行/停止状态03HSG10AH001ZSZD），DO信号（电加热器启动12HSG10AH001MS、电加热器停止12HSG10AH001MD），AI信号1个（电加热器出口介质温度信号12HSG10CT101(0800)），AO信号2个（分解室出口温度控制信号12HSG10AH001AO1、电加热器出口介质温度设定信号12HSG10AH001AO2(500)）。电加热器可以有两种控制方式：就地控制和远方DCS自动控制方式。在远方自动控制方式下，DCS只是发送启动或停止指令给电加热器控制系统，由电加热器就地控制系统控制电加热器内部各个设备（温度调节装置等）。l 热解室出口温度PID调节控制热解室温度控制是通过控制电加热器来控制通入热解室的空气温度实现的，该电加热器通过自带的就地控制装置，根据电加热器出口的温度传感器与PID温度调节仪组成的调节回路实现电加热器出口空气温度控制，DCS则根据热解室出口温度与电加热器的PID温度调节回路组成一个串级调节回路，即根据热解室出口设定的温度与实际温度的偏差修正电加热器的PID温度调节仪设定值（12HSG10AH001AO1 0800），从而使热解室出口介质温度达到设计要求。l 电加热器启停控制 手动开：运行人员开指令 自动开(OR)： 来自热解系统顺控启动开指令 开允许条件(AND)： 电加热器远方自动方式 电加热器无故障报警 稀释风机运行 2#尿素热解反应器出口温度12HSJ81CT101达到250 尿素分解室出口开关阀01HSJ81 AA001或02HSJ81 AA001打开 电加热器保护跳闸信号 手动关：运行人员关指令 自动关(OR)： 来自热解系统顺控停止关指令 保护关(OR)：当下列保护再投入状态下动作时，自动停电加热器 MFT 风机运行停止 机组负荷40%。1#尿素热解反应器出口去2#炉SCR反应器控制阀02HSJ81 AA001开允许条件为2#机组负荷40%。2.4.2热解系统程控启动逻辑启动允许条件：(1#尿素热解反应器高温稀释风机A或B做选择) 尿素溶液回尿素溶液储罐管线压力15HSJ35CP101 (0.1-0.6MPa) 无程控停指令 尿素分解室出口开关阀01HSJ81 AA001和02HSJ81 AA001 关 稀释风机投入 电加热器投入第1步：打开1#锅炉二次风控制阀01HSG10AA001或2#锅炉二次风控制阀02HSG10AA001；(由操作员在画面上选择)第1步结束条件：1#锅炉二次风控制阀或2#锅炉二次风控制阀开到位；第2步：打开尿素分解室出口开关阀01HSJ81 AA001和02HSJ81 AA001；第2步结束条件： 尿素分解室出口开关阀开到位；第3步：打开尿素分解室出口去1#炉SCR反应器调节阀01HSJ81AA101至50%和打开尿素分解室出口去2#炉SCR反应器调节阀02HSJ81AA101至50%；第3步结束条件：调节阀01HSJ81AA101阀位01HSJ81AA101AI48%和调节阀02HSJ81AA101阀位02HSJ81AA101AI48%；第4步：打开1#尿素热解反应器喷枪冷却风控制阀12QFB50AA002；第4步结束条件： 1#尿素热解反应器喷枪冷却风控制阀开到位；第5步：启动稀释风机（1#尿素热解反应器高温稀释风机变频器速度控制12HSG10GH002AO设置成50HZ）第5步结束条件： 稀释风机运行且1#尿素热解反应器出口温度12HSJ81CT101大于250第6步：启动加热器第6步结束条件： 加热器启动且1#尿素热解反应器出口温度12HSJ81CT101大于400第7步：打开雾化空气开关阀12QFB50AA001，30S内1#尿素热解反应器雾化空气调节阀12QFB50AA101 0%100%。流量计12QFB50CF101和调节阀12QFB50AA101组成的闭环控制回路置自动状态；第7步结束条件： 雾化空气开关阀12QFB50AA001开到位，1#尿素热解反应器雾化空气调节阀自动状态。