BJCY-SK-324SCR脫硝系統(tǒng)控制說(shuō)明9.10

1、BJCY-SK- 324北京市朝陽(yáng)生活垃圾綜合處理廠焚燒中心-煙氣凈化系統(tǒng) 施工設(shè)計(jì)文件脫硝系統(tǒng)控制說(shuō)明安徽盛運(yùn)環(huán)保（集團(tuán)）股份有限公司北京金州工程有限公司2015年09月審 定：審 核:校 核：設(shè) 計(jì)：一、 項(xiàng)目介紹：項(xiàng)目名稱：北京市朝陽(yáng)生活垃圾綜合處理廠焚燒中心建設(shè)單位：北京市朝陽(yáng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園管理中心廠址：北京市朝陽(yáng)區(qū)金盞鄉(xiāng)高安屯村朝陽(yáng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)模：日焚燒處理生活垃圾1800噸，年處理能力65.7萬(wàn)噸（進(jìn)廠垃圾）占地面積：約80畝（焚燒廠區(qū)占地約47300m2）北京市朝陽(yáng)生活垃圾綜合處理廠焚燒中心項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模日焚燒處理生活垃圾1800噸。焚燒線采用3臺(tái)600t/d機(jī)械爐排爐。

2、煙氣凈化采用“SNCR(選擇性非催化還原)+半干法（Ca(OH)2漿液）干法（NaHCO3）+活性炭噴射+袋式除塵器+SCR(選擇性催化還原 )+防白煙”的凈化工藝；并在鍋爐出口及煙囪上設(shè)置煙氣在線監(jiān)測(cè)裝置(CEMS)。本項(xiàng)目的煙氣凈化處理系統(tǒng)由SNCR脫氮系統(tǒng)、半干式反應(yīng)塔（包括工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)）、消石灰儲(chǔ)存及石灰漿制備和輸送系統(tǒng)、NaHCO3干粉儲(chǔ)存及噴射系統(tǒng)、活性炭?jī)?chǔ)存及噴射系統(tǒng)、袋式除塵器系統(tǒng)、增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、SCR脫氮系統(tǒng)（包括煙氣再加熱系統(tǒng)）、引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)（含消音器）、防白煙系統(tǒng)、飛灰輸送及儲(chǔ)存系統(tǒng)、煙氣管道、管件等，以及所有鋼結(jié)構(gòu)等組成。二、 設(shè)計(jì)范圍SCR脫硝系統(tǒng)（包括煙氣再加熱系統(tǒng)

3、、密封風(fēng)系統(tǒng)、尿素溶液輸送系統(tǒng)、尿素溶液計(jì)量分配系統(tǒng)、尿素?zé)峤庀到y(tǒng)）。三、 設(shè)計(jì)依據(jù)Ø 生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范CJJ90-2009Ø 生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)GB18485-2001Ø 小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范GB50049-2011熱工自動(dòng)化部分Ø 火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程DL 5000-2000熱工自動(dòng)化部分Ø 火力發(fā)電廠熱工控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DL/T 5175-2003Ø 火力發(fā)電廠輔助系統(tǒng)（車間）熱工自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DL/T5227-2005Ø 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB50054-2011Ø 電力工程電纜

4、設(shè)計(jì)規(guī)范GB50217-2007Ø 自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB 50093-2002四、 系統(tǒng)控制說(shuō)明Ø 尿素溶液輸送泵A/B：為保證尿素溶液持續(xù)不間斷的循環(huán)供應(yīng)，尿素溶液輸送泵一用一備配置；當(dāng)其中一臺(tái)正常運(yùn)行的輸送泵出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，處于遠(yuǎn)程AUTO控制模式下的備用泵可自動(dòng)投入。當(dāng)故障泵故障解除后，將故障泵設(shè)置為遠(yuǎn)程AUTO控制模式時(shí)即可。停泵時(shí)，必須將兩臺(tái)泵的控制模式打到手動(dòng)控制模式以解除連鎖，然后手動(dòng)停止即可。Ø 密封風(fēng)機(jī)A/B，一用一備。當(dāng)其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，由操作工通過(guò)安裝在MCC手動(dòng)啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)備用的風(fēng)機(jī)具有自動(dòng)啟停的配置，如需要，也可

