脫硝控制系統(tǒng)在熱電廠的應用

朱永波

（大慶石化公司熱電廠，黑龍江大慶163714）

優(yōu)化與控制

脫硝控制系統(tǒng)在熱電廠的應用

朱永波

（大慶石化公司熱電廠，黑龍江大慶163714）

文中闡述了HIC-2000系統(tǒng)的基本結構、控制原理及其在脫硝控制系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)鎖控制的實現(xiàn)過程。結果表明，該系統(tǒng)在某熱電廠410 t/h燃煤鍋爐運行的控制效果理想。

控制系統(tǒng)；聯(lián)鎖；自動控制；脫銷系統(tǒng)

某石化公司熱電廠1#～5#號爐燃煤鍋爐采用HIC-2000分布式控制系統(tǒng)，完成鍋爐運行的控制要求。HIC-2000系統(tǒng)是由哈爾濱工業(yè)大學研究開發(fā)的，結合國產(chǎn)電站鍋爐的具體特點，在借鑒國外先進技術的基礎上自行研發(fā)的具有自己特色的網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)［1］。

應用HIC-2000系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)自己的實際應用點數(shù)或監(jiān)控級別，對現(xiàn)場控制站、操作員站進行擴展，以滿足生產(chǎn)需求。

1 脫銷控制主要的控制聯(lián)鎖

1.1 液氨供應系統(tǒng)聯(lián)鎖

（1）1＃液氨緩沖罐出液氨氣動閥

保護關閉：液氨存儲罐區(qū)，或蒸發(fā)區(qū)、緩沖罐區(qū)氨濃度超過25×10-6，延時5 s；1#氨罐液位低于0.3 m，延時5 s；未選擇1#氨罐出液氨；蒸發(fā)器出口氣氨壓力大于1.0 MPa，延時5 s。

（2）2＃液氨緩沖罐出液氨氣動閥

保護關閉：液氨存儲罐區(qū)，或蒸發(fā)區(qū)、緩沖罐區(qū)氨濃度超過25×10-6，延時5 s；2#氨罐液位低于0.3 m，延時5 s；未選擇2#氨罐出液氨；蒸發(fā)器出口氣氨壓力大于1.0 MPa，延時5 s。

（3）液氨緩沖罐出液氨總管氣動閥

保護關閉：選擇液氨泵路運行，且液氨泵運行。

（4）液氨緩沖罐出液氨總管液氨泵A氣動閥、液氨緩沖罐出液氨總管液氨泵B氣動閥關閉許可：相應液氨泵停止（脈沖關1次）；選擇總管氣動閥運行。

（5）液氨緩沖罐出液氨總管A液氨泵、液氨緩沖罐出液氨總管B液氨泵

液氨泵事故跳閘，自動切換另外1臺（開啟液氨泵進口閥門，開啟液氨泵，關閉跳閘的氣動閥）。

保護關閉：選擇A氨罐出液氨，且A液氨存儲罐出液氨氣動閥開到位無；選擇B氨罐出液氨，且B液氨存儲罐出液氨氣動閥開到位無；未選擇A氨罐出液氨，且未選擇B氨罐出液氨；相應液氨泵液氨入口氣動門開到位無；選擇總管氣動閥運行；選擇A氨罐出液氨，且A液氨緩沖罐氣相閥開到位無；選擇B氨罐出液氨，且B液氨緩沖罐氣相閥開到位無。

