循環(huán)流化床鍋爐脫硝技術(shù)方案詳

1、循環(huán)流化床鍋爐 SNCR 脫硝技術(shù)方案一、SNCRC程設(shè)計(jì)方案1、SNCR和SCR兩種技術(shù)方案的選擇1.1.工藝描述選擇性非催化還原(Selective Non-Catalytic Reduction,以下簡寫為SNCR)技術(shù)是一種 成熟的商業(yè)性NOx控制處理技術(shù)。SNCR方法主要在9001050c下，將含氮的化學(xué)劑噴入 貧燃煙氣中，將NO還原，生成氮?dú)夂退?。而選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction, SCR),由于使用了催化劑，因此可以在低得多的溫度下脫除NOx。兩種方法都是利用氮?jiǎng)?duì)NOx還原的選擇性，以有效的避免還原氮?jiǎng)┡c貧燃煙氣中大量的氧氣反應(yīng)，因此

2、稱之為 選擇性還原方法。兩種方法的化學(xué)反應(yīng)原理相同。SNCR在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的試驗(yàn)中可以達(dá)到 90%以上的NOx脫除率。應(yīng)用在大型鍋爐上，短 期示范期間能達(dá)到75%的脫硝率，長期現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用一般能達(dá)到30%50%白NOx脫除率。SNCR技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用是在20世紀(jì)70年代中期日本的一些燃油、燃?xì)怆姀S開始的，在歐盟 國家從80年代末一些燃煤電廠也開始 SNCR技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。美國的SNCR技術(shù)應(yīng)用是在 90年代初開始的，目前世界上燃煤電廠 SNCR工藝的總裝機(jī)容量在2GW以上。兩種煙氣脫硝技術(shù)都可以采用氨水、純氨、或者尿素作為還原劑，工藝上的不同主要體 現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一，SCR需要布置昂貴的金屬催化劑，S

3、NCR不需要催化劑；其二，SNCR 存在所謂的反應(yīng)溫度窗口，一般文獻(xiàn)介紹，其最佳反應(yīng)溫度窗口為8501100c，但是當(dāng)采用氨做還原劑且和煙氣在良好混合條件下，并且保證一定的停留時(shí)間，則在更低的760950c 范圍內(nèi)也可以進(jìn)行有效程度的脫硝反應(yīng)。采用SCR技術(shù)的脫硝反應(yīng)，由于催化劑的存在，則可以在尾部煙道低溫區(qū)域進(jìn)行。SNCR、SCR和SNCR-SCR三種技術(shù)性能比較見表 2-1。表2-1選擇性還原脫硝技術(shù)性能比較項(xiàng)目SCRSNCRSCR-SNCR還原劑NH 3或尿素NH3或尿素NH 3或尿素反應(yīng)溫度250420 C8507250 c前段：250420C,后段：8501250 c催化劑皿，V2O

4、5, WO3不使用催化劑后段加裝少量TiO2,V2O5, WO3脫硝效率7090%大型機(jī)組為2540%,小型機(jī)組配合LNB、OFA技術(shù)可達(dá)80%4090%反應(yīng)劑噴射位置多選擇省煤器與SCR反應(yīng)器間的煙道內(nèi)通常在爐膛內(nèi)噴射綜合SNCR和SCRNH3逃逸小于3Ppm510Ppm小于5ppmSO2/SO3 氧化會(huì)導(dǎo)致SO2/SO3氧化不導(dǎo)致SO2/SO3氧化SO2/SO3氧化較 SCR低對(duì)空氣預(yù)熱器影響催化劑中的V、Mn、Fe等多種金屬會(huì)對(duì)SO2的氧化起催化作用，SO2/SO3氧化率較高，NH3與SO3易形成NH4HSO4而造成堵塞或腐蝕不會(huì)因催化劑導(dǎo)致SO2/SO3的氧化，造成堵塞或腐蝕的概率低于

5、SCR和混合SNCR-SCRSO2/SO3氧化率較SCR低，造成堵塞或 腐蝕的概率較SCR低系統(tǒng)壓力損失催化劑會(huì)造成較大的壓力損失沒用壓力損失催化劑用量較SCR少，產(chǎn)生的壓力損失相對(duì)較小燃料的影響高灰分會(huì)磨耗催化齊I，堿金屬氧化物會(huì)使催化劑鈍化無影響與SCR相同鍋爐的影響受省煤器出口煙氣溫度的影響受爐膛內(nèi)煙氣流速、溫度分布及NOx分布影響綜合SNCR和SCR占地空間大（需增加大型催化劑反應(yīng)器和供氨或尿素系統(tǒng)）?。ㄥ仩t無需增加催化劑反應(yīng)器）較?。ㄐ柙黾有⌒痛呋瘎┓磻?yīng)器）近年來由于環(huán)保需要，中國要求電廠鍋爐除了使用低氮燃燒器（LNB）外，還需進(jìn)一步安裝煙氣脫硝裝置，目前采用的最佳成效工藝主要有 S

6、NCR、SCR和SNCR/SCR混合法技術(shù)。 參照國外整體能源的分配和利用比重以及電廠實(shí)際情況來看，和我國較相似的是美國，但是國內(nèi)的燃煤質(zhì)量及灰分量仍然是要特別考慮的因素。由于SNCR在小型機(jī)組上呈現(xiàn)出的優(yōu)越性，所以在小型機(jī)組上首選 SNCR脫硝技術(shù)，且進(jìn)行SNCR改造后，若需再進(jìn)一步脫硝， 具有很大的靈活性，如圖2-1所示。圖2-1 SNCR技術(shù)所具有的靈活性SNCR系統(tǒng)較簡單，可以根據(jù)機(jī)組運(yùn)行狀況靈活處理，不受機(jī)組燃料和負(fù)荷的變化而 受影響。施工周期短，SNCR對(duì)其他系統(tǒng)的維護(hù)運(yùn)行（如空氣預(yù)熱器和集塵器），都不產(chǎn)生 干擾及增加阻力。使用尿素作還原劑，不僅可以而且減少SCR系統(tǒng)采用 液氨”在

7、使用和運(yùn)輸上的所帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。而且，氨區(qū)的設(shè)計(jì)占地遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于尿素區(qū)的設(shè)計(jì)占地。非常適用于 老廠的脫硝改造，若需進(jìn)一步脫硝，可加裝一層 SCR催化劑，形成混合SNCR-SCR技術(shù)， 達(dá)到NOx減排要求。由于國內(nèi)脫硝技術(shù)仍屬起步階段，目前關(guān)于 SNCR、SCR和SNCR-SCR混合法運(yùn)行資 料不甚多，所以需要借鑒國外經(jīng)驗(yàn)來參考。圖 2-2所示為SNCR, SCR和SNCR-SCR混合 法工藝的的經(jīng)濟(jì)比較，表2-2美國NOx工藝選擇的經(jīng)濟(jì)型分析計(jì)算值。圖2-2 一般SNCR , SCR和SNCR-SCR 混合法工藝的的經(jīng)濟(jì)比較表2-2美國NOx工藝選擇的經(jīng)濟(jì)型分析計(jì)算值%脫硝率%最經(jīng)濟(jì)脫硝率區(qū)*平均