5、更改為自動(dòng)投入控制模式。Ø 密封風(fēng)加熱系統(tǒng)溫度控制：自動(dòng)控制時(shí)，PLC根據(jù)加熱器出口空氣溫度反饋值和設(shè)定值進(jìn)行PID運(yùn)算，PID輸出結(jié)果用于調(diào)節(jié)可控硅輸出功率的大小。手動(dòng)控制時(shí)，可通過(guò)控制界面直接設(shè)定可控硅的輸出功率。該溫度控制回路為單回路閉環(huán)控制。Ø 尿素?zé)峤庀♂岋L(fēng)流量控制：為保證尿素分解后，進(jìn)入AIG的的氨體積濃度低于5%，需根據(jù)MDM尿素溶液流量、MDM霧化空氣的流量數(shù)據(jù)計(jì)算出所需的尿素?zé)峤怙L(fēng)流量。 后期投入備用層催化劑，考慮壓降對(duì)尿素?zé)峤怙L(fēng)流量影響？Ø 為保證尿素溶液的霧化效果， MDM霧化壓縮空氣使用MDM柜內(nèi)的手動(dòng)調(diào)壓閥，設(shè)定所需壓力。流量測(cè)量裝置提供

6、流量開(kāi)關(guān)信號(hào)遠(yuǎn)程至SCR PLC。Ø 為保證尿素溶液熱解所需的熱風(fēng)持續(xù)不間斷供應(yīng)，尿素?zé)峤庀♂岋L(fēng)風(fēng)機(jī)一用一備配置；當(dāng)其中一臺(tái)正常運(yùn)行的稀釋風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，處于遠(yuǎn)程AUTO控制模式下的備用風(fēng)機(jī)可自動(dòng)投入。當(dāng)故障風(fēng)機(jī)故障解除后，將故障風(fēng)機(jī)設(shè)置為遠(yuǎn)程AUTO控制模式時(shí)即可。停泵時(shí)，必須將兩臺(tái)風(fēng)機(jī)控制模式打到手動(dòng)控制模式以解除連鎖，然后手動(dòng)停止即可。尿素?zé)峤庀♂岋L(fēng)機(jī)為變頻驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行頻率由變頻器面板手動(dòng)設(shè)定。Ø SCR聲波吹灰器控制：為減少煙氣中的灰塵催化劑表面積灰，每層吹灰器設(shè)置有2臺(tái)聲波吹灰器。聲波吹灰器的控制由就地控制箱中實(shí)現(xiàn)；上位機(jī)給出聲波吹灰器啟動(dòng)允許信號(hào)，聲波吹灰控制

7、器接收到啟動(dòng)允許信號(hào)后，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)定時(shí)循環(huán)吹灰控制，吹灰時(shí)間和吹灰頻率可通過(guò)聲波吹灰器控制箱的觸摸屏設(shè)定，通過(guò)就地控制箱也可點(diǎn)動(dòng)控制。就地控制箱預(yù)留有備用層催化劑所需聲波吹灰器的控制接口。Ø 尿素?zé)峤鉅t溫度采用串級(jí)控制方案，主溫度控制器為溫度控制回路，溫度測(cè)點(diǎn)PV1位于DC爐的出口，此點(diǎn)溫度工藝上要求穩(wěn)定的工作溫度是300，后續(xù)防逆止劑升溫4366，于保證AIG入口溫度342。主溫度控制PID回路的輸出OP1給副溫度PID回路的SP2，副環(huán)同樣為PID溫度控制器，溫度測(cè)點(diǎn)PV2在電加熱器的出口。副環(huán)溫度PID控制器具有自動(dòng)/手動(dòng)/串級(jí)模式，當(dāng)副環(huán)投內(nèi)給定自動(dòng)控制模式時(shí)，副回路的溫度控

8、制是獨(dú)立的，即SP2由人為給定不受主溫度控制回路的影響。當(dāng)投串級(jí)時(shí)，副溫度回路的溫度控制是受主溫度回路的影響，即SP2由主溫度回路給定的，并且隨著主溫度回路OP1 的變化而變化。為滿足使脫硝系統(tǒng)的安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行，DC熱解爐煙氣出口的管道均布有有3支獨(dú)立的溫度變送器，控制器PLC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的3組溫度模擬量測(cè)量信號(hào)中的有效溫度信號(hào)求平均值作為副環(huán)溫度控制器的PV1。SP1PV2SP2控制框圖Master PIDSlave PIDExport of the heater gas temperatureExport of the DC furnace temperatureSilicon cont

9、rolled rectifierPV1控制流程圖DCHTRSlave PIDMaster PIDØ MDM內(nèi)有三條工藝管線構(gòu)成，分別是尿素管線，霧化空氣管線和沖洗水管線。由尿素制備和儲(chǔ)存系統(tǒng)輸送來(lái)的合格的尿素溶液進(jìn)入到MDM的入口管線和由工廠來(lái)的霧化空氣儀表氣進(jìn)入MDM管線分別供給到噴槍，經(jīng)由噴槍噴嘴霧化后噴入DC爐，在DC爐內(nèi)分解成NH3。MDM是一個(gè)順序控制，啟動(dòng)順序首先打開(kāi)霧化空氣閥，確認(rèn)閥開(kāi)，再打開(kāi)尿素溶液閥，確認(rèn)閥開(kāi)，流量PID回路投入工作，在此過(guò)程中最重要的是對(duì)噴槍尿素溶液量的控制，我們采用前饋-串級(jí)控制，尿素溶液流量SP值是由氨需量來(lái)決定的。停止噴氨時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉尿素溶液