（6）液氨泵出口往A液氨緩沖罐氣相閥、液氨泵出口往B液氨緩沖罐氣相閥

保護開：選擇相應氨罐出液氨且液氨泵A或B運行。

（7）液氨泵出口往A液氨緩沖罐液相閥、液氨泵出口往B液氨緩沖罐液相閥

保護開：選擇相應氨罐出液氨且液氨泵A或B運行。

保護關閉：液氨泵均未運行，延時5 s。

1.2 鍋爐氨氣至NH3、空氣混合器關斷閥聯(lián)鎖

SCR反應器跳閘條件：

（1）SCR反應器入口溫度＞420℃，延時30 s；（2）SCR反應器入口溫度＜290℃，延時30 s；（3）鍋爐MFT動作；

（4）稀釋風流量小于1 250 m3/h，且稀釋風壓力小于3 kPa延時10 s；

（5）稀釋風機1#跳閘或出口門關閉，且2#稀釋風機跳閘或出口門關閉，延時15 s；

（6）氨氣泄漏點1＞25×10-6，延時5 s；（7）氨氣泄漏點2＞25×10-6，延時5 s。SCR反應器跳閘動作：（1）關閉氨氣切斷閥；

（2）關閉氨氣流量調節(jié)閥；

（3）稀釋空氣流量小于1 250 m3/h時，不允許打開氨氣切斷閥；

（4）氨氣切斷閥關閉時，關閉并閉鎖氨氣流量調節(jié)閥（不需投入聯(lián)鎖開關）。

1.3 鍋爐1#稀釋風機、2#稀釋風機聯(lián)鎖

（1）稀釋風機1#啟動，延時5 s，聯(lián)鎖打開稀釋風機1#口電動門；稀釋風機1#停止，延時5 s，聯(lián)鎖關閉稀釋風機1#出口電動門（不需投入聯(lián)鎖開關）；

（2）稀釋風機2#啟動，延時5 s，聯(lián)鎖打開稀釋風機2#出口電動門；稀釋風機2#停止，延時5 s，聯(lián)鎖關閉稀釋風機2#出口電動門（不需投入聯(lián)鎖開關）；