8、美國總投資美元/KW美國總投資US$/KWSNCR25402035151020SCR508570808060140HybridSNCR-SCR559550703070 （24 倍） （視脫硝率而定）SNCRHybridSCR（注*:在此區(qū)域之外并不是不能達(dá)到，而是運(yùn)行成本會(huì)不成比例的大幅度增加。工藝本身的一些弱點(diǎn)會(huì)不成比例的放大。包括負(fù)面影響鍋爐的下游系統(tǒng)，讓整體的能耗及經(jīng)濟(jì)效益減低許多。）從經(jīng)濟(jì)和性能綜合分析：SCR脫硝裝置的成本主要在裝置的成本，運(yùn)行成本主要在于還原劑和催化劑的消耗和 電耗。SNCR方案其運(yùn)行費(fèi)用僅為SCR工藝的1530%,是在滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上 最經(jīng)濟(jì)的方案。SCR

9、潛在的產(chǎn)能問題最多又大。SCR-SNCR 混合型是一個(gè)綜合的方案， 它的最大優(yōu)點(diǎn)在于可以根據(jù)排放要求， 分期實(shí)施。并比 SCR 便宜。產(chǎn)能問題大幅減少。由于CFB鍋爐的爐膛出口及旋風(fēng)分離器進(jìn)口和出口的煙氣溫度位于SNCR反應(yīng)溫度窗口內(nèi)， 且分離器中的煙氣流場(chǎng)的情況正好有利于噴入的還原劑和煙氣的良好混合， 故在循環(huán) 流化床鍋爐上宜采用 SNCR 技術(shù)，可達(dá)到50%以上的脫硝效率。SNCR 的優(yōu)點(diǎn)與其它脫硝技術(shù)相比， SNCR 技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：脫硝效果令人滿意： SNCR 技術(shù)應(yīng)用在大型煤粉鍋爐上， 長期現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用一般能夠達(dá)到3050%的NOx脫除率，循環(huán)流化床的的SNCR技術(shù)可取得50%以上的脫

10、 硝效率。還原劑多樣易得： SNCR 技術(shù)中脫除NOx 的還原劑一般都是含氮的物質(zhì)，包括氨、尿素、氰尿酸和各種銨鹽(醋酸銨、碳酸氫銨、氯化銨、草酸銨、檸檬酸銨等) 。但效果最好，實(shí)際應(yīng)用最廣泛的是氨和尿素。c)無二次污染：SNCR技術(shù)是一項(xiàng)清潔的技術(shù)，沒有任何固體或液體的污染物或副 產(chǎn)物生成，無二次污染。經(jīng)濟(jì)性好 ：由于 SNCR 的反應(yīng)是靠鍋爐內(nèi)的高溫驅(qū)動(dòng)的，不需要昂貴的催化劑系統(tǒng)，因此投資成本和運(yùn)行成本較低。e)系統(tǒng)簡單、施工時(shí)間短：SNCR技術(shù)最主要的系統(tǒng)就是還原劑的儲(chǔ)存系統(tǒng)和噴射系統(tǒng)，主要設(shè)備有儲(chǔ)罐、泵、噴槍和必要的管路、測(cè)控設(shè)備。由于設(shè)備簡單，SNCR 技術(shù)的安裝期短， 僅需 10天

11、左右停爐時(shí)間， 小修期間即可完成爐膛施工。SNCR 技術(shù)不需要對(duì)鍋爐燃燒設(shè)備和受熱面進(jìn)行大的改動(dòng)， 也不需要改變鍋爐的常規(guī)運(yùn)行方式，對(duì)鍋爐的主要運(yùn)行參數(shù)也不會(huì)有顯著影響。脫硝效果的主要影響因素SNCR方法主要使用含氮的藥劑在溫度區(qū)域 8701200C噴入含NO的燃燒產(chǎn)物中，發(fā)生還原反應(yīng)，脫除NO ，生成氮?dú)夂退?，煤粉爐SNCR 其概念見圖2-3，循環(huán)流化床鍋爐SNCR其概念圖見圖2-4。由于在一定溫度范圍，有氧氣的情況下，氮?jiǎng)?duì) NOx的還原，在 所有其他的化學(xué)反應(yīng)中占主導(dǎo)，表現(xiàn)出選擇性，因此稱之為選擇性非催化還原。SNCR在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的試驗(yàn)中可以達(dá)到90以上的NO 脫除率。 SNCR 應(yīng)用在大

12、型鍋爐上，選擇短期示范期間能達(dá)到75%的脫硝效率，典型的長期現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用能達(dá)到 30%60%的NOx脫除率。在大型的鍋爐(大于300MW 發(fā)電功率)上運(yùn)行，通常由于混合的限制，脫硝率小于40。SNCR 技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用是在20 世紀(jì) 70年代中期日本的一些燃油、 燃?xì)怆姀S開始的， 在歐盟國家從 80 年代末一些燃煤電廠也開始 SNCR 技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。圖 2-3 煤粉爐 SNCR 過程還原 NOx 的概念圖 2-4 循環(huán)流化床SNCR 過程還原 NOx 的概念SNCR 相對(duì) SCR 的初投資低，停工安裝期短，原理簡單，硬件工藝成熟。在 SNCR 技術(shù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，影響脫硝效果的主要因素包括：溫度范圍

13、；合適的溫度范圍內(nèi)可以停留的時(shí)間；反應(yīng)劑和煙氣混合的程度；未控制的 NOx 濃度水平；噴入的反應(yīng)劑與未控制的 NOx 的摩爾比 NSR；氣氛(氧量、一氧化碳濃度)的影響；氮?jiǎng)╊愋秃蜖顟B(tài)；添加劑的作用；3.1 溫度范圍的選擇實(shí)驗(yàn)表明，SNCR還原NO的反應(yīng)對(duì)于溫度條件非常敏感，溫度窗口的選擇是SNCR還原 NO效率高低的關(guān)鍵，圖2-5給出了 NOx殘留濃度與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線。溫度窗口取決于煙氣組成、煙氣速度梯度、爐型結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)參數(shù)。文獻(xiàn)中報(bào)道的溫度窗口差別很大，下限最低有427，上限最高達(dá)1150，最佳溫度差別也很大。一般認(rèn)為理想的溫度范圍為700c1000C,溫度高，還原劑被氧化成 NOx,

14、煙氣中的NOx含量不減少 反而增加；溫度低，反應(yīng)不充分，造成還原劑流失，對(duì)下游設(shè)備產(chǎn)生不利的影響甚至造成新的污染。由于爐內(nèi)的溫度分布受到負(fù)荷、煤種等多種因素的影響，溫度窗口隨著鍋爐負(fù)荷的變化而變動(dòng)。根據(jù)鍋爐特性和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，最佳的溫度窗口通常出現(xiàn)在折焰角附近的屏式過、再熱器處及水平煙道的末級(jí)過、再熱器所在的區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)加入其他的有些添加劑可以使NH3/NO反應(yīng)的溫度窗口向低溫方向移動(dòng)，如圖2-6所示。目前報(bào)道的添加劑包才S氫氣，引入的氫氣變成OH使得溫度窗口朝低溫方向移動(dòng)；過氧化氫；一氧化碳；碳?xì)浠衔锶缂淄?、甲醇、乙醇、苯酚；鈉鹽如 NaOH、 HCOONa 、 CH3COONa、 NaNO

15、3、 Na2CO3。2-5 NOx 殘留濃度與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線2-6 氨中CH 4添加量對(duì)溫度窗口的影響3.2 合適的停留時(shí)間圖2-7停留時(shí)間對(duì)SNCR脫硝率的影響還原劑必須和 NOx 在合適的溫度區(qū)域內(nèi)有足夠的停留時(shí)間， 這樣才能保證煙氣中的 NOx還原率。還原劑在最佳溫度窗口的停留時(shí)間越長，則脫除NOx 的效果越好。NH3 的停留時(shí)間超過1s則可以出現(xiàn)最佳NOx脫除率。尿素和氨水需要0.3S-0.4S的停留時(shí)間以達(dá)到有效的 脫除NOx的效果。圖2-7說明了停留時(shí)間對(duì)SNCR脫硝率的影響。用于SNCR脫硝工藝中常使用的還原劑有尿素、液氨和氨水。若還原劑使用液氨，則優(yōu)點(diǎn)是脫硝系統(tǒng)儲(chǔ)罐容積可以

