CEMS取样管线温度控制

1、CEMS系统取样管线的温度控制广东粤电靖海发电有限公司杨明洲韶关电厂宋凌玲摘要：煤在燃烧的过程中会产生S02、NO、CO等气体，CEMS在抽样气的过程中，烟气温度降到一定值时，其中的蒸汽会凝结成水。而so2能与水发生反应生在亚硫酸，如果取样管线中有水，不但影响测量准确性，将严重影响分析仪表的使用寿命。要保证烟气中的蒸汽不凝结，必须保证温度在凝结点以上。为了避免取样管中的蒸汽凝结成水，取样管都有伴热装置，如何控制好温度显尤为重要。关键词：温度控制；自保持；触发；复位CEMS(ContinuousEmissionMonitoringSystem)系统在脱硫系统中具有举足轻重的作用。CEMS系统是否

2、准确，可靠直接影响脱硫系统的运行。对环境和电厂效益有着直接影响。如何使CEMS系统运行得更稳定，CEMS系统设备使用周期更长一直是CEMS厂家和用户共同探讨的问题。以国内某知名CEMS厂家为例，该厂家采用了西门子的ULTRAMAT23烟气分析仪和S7-200小型PLC系统，再通过自己研发一些辅助配件进行组装。因为煤在燃烧的过程中会产生SO2、NO、CO等气体，在抽样气的过程中，烟气温度降低到一定值时，其中的蒸汽会凝结成水。而so2是一种能与水发生反应的气体，如果取样管线中有水，不但影响测量准确性，还会产生亚硫酸或者硫酸。亚硫酸和硫酸都具有很强的腐蚀性，将严重影响分析仪表等设备的使用寿命。要保证

3、烟气中的蒸汽不凝结成水，必须保证温度在凝结温度以上。为了避免取样管蒸汽凝结成水，取样管都有伴热装置。实际运行中，取样管线温度大多还是采取的单点控制，即只设定一个温度点，低于该设定点就加热，高于该点就停止加热。运行中发现交流接触器在设定温度点频繁动作的问题。交流接触器的频繁动作，不仅降低了自身使用寿命，对系统的稳定性也有一定影响。为避免这种情况，现在通用的做法是采用双点控制，即温度低于设定的低限时，交流接触器动作，取样管线开始加热，当温度升至高限时，交流接触器复位停止加热，这样既可以有效控制温度在凝结温度之上，又可以避免接触器频繁动作。本文分别利用温度继电器，西门子PLCS7200和DCS系统三

4、种方法来实现双点控制功能。1、继电器实现双点控制温度继电器又叫温度开关，设定一个温度点后，可以用来控制线路的通断。要实现双点控制，必须设定两个温度点，就要用到两个温度继电器。分别用到K1的常开和K2的常闭结点，另外还要用到继电器的一对常开接点形成自锁功能。如图(1)所示K1:温控7W控开关2餉:继电器K2M1K1设成低限温度，K2设成高限温度，当温度低于设定的低限时，K1处于闭合状态，通过K2,继电器M1动作，控制加热带的接触器动作，取样管线开始加热。同时也形成了一个自锁，当温度高于低限温度后，K1断开后，M1仍能保持接通状态。当温度高于设定的温度高限时，K2断开，M1复位，取样管线停止加热。

5、当温度降到设定的低限时K1闭合，形成自锁，当温度升到高限K2断开。如此循环，就能保证温度一直维持在设定低限和高限之间。2、S7-200实现双点控制现在CEMS系统大部分采用西门子公司的S7200来实现控制功能的,S7200主要是针对数字量信号的控制，要让其实现温度控制就要扩展一个模拟量控制块。西门子公司专门针对用户不同的需求，开发有不同的功能模块，只要按自己的要求进行选择就行了。EM231RTD（热电阻）模块为S7-200连接各种型号的热电阻提供了方便的接口。它也允许S7-200测量三个不同的电阻范围。但连接到模块的热电阻必须是相同的类型。组态EM231RTD模块使用DIP开关，可以选择热电阻

6、的类型，接线方式，温度测量单位和传感器熔断方向。通过设定DIP开关1、2、3、4和5来选择RTD的类型。以我们常用的PT100为例：SW0SW7全设为0,SW8则根据接入的类型来选择0或1.当使用3线制热电阻时设为0,当使用2线制或4线制电路时则要设为1要使DIP开关设置起作用，需要重新给PLC和/或用户的24V电源上电。RTD模块与传感器的接线有3种方式，如图（2）所示。精度最高的是4线连接。线连接精度最低，推荐只用于可忽略接线误差的应用场合。RTD4陵a-FSouroe+a-血爾Q恥可。RTD3壤图（2）根据所用的热电阻，设置好DIP开关，接好线后，通过简单的编程我们就可以实现所需要的双点

7、控制功能了。以AIWO为输入电阻，低限7000，高限8000为例，当温度低于设定的低限7000时，AIW0导通，Q0.0输出为1,控制取样管线加热，如图（3）。图（3）当温度高于低限，低于高限时通过Q0.0的自保持，Q0.0继续输出为1控制取样管线加热。如图（4）。图（4）只有当温度达到设定上限Q0.0才会为零如图（5）,加热带停止加热，只到温度降到设定的下限时才开始加热，如此循环，使温度维持设定范围内。图（5）通过引进S7-200系统，不但可以根据要求设置高低限，还可以设置为一直加热开关和暂停加热开关以达到更好的控制效果，通过DAS系统还可以通过CEMS上位机显示出当前温度，给运行，巡检人员

8、提供有效的参考。3、DCS实现双点控制DCS(DistributedControlSystem)是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。目前，电厂都有属于自己的DCS系统，如果条件允许，利用DCS来控制取样管线无疑是最方便有效的。DCS不但可以轻易实现继电器电路和PLC系统的功能，还可以把温度点传到集控中心和SIS系统等实现PLC和继电器电路实现不了的功能。DCS系统实现双点控制功能需要用到一个温度通道和一个开关量通道，只要把热电阻接到温度通道上，经过一条高低比较功能块，当低于设定的低限时发出置位指令，当温度达到高限时发出复位指令，通过数字量输出指令控制交流接触器的通断来控制取样管线加热状态。如图(6)所示。显示模映3高帽伴热帯温度比较模块DA.lH/L图(6)4结论1、无论是继电器电路还是PLC或者DCS，都可以轻易实现该功能，根据各自工和环境和功能要求可以选择不同的控制方法，还可以利用不同的智能继电器和变送器，还可以用到液位、流量、压力等多方面。2、继电器实现双点控制成本低，安装简单，易实现，安装维护人员具备简单的电气知识就能实现，但故障率相对效高，控制精度低。3、PLC具有技术成熟，可靠性高，功能强大，扩充方便且能在恶劣环境的情况下工作，因