10、關(guān)斷閥，確認(rèn)閥關(guān)后，打開(kāi)沖洗水閥進(jìn)行沖洗，此時(shí)流量調(diào)節(jié)閥開(kāi)度要保證沖洗尿素溶液管道壓力小于空氣側(cè)壓力，沖洗完成后，關(guān)閉沖洗閥，關(guān)閉尿素流量調(diào)節(jié)閥，待系統(tǒng)冷卻后，最后關(guān)閉霧化空氣閥（短時(shí)間停止噴氨，霧化空氣閥保持一直打開(kāi)狀態(tài)）。MDM柜內(nèi)的溶液旁路電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥只作為尿素溶液調(diào)節(jié)閥檢修備用時(shí)應(yīng)急使用。Ø 尿素流量控制采用前饋-串級(jí)控制方案，主環(huán)為煙囪出口煙氣中的NOX濃度控制回路，副環(huán)為尿素溶液流量控制回路，前饋干擾量為原煙氣流量。前饋-串級(jí)控制回路，對(duì)于不同煙氣流量下，在保證預(yù)期設(shè)定的脫硝效果的前提下，前饋-串級(jí)控制回路能有效的加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，并減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作次數(shù)。前饋控制說(shuō)明：

11、將原煙氣流量作為前饋信號(hào)串入控制系統(tǒng)，能明顯加快系統(tǒng)因原煙氣流量發(fā)生變化的調(diào)節(jié)周期、加快調(diào)節(jié)系統(tǒng)的響應(yīng)速率。煙囪出口的煙氣流量、SCR入口原煙氣NOX濃度測(cè)量值、SCR入口原煙氣O2濃度測(cè)量值、煙囪出口NOX濃度測(cè)量值、煙囪出口O2濃度測(cè)量值、DCS控制界面設(shè)定的脫硝率，聯(lián)合計(jì)算得出理論排放達(dá)標(biāo)所需要脫除的NOX量。根據(jù)理論排放達(dá)標(biāo)所需要脫除的NOX量，計(jì)算得出理論所需要的噴氨量；根據(jù)以上得出的理論所需要的噴氨量換算出理論所需尿素溶液流量值F。該前饋回路計(jì)算所得的理論所需尿素溶液流量值F會(huì)作為副環(huán)調(diào)節(jié)回路的一個(gè)給定通道。氨量-尿素溶液換算公式（Q尿素溶液=60÷（2×17）

12、÷wt%÷×WNH3÷k）Q尿素溶液：為尿素溶液體積流量，單位為升60：為尿素分子量17：為氨分子量（1mol尿素對(duì)應(yīng)2mol氨）wt%：為尿素溶液質(zhì)量濃度，為40%：為尿素溶液密度（40%密度為1.11kg/l）WNH3：為NH3耗量 （kg/hr）K：為尿素純度系數(shù)（一般約為97.5%）主環(huán)控制說(shuō)明：減少控制的靜態(tài)誤差，使凈煙氣NOX排放濃度低于所設(shè)定的N0X排放達(dá)標(biāo)濃度。根據(jù)SCR入口原煙氣NOX濃度、SCR入口O2濃度、DCS控制界面設(shè)定的脫硝率，聯(lián)合計(jì)算得到煙囪凈煙氣出口對(duì)應(yīng)的理論干態(tài)NOX排放達(dá)標(biāo)濃度值；該理論計(jì)算得出凈煙氣的干態(tài)NOX排放達(dá)

13、標(biāo)濃度作為主環(huán)控制器的給定值SP1。根據(jù)煙囪出口凈煙氣NOX濃度、煙囪出口凈煙氣O2濃度，計(jì)算得出煙囪出口凈煙氣出口實(shí)際干態(tài)NOX排放濃度測(cè)量值；該計(jì)算結(jié)果作為主環(huán)控制回路的反饋值PV1。主環(huán)控制器根據(jù)理論計(jì)算得出干態(tài)NOX達(dá)標(biāo)濃度和實(shí)際干態(tài)NOX濃度測(cè)量值進(jìn)行PID運(yùn)算。主環(huán)控制器輸出結(jié)果（0-100%）進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)算后作計(jì)算得出修正后，得到所需尿素溶液流量值修正系數(shù)K（0.7-1.3）。主環(huán)回路得到K將作為副環(huán)調(diào)節(jié)回路給定值的一個(gè)修正系數(shù)。副環(huán)控制說(shuō)明：副環(huán)為尿素溶液流量控制回路，用來(lái)補(bǔ)償尿素管道壓力波動(dòng)帶來(lái)的尿素溶液流量波動(dòng)。副環(huán)可根據(jù)主環(huán)回路輸出的修正系數(shù)K和前饋回路所得的計(jì)算理論所需