16、較小，還原劑價(jià)格也最便宜；缺點(diǎn)是氨氣有毒、可燃、可爆，儲(chǔ)存的安全防護(hù)要求高，需要經(jīng)相關(guān)消防安全部門審批才能大量儲(chǔ)存、使用；另外，輸送管道也需特別處理； 需要配合能量很高的輸送氣才能取得一定的穿透效果， 一般應(yīng)用在尺寸較小的鍋爐和焚燒爐。若還原劑使用氨水，氨水有惡臭，揮發(fā)性和腐蝕性強(qiáng)，有一定的操作安全要求， 但儲(chǔ)存、 處理比液氨簡單； 由于含有大量的稀釋水， 儲(chǔ)存、 輸送系統(tǒng)比氨系統(tǒng)要復(fù)雜；噴射剛性，穿透能力比氨氣噴射好，但揮發(fā)性仍然比尿素溶液大，應(yīng)用在墻式噴射器的時(shí)候仍然難以深入到大型爐膛的深部，因此一般應(yīng)用在中小型鍋爐上，但在CFB鍋爐上多使用氨水作為還原劑；若還原劑使用尿素，尿素不易燃燒和

17、爆炸，無色無味，運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用比較簡單安全；揮發(fā)性比氨水小，在爐膛中的穿透性好；效果相對(duì)較好，脫硝效率高，適合于大型鍋爐設(shè)備的 SNCR 脫硝工藝。從圖2-8可以看出不同溫度下尿素和氨對(duì) NOx還原率的影響，溫度區(qū)間位于730C950c之間時(shí)，選用氨作還原劑的脫硝效率要高于選用尿素的脫硝率。當(dāng)反應(yīng)區(qū)域溫度在950以上時(shí)，尿素的脫硝效率則可以保持在氨脫硝系統(tǒng)之上。所以在CFB鍋爐的SNCR系統(tǒng)，如果不是出于安全考慮，一般采用氨系統(tǒng)。但是在煤粉爐高溫爐膛噴射，選擇尿素更為有利。液氨是易燃易爆有毒的化學(xué)危險(xiǎn)品，氨水揮發(fā)性強(qiáng)且輸運(yùn)不便；氨水的處理較液氨簡單，因此在CFB鍋爐的SNCR技術(shù)中多選擇氨水

18、作為還原劑。圖 2-8 不同溫度下尿素和氨對(duì)NOx 還原率的影響3.4適當(dāng)?shù)腘H3/NO摩爾比NSR根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程，NH3/NOX摩爾比應(yīng)該為1,但實(shí)際上都要比1大才能達(dá)到較理想的 NOx還原率，已有的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)顯示，NH3/NO摩爾比一般控制在1.02.0之間，超過2.5又tNOx 還原率已無大的影響（見圖2-9）, NH3/NO摩爾比過大，雖然有利于NOx還原率增大，但氨逃 逸加大又會(huì)造成新的問題，同時(shí)還增加了運(yùn)行費(fèi)用。但是如何更有效地控制 NH3 的泄漏，仍然有待于更進(jìn)一步的研究。隨著氨水噴入量的增加，氨水與煙氣的混合情況有所好轉(zhuǎn)，因此在高NH3/NO摩爾比值情況下取得了好的效果。在實(shí)際

19、應(yīng)用中考慮到 NH3的泄漏問題，應(yīng)選 盡可能小的NH3/NO摩爾比值，同時(shí)為了保證NO還原率，要求必須采取措施強(qiáng)化氨水與煙氣 的混合過程。圖 2-9 NH 3/NO 摩爾比 NSR 對(duì) NOx 還原率的影響3.5 還原劑和煙氣的充分混合還原劑和煙氣的充分混合是保證充分反應(yīng)的又一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵，是保證在適當(dāng)?shù)腘H3/NO摩爾比是得到較高的NOx還原率的基本條件之一。大量研究表明，煙氣與還原劑快速而良好 混合對(duì)于改善 NOx 的還原率是很必要的。3.6 氣氛的影響合適的氧量也是保證NH3與NO還原反應(yīng)正常進(jìn)行的制約因素。隨著氧量的增加NO還原率不斷下降。這是因?yàn)榇嬖诖罅康?O2使NH3與O2的接觸機(jī)會(huì)

20、增多，從而促進(jìn)了 NH3氧化反應(yīng) 的進(jìn)行。煙氣中的O2在數(shù)量級(jí)上遠(yuǎn)大于NO,在還原反應(yīng)中微量的氧可大大滿足反應(yīng)的需求， 因此從氧量對(duì)于NO還原率的影響來看，氧量越小越有利于 NO的還原，見圖2-10。圖 2-10 NOx 還原率隨煙氣中的氧氣濃度變化為了提高 SNCR 對(duì) NOx 的還原效率，降低氨的泄漏量，必須在設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵的工藝參數(shù)：燃料類型、鍋爐負(fù)荷、爐膛結(jié)構(gòu)、受熱面布置、過量空氣量、 NO 濃 度、爐膛溫度分布、爐膛氣流分布以及CO 濃度等。SNCR 系統(tǒng)設(shè)計(jì)我方設(shè)計(jì)依據(jù)至少遵循下列文件和標(biāo)準(zhǔn)，但不限于此：本項(xiàng)目招標(biāo)文件火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 DL5000-2000電力

21、工程制圖標(biāo)準(zhǔn) DL5028-93繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程 DL400-915) 火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DL/T 5153-2002火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 DL/T5136-2001發(fā)電廠、變電所電纜選擇與敷設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)程 SDJ26-89火力發(fā)電廠和變電所照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定 DLGJ56-95 3110KV 高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50060-92DL/T620-1997DL/T5137-2001GB50217-94DL/T5041-9510）交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合11） 電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程12）電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范13）火力發(fā)電廠廠內(nèi)通信設(shè)計(jì)

22、技術(shù)規(guī)定14）建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-9415）火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DL/T5044-9516）低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB50054-9517）交流電氣裝置的接地DL/T621-199718）過程檢測(cè)和控制流程圖用圖形符號(hào)和文字符號(hào) GB2625-8119）火力發(fā)電廠電子計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定NDGJ91-8920）火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DLGJ1169321）分散控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)若干技術(shù)問題規(guī)定1993年3月能源部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局22）工業(yè)自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB93-9623）火力發(fā)電廠鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)在線驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程DL/T 655-1

23、99824）火力發(fā)電廠模擬量控制系統(tǒng)在線驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程DL/T 657-199825）火力發(fā)電廠順序控制系統(tǒng)在線驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程DL/T 658-199826）火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)在線驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程DL/T 659-199827）火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性非催化還原法（征求意見稿）SNCR系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)依據(jù)220t/h單汽包、自然循環(huán)、汽冷后段有水平式過熱器及省煤器、平衡通風(fēng)系統(tǒng)的循環(huán)流化床鍋爐,要參數(shù)見表2-3。表2-3某300t/h自然循環(huán)流化床鍋爐的主要設(shè)計(jì)參數(shù)（BMCR ）名稱數(shù)據(jù)額定蒸發(fā)量300t/h過熱蒸汽溫度540+5 C過熱蒸汽壓力9.8 MPa （表壓）省煤器入口給水溫度215