第8步：打开尿素溶液开关阀12HSJ35AA001，30S内1#尿素热解反应器尿素溶液流量调节阀12HSJ35AA101 0%100%。流量计12HSJ35CF101和调节阀12HSJ35AA101组成的闭环控制回路置自动状态。第8步结束条件： 尿素溶液开关阀12HSJ35AA001开到位，1#尿素热解反应器尿素溶液流量调节阀自动状态。第9步：流量计02HSJ81CF101和调节阀02HSJ81AA101组成的闭环控制回路置自动状态。第9步结束条件： 调节回路为自动状态。2.4.3热解系统程控停止逻辑停止允许条件：无第1步：关闭尿素溶液开关阀12HSJ35AA001；第1步结束条件： 尿素溶液开关阀关到位第2步：关闭调节阀12HSJ35AA101; 第2步结束条件： 调节阀12HSJ35AA1015%.第3步：打开喷枪吹扫开关阀12QFB50AA003; 第3步结束条件： 喷枪吹扫开关阀开到位第4步：打开调节阀12HSJ35AA101，30S内从0%-100% 第4步结束条件： 调节阀12HSJ35AA10195%且延时1分钟。第5步：关闭喷枪吹扫阀12QFB50AA003第5步结束条件： 喷枪吹扫阀关到位第6步：关闭雾化空气开关阀12QFB50AA001第6步结束条件： 雾化空气开关阀关到位第7步：关闭雾化空气调节阀12QFB50AA101第7步结束条件： 雾化空气调节阀12QFB50AA101AI5%。第8步：停止加热器第8步结束条件： 加热器停运3分钟第9步：停止稀释风机第9步结束条件： 稀释风机停运。第10步：关闭1#尿素热解反应器喷枪冷却风控制阀12QFB50AA002第10步结束条件： 喷枪冷却风控制阀12QFB50AA002关到位。第11步：关闭1#尿素分解室出口开关阀01HSJ81 AA001和02HSJ81 AA001第11步结束条件： 分解室出口开关阀01HSJ81 AA001和02HSJ81 AA001关到位。第12步：关闭1#锅炉二次风控制阀01HSG10AA001或2#锅炉二次风控制阀02HSG10AA001第12步结束条件： 1#锅炉二次风控制阀01HSG10AA001或2#锅炉二次风控制阀02HSG10AA001关到位。2.4.4 溶液喷射装置溶液喷射装置由1支喷枪组成，喷枪上有1只溶液开关阀、1只溶液流量计、1只溶液调节阀；1只喷枪吹扫阀；1只雾化空气开关阀、1只雾化空气流量计、1只雾化空气调节阀；还有一个用于给喷枪冷却的空气开关阀1只。在尿素溶液回尿素溶液储罐管线安装有1只压力变送器，用于检测尿素溶液循环管线的压力。溶液喷射装置的作用是在正常运行过程中将程序计算出来的需要喷射进热解装置的尿素溶液输送到投运的喷枪中，并且要通过动态的调节喷枪上的调节阀，使热解反应的充分进行。脱硝反应氨需量计算的主要依据是：1#炉和2#炉SCR反应器出口烟气NOx浓度、从锅炉负荷换算出的烟气量(设计烟气量)以及设定的烟气排放NOx浓度，用SCR反应器出口烟气NOx浓度作为实际脱硝运行的反馈数据对计算出的氨需量之和进行PID方式的修正调整（调整范围50%150%，画面中用0.51.5表示），从而消除或减小由于实际烟气量与锅炉负荷换算出的烟气量不一致、从氨需量换算出的尿素需量不准确、尿素热解反应不稳定以及其它相关原因所导致的最终脱硝反应效果的偏差，形成一个反馈调节回路。计算出来的氨需量乘以系数3.7056（厂家提供的质量转换比），则得到脱下反应尿素需量，该系数已经考虑了尿素溶液浓度（约50%）、单位尿素分解出的氨量、脱硝反应NOx与氨气的反应比例等等因素；尿素溶液流量计送入的是体积流量，尿素量的计算以及控制调节使用体积流量（NCM/HR），画面显示的尿素流量、氨需量均用质量流量（kg/hr）(乘上尿素密度)。在脱硝运行期间，程序自动将所需要的尿素溶液分配到投运的热解系统尿素溶液喷射装置喷枪中喷入热解室内，尿素溶液在热解室内经过高温分解，产生氨气，在与稀释风混合后，送入烟道SCR反应器中，实现脱硝反应。