14、尿素溶液流量值F，通過(guò)K*F運(yùn)行得出修正后的理論所需尿素溶液流量值作為副環(huán)控制器的給定值SP2。尿素溶液輸送管路安裝的電磁流量計(jì)提供尿素溶液流量反饋值PV2。副環(huán)控制器根據(jù)流量設(shè)定值SP2和測(cè)量流量反饋值PV2進(jìn)行PID運(yùn)行，控制尿素溶液流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而達(dá)到噴氨脫硝的目的。副環(huán)PID控制器具有手動(dòng)/單回路自動(dòng)/串級(jí)自動(dòng)三種工作模式。SP1PV2SP2控制框圖Master PIDSlave PIDUrea solution flowNOX clean gas analyzer Flow control valvePV1FK  MDM控制流程圖SCRMaster

15、 PIDSlave PIDØ SGH溫度調(diào)節(jié)為前饋-串級(jí)控制回路：主環(huán)為SGH出口溫度調(diào)節(jié)回路，副環(huán)為SGH加熱蒸汽流量調(diào)節(jié)回路，前饋干擾量為原煙氣流量。對(duì)于SGH在不同煙氣流量下，在保證的SGH出口原煙氣溫度保持在設(shè)定的240的前提下，前饋-串級(jí)控制回路能有效的加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，并減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作次數(shù)。前饋控制說(shuō)明：將原煙氣流量作為前饋信號(hào)串入控制系統(tǒng)，能明顯加快系統(tǒng)因原煙氣流量發(fā)生變化的調(diào)節(jié)周期、加快調(diào)節(jié)系統(tǒng)的響應(yīng)速率。前饋回路根據(jù)煙囪出口的CEMS獲得煙氣流量。根據(jù)SGH入口原煙氣溫度和DCS控制界面所設(shè)定SGH出口煙氣溫度設(shè)定值進(jìn)行求差運(yùn)算，可得出所需SGH加熱原煙氣溫升

16、值T。根據(jù)計(jì)算獲得的煙氣流量和原煙氣所需的溫升值T以及SGH加熱相關(guān)性能參數(shù)可計(jì)算得出理論所需SGH加熱蒸汽流量值F。該前饋回路計(jì)算所得的理論所需SGH加熱蒸汽流量值F會(huì)作為副環(huán)調(diào)節(jié)回路的一個(gè)給定通道。主環(huán)控制說(shuō)明：減少控制的靜態(tài)誤差，使SGH出口原煙氣溫度穩(wěn)定在240，為催化劑脫硝提供穩(wěn)定的工作溫度。SGH出口溫度調(diào)節(jié)回路的給定值為DCS設(shè)定的SP1；SGH煙氣出口的溫度變送器為主環(huán)提供反饋值PV1。主環(huán)PID控制器的輸出值作為副環(huán)調(diào)節(jié)回路理論蒸汽流量給定值的修正系數(shù)K(0-100%)。主環(huán)回路計(jì)算得到的K值將作為副環(huán)調(diào)節(jié)回路給定值的一個(gè)修正系數(shù)。副環(huán)控制說(shuō)明：副環(huán)為SGH加熱用蒸汽流量控制回路，用來(lái)補(bǔ)償蒸汽管道壓力波動(dòng)帶來(lái)的加熱蒸汽流量波動(dòng)，同時(shí)副環(huán)用于控制SGH蒸汽流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。副環(huán)可根據(jù)主環(huán)回路輸出的修正系數(shù)K和前饋回路所得的理論所需SGH加熱蒸汽流量值F，通過(guò)K*F運(yùn)算得出修正后的理論所需SGH加熱蒸汽流量值作為副環(huán)控制器的給定值SP2。SGH加熱蒸汽管路安裝的渦街流量計(jì)提供蒸汽流量測(cè)量值PV2。副環(huán)控制器根據(jù)SGH加熱蒸汽流量設(shè)定值SP2和測(cè)量SGH加熱蒸汽流量反饋值PV2進(jìn)行PID運(yùn)算，控制SGH蒸汽流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而達(dá)到SGH原煙氣出口溫度穩(wěn)定控制目的。副環(huán)PID控制器具有手動(dòng)/單回路自動(dòng)/串級(jí)自動(dòng)三種工作模式。副環(huán)SGH加熱蒸汽流量調(diào)節(jié)回路PID