24、C空預(yù)器出口平均燃?xì)鉁囟?40 C （依設(shè)計(jì)煤種定）通風(fēng)系統(tǒng)平衡通風(fēng)蒸汽溫度控制范圍60100%BMCR該爐設(shè)計(jì)用煙煤，其煤質(zhì)特性見下表2-4。表2-4燃煤分析序號(hào)名稱符號(hào)單位設(shè)計(jì)校核1碳Car%62.4260.422氫Har%3.083.383氧Oar%3.422.424氮Nar%1.202.305硫Sar%0.990.906灰分Aar%24.1227.127水分Mar%4.785.809發(fā)熱量Qnet,ar,pkJ/kg232302233010揮發(fā)份Vdaf%12.8511.8511灰艾形溫度DTC1450140012灰軟化溫度STC1500145013灰熔融溫度FTC15001500總體

25、工藝1）總體工藝介紹SNCR系統(tǒng)主要包括氨水儲(chǔ)存系統(tǒng)、吹掃風(fēng)系統(tǒng)、氨水緩沖系統(tǒng)和噴射系統(tǒng)四部分。氨 水儲(chǔ)存系統(tǒng)提供溶液儲(chǔ)存的功能，然后根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況和NOx排放情況加入稀釋水配置成所需的濃度，送入噴射系統(tǒng)。噴射系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各噴射層的氨水溶液分配、霧化噴射和計(jì)量。 還原劑的供應(yīng)量能滿足鍋爐不同負(fù)荷的要求，調(diào)節(jié)方便、靈活、可靠；氨水儲(chǔ)存區(qū)與其他設(shè) 備、廠房等要有一定的安全防火距離，并在適當(dāng)位置設(shè)置室外防火栓，設(shè)有防雷、防靜電接 地裝置；氨水噴射系統(tǒng)應(yīng)配有良好的控制系統(tǒng)，其主要系統(tǒng)流程圖見圖2-8。圖2-8噴射氨水的SNCR系統(tǒng)流程圖2）噴槍位置布置由于CFB鍋爐的爐膛出口及旋風(fēng)分離器進(jìn)口和出口的煙氣

26、溫度位于SNCR反應(yīng)溫度窗口內(nèi)，且分離器中的煙氣流場(chǎng)的情況正好有利于噴入的還原劑和煙氣的良好混合，布置3組共6根氨水噴槍，2根布置于旋風(fēng)筒入口煙道上，單側(cè)墻上下布置，2根布置在旋風(fēng)筒出口管內(nèi)，按原設(shè)計(jì)開孔插入，另2根為低負(fù)荷下投用，在流化床爐膛內(nèi)較分離器入口煙道的標(biāo) 高以下設(shè)計(jì)，其示意圖如圖2-9所示?？紤]爐膛內(nèi)負(fù)壓和顆粒濃度，其中位于爐膛和旋風(fēng)分 離器入口處的噴槍不加氣動(dòng)推進(jìn)裝置， 采用高溫耐熱鋼和陶瓷防磨套管保護(hù)， 分離器出口處 位置的噴槍裝設(shè)氣動(dòng)推進(jìn)裝置，不投用時(shí)或壓縮空氣壓力低時(shí)退出。圖2-9循環(huán)流化床SNCR噴槍位置布置示意圖3） BRL工況下消耗還原劑氨水量的計(jì)算按BRL工況下NO

27、x爐膛出口濃度為 370mg/Nm3,經(jīng)SNCR脫硝后的排放濃度為 222mg/Nm3計(jì)算，煙氣量為280000 Nm3/h,按氨氮摩爾比為1.25為設(shè)計(jì)值，經(jīng)計(jì)算，BRL 工況下單臺(tái)鍋爐每小時(shí)所需20%濃度的氨水量設(shè)計(jì)為0.23 t/h。氨水濃度在1525%之類波動(dòng)， 若按照氨水濃度20%,且鍋爐負(fù)荷為40%BRL工況下，若將20%濃度的氨水配置成10%濃 度的氨水溶液需加入稀釋水量為 0.23t/h。噴槍具有1.52倍的流量調(diào)節(jié)能力。1.4.4系統(tǒng)介紹和主要設(shè)備1 ）氨水儲(chǔ)存系統(tǒng)采用氨水系統(tǒng)時(shí)，可選擇的氨水濃度在 1930%之間。通常氨水選擇三種濃度的一種， 即19%, 25%, 29%。

28、在美國標(biāo)準(zhǔn)控制的體系內(nèi)，采用濃度不同的氨水，適用的布置和安全 標(biāo)準(zhǔn)也有一定的差異。相同的鍋爐工況下，采用的氨水濃度不同，氨罐的容積以及注射泵， 管線，閥門等的參數(shù)都會(huì)有差異。通常氨水濃度應(yīng)該由工程公司和業(yè)主協(xié)商，根據(jù)業(yè)主采購 情況來具體確定。氨水噴射系統(tǒng)需要一個(gè)可以遠(yuǎn)程控制的卸載管線，將罐車運(yùn)來的氨水卸載到存儲(chǔ)罐內(nèi)， 存儲(chǔ)罐的容積一般要比純氨系統(tǒng)大很多，但是考慮到制造、運(yùn)輸方面的限制，通常要限制在 100m3以內(nèi)?？紤]工程所在地的氣象因素，也就是因?yàn)榕_(tái)風(fēng)、颶風(fēng)、暴風(fēng)雨、暴雪等災(zāi)害天 氣可能造成的廠外氨水供應(yīng)中斷的時(shí)間， 再確定存儲(chǔ)罐的合理尺寸。當(dāng)一個(gè)罐子的極限尺寸 也不能滿足合理的儲(chǔ)量要求時(shí)，

29、可以采用兩個(gè)或多個(gè)罐子的布置形式。當(dāng)然，綜合考慮制作 運(yùn)輸成本，也可能在單罐容量足夠使用情況下，采用2個(gè)以上的小罐子布置，但是通常不推薦這樣的設(shè)計(jì)。一般情況下，氨罐存儲(chǔ)量要保證鍋爐滿負(fù)荷脫硝運(yùn)行714天的量，特殊情況下可以取不少于5天的量。2）氨水緩沖系統(tǒng)當(dāng)鍋爐負(fù)荷或爐膛出口的 NOx濃度變化時(shí)，送入爐膛的氨水量也應(yīng)隨之變化，這將導(dǎo) 致送入噴射器的流量發(fā)生變化。若噴射器的流量變化太大，將會(huì)影響到霧化噴射效果，從而 影響脫硝率和氨殘余。因此，設(shè)計(jì)了氨水緩沖罐，用來保證在運(yùn)行工況變化時(shí)噴嘴中流體流 量基本不變。特定濃度的氨水溶液從儲(chǔ)罐輸出后， 進(jìn)入緩沖罐并加入稀釋水，通過監(jiān)測(cè)稀釋水流量和 氨水溶液

30、流量來調(diào)節(jié)最終的氨水濃度以滿足鍋爐不同負(fù)荷的要求。 稀釋水的輸送通過稀釋水 泵來實(shí)現(xiàn)。稀釋水泵設(shè)有2 臺(tái)，一用一備。流量余量大于10%，壓頭大于20%。背壓控制背壓控制回路用于調(diào)節(jié)到各臺(tái)爐的氨水溶液和稀釋水的穩(wěn)定流量和壓力，以保證脫硝效果。因此，每臺(tái)爐氨水溶液管路和稀釋水管路均有背壓控制回路，背壓控制通過氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)。噴射計(jì)量和分配裝置噴射區(qū)計(jì)量分配模塊是一級(jí)模塊，每個(gè)模塊由若干個(gè)流量測(cè)量設(shè)備和氣動(dòng)閥門設(shè)備組成。 用于精確計(jì)量和獨(dú)立控制到鍋爐每個(gè)噴射區(qū)的反應(yīng)劑流量和濃度。 該模塊連接并響應(yīng)來自機(jī)組的控制信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)反應(yīng)劑流量，對(duì)NOx 水平、鍋爐負(fù)荷、燃料或燃燒方式的變化做出響應(yīng)，打