（3）聯(lián)鎖投入時，稀釋風機1#停止，聯(lián)鎖啟動稀釋風機2#；

（4）聯(lián)鎖投入時，稀釋風機2#停止，聯(lián)鎖啟動稀釋風機1#；

（5）聯(lián)鎖投入時，空氣流量小于1 400 m3/h，且稀釋空氣壓力小于3 kPa，聯(lián)鎖啟動當前備用稀釋風機。

1.4 SCR吹灰順控邏輯

啟動條件：壓縮空氣儲罐壓力大于0.4 MPa運行步驟：

（1）啟動1層聲波吹灰器，10 s后停止，間隔40 s；

（2）啟動2層聲波吹灰器，10 s后停止，間隔40 s；

（3）啟動3層聲波吹灰器，10 s后停止，間隔40 s；

（4）1個周期完后停止400 s后繼續(xù)下個周期，允許手動啟動，手動啟動后循環(huán)運行。

1.5 引風機擋板聯(lián)鎖

（1）甲引風機跳閘且乙引風機運行時，關甲引風機入口擋板；

（2）乙引風機跳閘且甲引風機運行時，關乙引風機入口擋板；

（3）甲乙引風機均跳閘時，甲、乙引風機入口擋板聯(lián)開3 s；

（4）以上各項聯(lián)鎖動作時入口擋板無法操作。

1.6 給粉機風速聯(lián)鎖

當1次總風壓大于2.3 kPa，且2臺送風機運行的情況下，若給粉機風速聯(lián)鎖開關投入，且風速低于18 m/s，停止對應給粉機。

2 氣力輸灰順控邏輯

運行步驟：

（1）判斷進料閥關到位，延時3～5 s；（2）判斷輸送氣源壓力滿足條件；（3）開出料閥；

（4）出料閥開到位，延時3 s，開補氣閥；（5）延時5 s，開進氣閥；（6）延時10 s，開助吹閥；

（7）延時30 s，判斷管道壓力：若壓力高，進入排堵步驟，若壓力低，則繼續(xù)；

（8）延時10 s，關補氣閥；

（9）延時5 s，關進氣，助吹閥；

（10）關出料閥；

（11）輸送結束，等待輸送間隔時間；（12）開進料閥；

（13）等待進料時間，關進料閥；

（14）返回步驟（1）重復運行。

排堵步驟：

（1）開吹堵閥，延時20 s；

（2）判斷管道壓力：若壓力高，則關吹堵閥，延時30 s，返回步驟（1），若壓力低，則繼續(xù)；

（3）關吹堵閥；

（4）延時3 s，開補氣閥，進氣閥；

（5）判斷管道壓力：若壓力高，則關補氣閥，進氣閥，返回步驟（1），若壓力低，則繼續(xù)；

（6）延時10 s，關補氣閥，進氣閥；（7）延時5 s，返回運行步驟（3）。操作過程：

（1）點擊“啟動”按鈕，則對應側輸灰系統(tǒng)程控啟動，按照邏輯步驟運行；

（2）點擊“停止”按鈕，則對應側輸灰系統(tǒng)程控停止，各閥門保持當前位置；

（3）點擊“復位”按鈕，關閉對應側所有閥門；

（4）進料時間，堵管壓力，輸灰超時時間和輸灰間隔時間需參照運行情況手動設定。

報警說明：

（1）關閉進料閥，若20 s后沒有關到位，則報警，程序暫停；

（2）打開出料閥，若20 s后沒有開到位，則報警，程序暫停；

（3）若運行步驟（7）判斷壓力高，則報警，進入吹堵程序。

3 脫銷噴氨自動控制

3.1 脫硝自動調節(jié)限制

（1）鍋爐投入噴氨自動后，其噴氨量給定值被限制在其運行上、下限之內(nèi)；噴氨給定值在限制范圍內(nèi)，實際噴氨流量可能超出該限制；

（2）各臺鍋爐的流量上限：當噴氨超過其上限時，流量給定不再增加；

（3）噴氨自動根據(jù)鍋爐負荷進行調整：即通過判斷甲、乙給煤機斷煤信號和甲、乙給煤機轉速信號；另外，通過接收NOX和氧量變化進行噴氨量給定和運算［2，3］。

3.2 自控制回路設置

首先點擊Point進入主菜單界面，再選擇子菜單中的“回路配置”，就將出現(xiàn)回路稱、類型表格的設定，見圖1。

圖1 HIC-2000主菜單界面

再點擊回路名稱進入回路設定界面，其中有內(nèi)環(huán)被調量、外環(huán)被調量、回路類型、名稱、過程報警值、AO輸出，在相應的位置填入正確的參數(shù)，然后保存并退出，見圖2。

圖2 HIC-2000回路設定界面

點擊PID0進入外環(huán)回路設定，在此對話框內(nèi)對正反作用及P、I、D等參數(shù)進行整定，見圖3。

圖3 PID外回路設定

點擊PID1進入內(nèi)環(huán)回路設定，在次對話框內(nèi)對正反作用及P、I、D等參數(shù)進行整定［4，5］，見圖4。

圖4 PID內(nèi)回路設定

4 結束語

從該石化公司熱電廠1#～5#鍋爐脫銷自動控制系統(tǒng)改造投運的運行情況來看，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可靠性高，控制精度高，自動投入率非常高，運行平穩(wěn)，系統(tǒng)維護量少，操作便利，人性化成度高，收到了很好的效果。

［1］胡林獻.HIC-2000分布式控制系統(tǒng)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2012：13-15.

［2］賈雙燕，路濤，李曉蕓，等.選擇性催化還原煙氣脫硝技術及其在我國的應用研究［J］.電力環(huán)境保護，2004（1）：19-21.

［3］董曉紅，倪允之.火電廠煙氣脫硝技術探討［J］.內(nèi)蒙古環(huán)境科學，2008，20（1）：40-46.

［4］鐘泰.燃煤燃氣脫銷技術［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2010：24-25.

［5］陳列，王新龍.火力發(fā)電廠煙氣脫硝技術研究［J］.科技傳播，2012（3）：69-71.

Application of denitration control system in thermal power plant

Zhu Yongbo
（Thermal Power Plant of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

This paper expounded the basic structure,control principle of HIC-2000 system and its implementation process for realization of interlocking in denitration control system.The result showed that the control effect of this system in the 410 t/h coalfired boiler operation of a thermal power plant is ideal.

control system;interlocking;automatic control;denitration system

X773

B

1671-4962（2017）04-0057-03

2017-05-16

朱永波，男，工程師，2010年畢業(yè)于東北石油大學計算機科學與技術專業(yè)，現(xiàn)從事工業(yè)生產(chǎn)自動化管理工作。