热解系统尿素溶液喷射装置还需要通过压缩空气对尿素溶液进行雾化以保证尿素能够比较充分地分解，除了对雾化空气母管阀门进行监控，在每个喷射装置的雾化空气管路上分别配有1个流量计和1个调节阀，用于调节雾化空气流量与尿素溶液的流量相匹配。为了防止尿素结晶在喷射装置中造成堵塞，需要用空气对喷枪进行退出前的吹扫，程序自动对退出运行的喷射装置进行一次90秒钟的空气吹扫。在非检修状态下，程序自动检测喷射装置的溶液开关阀阀位信号，一旦溶液开关阀关闭，则先关闭调节阀，再自动打开吹扫阀，并同时将喷射装置调节阀开到100%，90秒后关闭吹扫阀、调节阀。l 喷射装置投运选择在系统画面上设计溶液喷射装置投运选择的按钮，显示喷射装置投运/停运状态以及投运条件状态指示。选择按钮图标底色变为红色并且文字指示为“ON”则表示该支喷枪被选择为投运，而当选择按钮图标底色变为绿色并且文字指示为“OFF”则表示该支喷枪被选择为停运。在启动热解系统程控前，运行人员要选择投运的喷射装置（至少选择1支）。在热解系统运行中，运行人员也可以进行喷射装置投运/停运操作。运行中可以选择新投运的喷射装置并重新启动热解系统顺控，则新选择的喷射装置自动投运；运行中，如果将已经投运的改为选择喷射装置停运，则该喷射装置自动停运，并自动冲洗。在热解系统启动过程中，如果喷射装置投运选择按钮图标前面的圆形图标为灰色表示热解室出口/AIG温度等条件尚不满足要求，若变为浅绿色，则表示溶液喷射装置具备了喷射尿素溶液的条件，随后程序将自动启动相应的喷枪（打开溶液阀、并开始按照实际需求自动调节溶液调门）。l 溶液喷射装置停止保护公共条件（OR）： 电加热器停运或故障 机组MFT 尿素溶液回尿素溶液储罐管线压力15HSJ35CP101不正常（0.6MPa）l 溶液喷射装置喷枪停止保护条件（OR）： 溶液喷射系统停止保护公共条件 溶液喷射装置喷枪雾化空气流量低于设定值，或尿素溶液流量坏信号l 溶液阀控制 手动开：运行人员开指令（设为“检修”后） 自动开(OR)： 来自热解系统顺控启动开指令 开允许条件(AND)： 热解系统顺控启动允许条件 非检修状态 雾化空气流量开关ON 冲洗阀关到位 喷枪在投运状态 无溶液喷射装置喷枪停止保护条件（见前页） 手动关：运行人员关指令（设为“检修”后） 自动关(OR)： 来自热解系统顺控停止关指令 保护关(OR)：溶液喷射装置喷枪停止保护条件（见前页） 溶液喷射装置喷枪投运退出 关允许条件： 无l 吹扫阀控制 手动开：运行人员开指令（设为“检修”后） 自动开(OR)： 非检修状态下溶液阀关闭时 开允许条件：无 手动关：运行人员关指令（设为“检修”后） 自动关(OR)： 非检修状态下冲洗阀关闭120s后 关允许条件： 无l 喷射装置流量调节阀控制溶液喷射装置流量调节阀控制的作用是在正常运行过程中将程序计算出来的需要喷射进热解装置的尿素溶液分配到投运的喷枪中。通过动态地调节喷枪上的调节阀使得投运的喷枪喷射的尿素溶液流量，从而利于热解反应的均衡充分进行。喷枪调节阀通过一个独立的PID回路控制，运行的喷枪中的实际尿素溶液流量就是当前反馈值（PV），把尿素溶液需求量分配到运行的喷枪调节阀PID控制回路的给定值（SP）。溶液喷射装置流量调节阀超驰开（100%）条件： 溶液喷射装置自动吹扫溶液喷射装置流量调节阀超驰关（0%）条件（OR）： 溶液喷射装置被选为投运且溶液阀关闭 溶液阀、冲洗阀均关闭溶液喷射装置流量调节阀自动运行条件（AND）： 溶液喷射装置系统运行条件满足 溶液喷射装置被选为投运溶液喷射装置流量调节阀解除自动条件（OR）： 控制溶液喷射装置流量调节阀自动运行条件不满足 实际溶液流量与定值偏差大或流量信号坏质量（通过延时、调节死区进行判断） 溶液喷射装置被选为停运 溶液喷射装置被选为检修* 1#尿素热解反应器出口去1#炉SCR反应器调节阀01HSJ81AA101和1#尿素热解反应器出口去2#炉SCR反应器调节阀02HSJ81AA101