31、開或關(guān)閉噴射區(qū)或控制其質(zhì)量流量。噴射系統(tǒng)在線配制稀釋好的氨水溶液將送到各層噴射層， 各噴射層設(shè)有總閥門控制本噴射層是否投運(yùn)，投運(yùn)的噴射層則由電動(dòng)/ 氣動(dòng)推進(jìn)裝置驅(qū)動(dòng)推進(jìn)。各噴射層設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥門和流量計(jì)量設(shè)備。噴槍噴射所需的霧化介質(zhì)采用壓縮空氣。每個(gè)噴射層的霧化壓縮空氣總管設(shè)有壓力調(diào)節(jié)、壓力測(cè)量、流量測(cè)量，再通往各個(gè)噴射器。每只噴射器都配有電動(dòng)/氣動(dòng)推進(jìn)器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推進(jìn)和推出SNCR噴射器的動(dòng)作。推進(jìn)器的位置信號(hào)接到 SNCR 控制系統(tǒng)上，與開/停壓縮空氣和開/停氨水溶液的閥門動(dòng)作聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè) SNCR 系統(tǒng)的噴射器自動(dòng)運(yùn)行。電動(dòng)/氣動(dòng)推進(jìn)器配置就地控制柜，可以直接就地操作控制推進(jìn)器進(jìn)行檢修

32、和維護(hù)， 同時(shí)實(shí)現(xiàn) SNCR 自控系統(tǒng)的遠(yuǎn)方程控操作， 并顯示設(shè)備實(shí)際工作狀態(tài)信號(hào)。一個(gè)就地控制柜可以控制多個(gè)推進(jìn)器，每層設(shè)有一個(gè)或者多個(gè)控制柜，用以分別控制該噴射層的推進(jìn)器。 在正常運(yùn)行時(shí)， 每個(gè)噴射層每面爐墻上的所有噴射器同進(jìn)同退。8)壓縮空氣站1.5. 主要設(shè)備SNCR系統(tǒng)主要的設(shè)備1)氨水儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)氨水罐的作用是存儲(chǔ)反應(yīng)劑，要求容量足夠，運(yùn)行安全。氨水罐介質(zhì)入口為罐車卸載管線，出口為氨水泵的吸入管線。為了保證氨水罐內(nèi)有足量的氨水，并且壓力適當(dāng)，氨水罐需要配置液位計(jì)、真空閥、安全閥等附屬設(shè)施。2-10 為某項(xiàng)目 SNCR 系統(tǒng)的氨水罐簡圖。圖 2-10 氨罐總圖氨罐底部有6 個(gè)管座， 分

33、別接放水管、 泵回流管、 泵吸水管、 氨水卸載管、 卸氨平衡管、備用管線。罐頂部設(shè)置一個(gè)人孔門，罐內(nèi)設(shè)置直達(dá)罐底的斜爬梯，方便維護(hù)人員進(jìn)入罐體內(nèi)部檢修。罐頂部也有六個(gè)管座，分別用于連接壓力表、壓力變送器、壓力釋放閥、真空閥、液位計(jì)、放空閥。罐體封頭管座用于連接玻璃液位計(jì)、熱電偶。氨罐安全閥，通常為彈簧式自啟式安全閥，至少 2 只。一只真空安全閥，防止氨水卸載過程中發(fā)生罐體內(nèi)負(fù)壓過高情況的發(fā)生。 一只是正壓安全閥， 當(dāng)罐子內(nèi)壓達(dá)到設(shè)計(jì)壓力值時(shí)，自動(dòng)開啟釋放氨氣，當(dāng)內(nèi)壓逐漸降低到回座壓力時(shí)關(guān)閉。氨罐頂部設(shè)置的液位計(jì)，可選用雷達(dá)液位計(jì)，安裝在氨水罐的頂部，通過發(fā)射的波束從液面發(fā)生反射來確定液面的位置

34、。氨罐的材質(zhì)方面并無特殊的要求，一般碳鋼即可。為了便于維護(hù)、巡視和操作，氨水罐外需要配置檢修操作平臺(tái)，設(shè)置相應(yīng)的樓梯、爬梯走道等。2）氨水泵的選型SNCR 系統(tǒng)氨水泵的特點(diǎn)是小流量和高壓頭，因此選型有一定的難度?？梢赃x立式或臥式，都應(yīng)該采取戶外設(shè)計(jì)的防護(hù)等級(jí)要求。北美市場(chǎng)通常要求按照 NEMA 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)為Class V,相當(dāng)于IP65防護(hù)。泵通過DCS控制啟停，也配置現(xiàn)場(chǎng)的電源按鈕，用 于水泵現(xiàn)場(chǎng)維修后的試運(yùn)轉(zhuǎn)。噴射氨水的 SNCR 系統(tǒng)，氨泵常用的選擇有兩種，一種是離心泵，一種是隔膜泵。對(duì)于本項(xiàng)目擬采用離心泵。3）氨水噴槍氨水噴槍的好壞， 直接決定了氨水霧化的效果。 好的霧化對(duì)氨和

35、煙氣快速均勻地混合是至關(guān)重要的。使用機(jī)械或空氣霧化噴槍， 使氨水在進(jìn)入爐膛前得到良好的霧化， 加強(qiáng)氨水與煙氣混合的均勻性，可以加快氨水和 NOx 之間反應(yīng)的速度，提高脫硝率。不同的霧化方式各有優(yōu)缺點(diǎn)， 機(jī)械霧化方式不需要霧化空氣管線， 運(yùn)行中也不消耗霧化空氣，所以系統(tǒng)相對(duì)簡單，運(yùn)行費(fèi)用低。空氣霧化方式，可以很好地防止噴嘴的堵塞，在很低的負(fù)荷下，能保證較好的霧化效果，噴槍價(jià)格相對(duì)較低。噴槍的關(guān)鍵部件是噴嘴， 不同型式的噴嘴會(huì)產(chǎn)生不同形狀的氨水霧。 平面扇形噴霧液滴則可以保持在同一水平面上，平面充滿度好。因此在合適反應(yīng)溫度下，使用平面扇形噴嘴噴氨水的脫硝效果比實(shí)心圓錐噴嘴的效果要好。 另外， 平面

36、扇形噴霧的液滴集中在與煙氣流向垂直的平面上，有利于液滴穿透到煙氣流更深的地方，促進(jìn)氨水液滴與煙氣的混合、反應(yīng)。氨噴槍是氨噴射系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備， 氨噴嘴尺寸的決定， 要考慮噴入的氨氣流有足夠的穿透能力。選擇合適的出口初速度是射流穿透力的保證。實(shí)際的工程中，可以給出幾組不同工況下的控制閥出口壓力和流量， 控制閥廠商可以根據(jù)流體特性參數(shù)和工況數(shù)據(jù)， 計(jì)算出控制閥在不同負(fù)荷下的壓降數(shù)據(jù)， 控制閥選型要盡可能滿足這些數(shù)據(jù)要求。 最大流量工況下的數(shù)據(jù)被用于管路的尺寸設(shè)計(jì)。 噴槍安裝方式的典型方式是將噴槍通過插入預(yù)裝在固體分離器上的套管就位， 噴槍頭通常位于分離器耐火涂料的內(nèi)邊緣， 噴槍固定法蘭和套管端部法

37、蘭配對(duì)連接。采用氨水的系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)噴槍使用空氣霧化的方式。在大容量循環(huán)流化床鍋爐上，氨噴嘴數(shù)量較多， 所以會(huì)將噴嘴分成幾組，通常34 個(gè)噴嘴一組，每組噴嘴共用一套氨水分配管路和控制閥，這樣可以減少管線和控制閥的數(shù)量，節(jié)省工程費(fèi)用，也使系統(tǒng)控制簡單化。4 臺(tái)鍋爐共用一個(gè)氨水罐和注射泵模塊，見圖2-12。其中氨罐區(qū)包括氨水的卸載管線和氨水存儲(chǔ)罐以及氨水罐的各種附屬設(shè)施。假如氨或尿素的儲(chǔ)存罐，泵，管線等設(shè)備布置在靠近車道的區(qū)域，設(shè)備區(qū)必須設(shè)置柵欄，鍋爐房內(nèi)的管線和設(shè)備，需要在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行防碰撞檢查。 在全廠總體設(shè)計(jì)時(shí)候， 要考慮盡量避免在氨或尿素噴射設(shè)備周圍運(yùn)輸大件物品和設(shè)備。氨水通過罐車運(yùn)輸，罐車?yán)?/p>

38、用車載泵向氨罐卸載氨水。圖 2-12 噴氨系統(tǒng)流程圖注射泵模塊由兩個(gè)泵并聯(lián)組成，兩個(gè)泵可供應(yīng)三臺(tái)鍋爐 100%負(fù)荷所需的氨水供應(yīng)量，兩臺(tái)氨水泵互為備用。 泵入口通過吸入管線和氨水罐連接， 出口通過三通連接通往分離器的氨水供應(yīng)管線和回流管線。 回流管和吸入管在泵和氨水罐之間建立一個(gè)回路， 氨水注射管線在三通下游設(shè)置一個(gè)氣動(dòng)開關(guān)球閥控制氨水向鍋爐的供應(yīng)和切斷。 運(yùn)行時(shí)， 氨水泵為定負(fù)荷運(yùn)行，通過設(shè)定氨水回流的量來確定噴氨量。整個(gè)氨水供應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)， 壓力的平衡點(diǎn)在總管的三通處， 回流管流量變化通過回流管線上的調(diào)壓閥調(diào)節(jié)。氨水供應(yīng)總管分為并聯(lián)的三個(gè)支線，分別送往三臺(tái)鍋爐。每臺(tái)鍋爐都設(shè)有一個(gè)流量計(jì)量模

39、塊， 包括一個(gè)布置在開關(guān)閥和流量調(diào)節(jié)閥之間的流量計(jì)構(gòu)成。計(jì)量模塊管線上設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)壓力表和壓力開關(guān)，壓力開關(guān)的壓力信號(hào)送往DCS 系統(tǒng)，作為每臺(tái)鍋爐噴氨量的反饋信號(hào)。裝設(shè)在煙囪的 NOx 測(cè)量信號(hào)送到 DCS 系統(tǒng)，經(jīng)過一定的 算法，通過DCS向調(diào)節(jié)閥發(fā)送指令信號(hào)。氨水在計(jì)量管線的調(diào)節(jié)閥之后分成兩路，分別送往兩個(gè)分離器。每個(gè)分離器均設(shè)置了8支氨水噴槍，每個(gè)分離器有一個(gè)氨水流量分配模塊，在分離器前的氨水流量分配模塊中，每支噴槍前都設(shè)置了差壓流量計(jì)，用于監(jiān)視每支噴槍的了氨水流量。 通過差壓流量計(jì)后的閥門 開度調(diào)節(jié)，而實(shí)現(xiàn)每支噴槍之間流量的均勻分配。氨水噴槍爐外設(shè)置兩路接口，一路為氨水，一路接霧化空氣。

40、霧化空氣在噴槍前的壓力 通過空氣總管的調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)，以滿足最佳的霧化效果。主要設(shè)備羅列如下：1）氨水溶液儲(chǔ)罐：2個(gè)，用于儲(chǔ)存20%濃度的氨水溶液；滿足4臺(tái)爐BRL工況下3天 用量。2）氨水溶液緩沖罐：2個(gè)，配置不同濃度的氨水溶液，滿足負(fù)荷變化噴氨的需要；2）輸送氨水離心泵：2臺(tái)，一備一用，用于將儲(chǔ)罐的氨水溶液送至爐前噴射系統(tǒng)；3）稀釋水泵：2臺(tái)，一備一用，由于氨水緩沖罐中加入稀釋水；4）背壓控制閥：4套，背壓控制回路用于氨水溶液輸送泵 稀釋水泵為計(jì)量裝置供應(yīng)氨 水所需的穩(wěn)定流量和壓力；5）短噴槍：每臺(tái)鍋爐8套。采用轉(zhuǎn)為脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的氣力霧化噴射器，它包括 噴槍本體、噴嘴座、霧化頭、噴嘴罩四

41、部分。噴槍本體上的氨水溶液進(jìn)口和霧化氣體進(jìn)口為 螺紋連接，通過兩根金屬軟管分別與氨水溶液管路、壓縮空氣管路連接。噴射器見圖2-13。圖2-13SNCR噴射氨水短噴槍示意圖6）氨水站自動(dòng)控制：1套。采用DCS控制系統(tǒng)，主要控制氨水的溶解、配置和輸送。7）氨水噴射控制：每臺(tái)鍋爐1套。用于控制每臺(tái)鍋爐的還原劑的用量，噴射器的投運(yùn) 數(shù)量，以及與噴射器配套的壓縮空氣的流量、壓力等。8）流量調(diào)節(jié)閥：若干。用于調(diào)整氨水溶液的用量等。9）傳感器：若干。用于系統(tǒng)壓力、溫度、流量的監(jiān)測(cè)和傳輸。10）螺桿壓縮機(jī)：3臺(tái)，二用一備。用于制備壓縮空氣來供給噴槍霧化用。管道及閥門材料本工程中的工藝物料，根據(jù)物性及工藝要求，

42、氨水溶液管道選用管材主要為不銹鋼 304 無縫鋼管，氨水溶液管道閥門及相關(guān)輔材為不銹鋼 304 材質(zhì)。工藝水、壓縮空氣選用普通鍋 爐用碳鋼管，壓縮空氣管道閥門及相關(guān)輔材選用普通鍋爐用鋼。1）控制系統(tǒng)總體要求SNCR公用系統(tǒng)部分采用獨(dú)立的 DCS控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)噴射還原劑及SNCR供用系統(tǒng)配料的自動(dòng)控制， 并保證脫硝系統(tǒng)能跟隨鍋爐運(yùn)行負(fù)荷變化而變化。 使鍋爐脫硝系統(tǒng)長 期、可靠的安全運(yùn)行。 為了保證系統(tǒng)的可靠性和提高性價(jià)比，每臺(tái)鍋爐的 SNCR 噴射系統(tǒng)納入鍋爐 DCS 控制 系統(tǒng)中，因此每臺(tái)鍋爐的SNCR噴射系統(tǒng)采用一個(gè)遠(yuǎn)程I/O站，DCS系統(tǒng)CPU仍采用原有 DCS的CPU,工作站及系統(tǒng)

43、軟件也采用原有設(shè)備。氨水站采用一套 DCS 控制系統(tǒng)分別對(duì)氨水溶液的儲(chǔ)存系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視和控制。在輔 助系統(tǒng)控制室內(nèi)以彩色CRT/鍵盤作為主要的監(jiān)視和控制手段，同時(shí)預(yù)留與DCS控制系統(tǒng)的通訊接口，方便在中央控制室進(jìn)行監(jiān)視和操作。在正常工作時(shí)，每隔一個(gè)時(shí)間段記錄燃燒系統(tǒng)及SNCR 運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，包括熱工實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀況等。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)將及時(shí)記錄故障信息?，F(xiàn)場(chǎng)操作員終端可存儲(chǔ) 大量信息，自動(dòng)生成工作報(bào)表及故障記錄，存儲(chǔ)的信息可通過查詢鍵查詢。2）方案特點(diǎn)我們對(duì)鍋爐脫硝系統(tǒng)自動(dòng)控制工程設(shè)計(jì)將遵循以下技術(shù)目標(biāo)和原則：標(biāo)準(zhǔn)化。本工程設(shè)計(jì)及其實(shí)施將按照國家、地方的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。我們所選用的系

44、統(tǒng)，設(shè)備，產(chǎn)品和軟件符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或主流模式。先進(jìn)性。工程的整體方案將保證具有明顯的先進(jìn)特征?？紤]到電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，本設(shè)計(jì)在技術(shù)上將適度超前，所采用的設(shè)備，產(chǎn)品和軟件不僅成熟而且能代 表當(dāng)今世界的技術(shù)水平。 實(shí)用性。本工程設(shè)計(jì)將以用戶需求分析著手，并以得到用戶認(rèn)可的需求為目標(biāo)來開 展工作，保證滿足目前及將來的各種需要。合理性和經(jīng)濟(jì)性。在保證先進(jìn)性的同時(shí)，以提高工作效率，節(jié)省人力和各種資源為 目標(biāo)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，充分考慮系統(tǒng)的實(shí)用和效益，爭取獲得最大的投資回報(bào)率。安全性和可靠性。安全和可靠是對(duì)動(dòng)力能源的基本要求，是本集成管理系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)所追求的主要目標(biāo)。模塊化和可擴(kuò)充性。集成管理系統(tǒng)的總體結(jié)

45、構(gòu)將是結(jié)構(gòu)化和模塊化的，具有很好的兼容性和可擴(kuò)充性，既可使不同廠商的設(shè)備產(chǎn)品綜合在一個(gè)系統(tǒng)中，又可使系統(tǒng)能在日后得以方便地?cái)U(kuò)充，并擴(kuò)展另外廠商的設(shè)備產(chǎn)品。方便性和舒適性。 我們提供的熱水DCS 在使用和操作上將是十分方便和舒適的， 將為 DCS 的擁有者、管理者及其客戶提供最有效的信息服務(wù)，提供高效、舒適、便利和安全的工作環(huán)境。靈活性。系統(tǒng)提供管理人員和用戶靈活移動(dòng)和變更設(shè)備的可能。3）組網(wǎng)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為操作層、 IO 層、控制層、儀表層。儀表傳感器層：設(shè)有各類傳感器、變送器、執(zhí)行器、電磁閥、電動(dòng)閥等組成，用于數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行控制層的指令， 變送器提供 4-20MADC 信號(hào),其他傳感器按行業(yè)

46、規(guī)約提供信號(hào)?？刂茖樱嚎刂茖硬捎矛F(xiàn)場(chǎng)總線；由分布I/O 裝置 C 基座（裝有組裝的 I/O 板卡）互聯(lián)組成，分別對(duì)各自系統(tǒng)I/O 點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控、信號(hào)調(diào)理、整定、變換等，并有一定邏輯分析、數(shù)值運(yùn)算能力。IO 層 :由控制器本體組成，主要通過自適應(yīng)專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鍋爐的燃燒控制。 鍋爐燃料調(diào)節(jié)，送風(fēng)量調(diào)節(jié)，煙道氧量修正，等鍋爐常規(guī)控制。4）控制系統(tǒng)的一般描述系統(tǒng)中面向用戶的是操作員站層的工程師站和操作站，對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控管理可以在這些工程師站上進(jìn)行組態(tài)。企業(yè)信息管理層網(wǎng)絡(luò)中客戶機(jī)（設(shè)在控制中心）的數(shù)量由 WEB 服務(wù)器授權(quán)， DCS 系統(tǒng)中不同類型、層次的用戶經(jīng)過授權(quán)都可建立自己的操作站。它們和各應(yīng)用子系統(tǒng)

47、交換數(shù)據(jù)， 將系統(tǒng)輸入輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)操作站能選址， 識(shí)別和利用的統(tǒng)一格式；并按一定的時(shí)間間隔刷新數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)； 同時(shí)它是響應(yīng)各操作站業(yè)務(wù)請(qǐng)求， 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用中點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊的服務(wù)管理裝置機(jī)電設(shè)備運(yùn)行和檢測(cè)數(shù)據(jù)的匯集與積累DCS 集成系統(tǒng)與操作員站相連， 通過系統(tǒng)提供接口匯集各種設(shè)備的運(yùn)行和檢測(cè)參數(shù)， 并對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行積累與總計(jì)。各種泵、風(fēng)機(jī)、鍋爐運(yùn)行時(shí)間、爐排電機(jī)運(yùn)行時(shí)間和配電柜電 流、電壓等參數(shù)進(jìn)行積累與總計(jì)，以便更好地進(jìn)行管理。機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視監(jiān)視機(jī)電設(shè)備、鍋爐組、各種泵、開/關(guān)狀態(tài)，運(yùn)行正常/非正常狀態(tài)等數(shù)據(jù)，通過接口DCS 系統(tǒng)連接， DCS 系統(tǒng)通過監(jiān)視工程師站可以進(jìn)行

48、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的集中監(jiān)視和履歷數(shù)據(jù)的查詢。報(bào)警顯示當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備如鍋爐組、各種泵出現(xiàn)故障或意外情況時(shí)，集成系統(tǒng)將利用其報(bào)警功能在監(jiān)視工程師站上顯示相應(yīng)的報(bào)警信息并提示相應(yīng)的處理方法，供維修人員參考使用。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以其獨(dú)特的包容性，將DCS 連接到集成系統(tǒng)中，讓各種信息跨系統(tǒng)共享并在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上分布。 這種多服務(wù)器結(jié)構(gòu)和對(duì)等通訊的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境， 能夠提供極其強(qiáng)大的應(yīng)用服務(wù)功能，具有足夠的實(shí)時(shí)性、開放性、可擴(kuò)性和靈活性。而且網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟，硬件本身符合當(dāng)今前瞻的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。已成功實(shí)施SNCR 的廣州梅山熱電廠3 臺(tái)鍋爐控制界面見圖 2-14、圖 2-15。圖 2-14 尿素站控制界面圖圖 2-15 噴射系統(tǒng)

49、控制界面圖5）控制系統(tǒng)功能說明、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) （ DAS ） 將連續(xù)采集和處理所有與機(jī)組有關(guān)的重要測(cè)點(diǎn)信號(hào)及設(shè)備狀態(tài)信號(hào)，以便及時(shí)向操作人員提供有關(guān)的運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 一旦機(jī)組發(fā)生任何異常工況，將及時(shí)報(bào)警，提高機(jī)組的可利用率。DAS 將至少有下列功能：顯示： 包括工藝流程顯示、 工藝狀態(tài)顯示、 電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示等。 可成組顯示 、棒狀圖顯示、 趨勢(shì)顯示、報(bào)警顯示等。制表記錄：包括定期記錄、事故順序（SOE）記錄、事故追憶記錄、跳閘一覽記錄、設(shè)備連續(xù)及累積運(yùn)行記錄等。歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索。（a）顯示每個(gè) CRT 將能綜合顯示字符和圖象信息，機(jī)組運(yùn)行人員通過

50、CRT 實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組運(yùn)行過程的操作和監(jiān)視。每幅畫面將能顯示過程變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)， 這些數(shù)據(jù)和狀態(tài)將每秒更新一次 ， 顯示的顏色或圖形將隨過程狀態(tài)的變化而變化。 棒狀圖和趨勢(shì)圖將 能顯示在任意一個(gè)畫面的任何一個(gè)部位上，將可顯示DCS 系統(tǒng)內(nèi)所有的過程點(diǎn)， 包括模擬 量輸入、模擬量輸出、數(shù)字量輸入 、數(shù)字量輸出、中間變量和計(jì)算值。 對(duì)顯示的每一個(gè)過程點(diǎn)， 將顯示其標(biāo)志號(hào)、文字說明、 數(shù)值、 性質(zhì)、 工程單位 、高低限值。 將提供對(duì)機(jī)組運(yùn)行工況的畫面開窗顯示、 滾動(dòng)畫面顯示和圖象縮放顯示， 以便操作人員能全面監(jiān)視，快速識(shí)別和正確進(jìn)行操作。將設(shè)計(jì)機(jī)組和設(shè)備運(yùn)行時(shí)的操作指導(dǎo)，并由 CRT 的

51、圖象和文字顯示出來。操作指導(dǎo) 將劃分為三個(gè)部分，即為啟動(dòng)方式，正常方式和跳閘方 式。賣方將根據(jù)用戶提供的 P&ID 和運(yùn)行要求，提供用戶畫面（通常指機(jī)組模擬圖） 。 用戶 畫面的數(shù)量，在工程設(shè)計(jì)階段按實(shí)際要求進(jìn)行增減，滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工藝流程要求。 運(yùn)行人員可通過鍵盤，畫面中的任何被控裝置進(jìn)行手動(dòng)控制。 畫面上的設(shè)備正處于自動(dòng)程控狀態(tài)時(shí)，模擬圖上將反映出運(yùn)行設(shè)備的最新狀態(tài)及自動(dòng)順序目前進(jìn)行至哪一步。 若 自動(dòng)順序失敗，則將有報(bào)警并顯示故障出現(xiàn)在順序的哪一步。 買方可在工程師站上，使用該站的畫面生成程序。自己制作和修改畫面。 賣方將 提供 符合 ISA 過程設(shè)備和儀表符合標(biāo)準(zhǔn)的圖素。當(dāng)用戶需使用的圖

52、素，未包括在ISA 標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)中時(shí)，用戶將可使用賣方提供的圖素組態(tài)器，建立用戶自定義的新 圖素。用戶自定義的新 圖例將能被存儲(chǔ)和檢索和調(diào)用。 功能組顯示：功能組顯示可觀察某一指定功能組的所有相關(guān)信息，可采用棒狀圖形式，或采用 模擬 M/A（功能塊）面板的畫面，面板上將有帶工程單位的所有相關(guān)參數(shù)，并用 數(shù)字量顯示出來。 功能組顯示能將數(shù)以百計(jì)的常規(guī)儀表壓縮為一幅幅畫面， 便于操作人員從熟悉的儀表盤面板操作方式，過渡到以C RT為基礎(chǔ)的過程接口方式。功能組顯示將包含過程輸入變量、 報(bào)警條件、輸出值、 設(shè)定值、 回路標(biāo)號(hào)、縮寫的文字標(biāo)題、 控制方式、報(bào)警值等。 DCS 系統(tǒng)提供的功能組顯示畫面將包括所

53、有調(diào)節(jié)控制回路和程序控制回路。 細(xì)節(jié)顯示： 細(xì)節(jié)顯示將可觀察以某一回路為基礎(chǔ)的所有信息，細(xì)節(jié)顯示畫面所包含的每一個(gè)回路的有關(guān)信息，將足夠詳細(xì)，以便運(yùn)行人員能據(jù)以進(jìn)行正確的操作。對(duì)于調(diào)節(jié)回路，將至少顯示出設(shè)定值、過程變量、輸出值、以及它們?cè)谕蛔鴺?biāo)下的趨勢(shì)曲線顯示、運(yùn)行方式、高 /低限值、報(bào)警狀態(tài)、工程單位、回路組態(tài)數(shù)據(jù)等調(diào)節(jié)參數(shù)。對(duì)于開關(guān)量控制的回路，可顯示出回路組態(tài)數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)。 對(duì)于重要的機(jī)電聯(lián)鎖信號(hào)發(fā)生將自動(dòng)彈出畫面， 畫面與綜合自 動(dòng)化協(xié)調(diào)一致。對(duì)主輔機(jī)設(shè)備的操作啟動(dòng)采用軟關(guān)聯(lián)和硬關(guān)聯(lián)相結(jié)合的方式。 標(biāo)準(zhǔn)畫面顯示DCS 系統(tǒng)將提供報(bào)警顯示、趨勢(shì)顯示、成組顯示、棒狀圖顯示等標(biāo)準(zhǔn)畫面顯示

54、，并已預(yù)先做好或按本工程的具體要求稍作修改。成組參數(shù)顯示在技術(shù)上相關(guān)聯(lián)的模擬量和數(shù)字量信號(hào)，將組合成成組顯示畫面，并保存在存儲(chǔ) 器內(nèi)，便于運(yùn)行人員調(diào)用。成組顯示將能便于運(yùn)行人員按需要進(jìn)行組合，并且根據(jù)需要存入存儲(chǔ)器或從存儲(chǔ) 器中刪除。任何一點(diǎn)在越過報(bào)警限值時(shí)，均將變?yōu)榧t色并閃光。棒狀圖顯示運(yùn)行人員可以調(diào)閱動(dòng)態(tài)， 棒狀圖畫面即以動(dòng)態(tài)棒狀圖的外形尺寸反映各種過程變量的變化。棒狀圖將可在任何一幅畫面中進(jìn)行組態(tài)或顯示，每一棒狀圖的標(biāo)尺可設(shè)置成任何比例。若某一棒狀圖，其數(shù)值越過報(bào)警限值時(shí)，越限部分將用紅色顯示出來。趨勢(shì)顯示系統(tǒng)將提供至少100 點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)的趨勢(shì)和至少100 點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的趨勢(shì)顯示。 趨勢(shì)顯

55、示可用整幅畫面顯示，也可在任何其它畫面的某一部位，用任意尺寸顯示。所有模擬量信號(hào)及計(jì)算值，均可設(shè)置為趨勢(shì)顯示。在同一幅 CRT 顯示畫面上，在同一時(shí)間軸上，采用不同的顯示顏色，將能同時(shí)顯示16個(gè)模擬量數(shù)值的趨勢(shì)。在一幅趨勢(shì)顯示畫面中，運(yùn)行人員可重新設(shè)置趨勢(shì)變量、趨勢(shì)顯示數(shù)目、時(shí)間標(biāo)度、時(shí)間基準(zhǔn)及趨勢(shì)顯示的顏色。每個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)趨勢(shì)曲線的時(shí)間分辯力最小可達(dá)1 秒（存儲(chǔ)速率） 。每個(gè)歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)曲線的時(shí)間標(biāo)度可 由運(yùn)行人員按1 秒（72小時(shí) ） 、 5秒 （168小時(shí) ） 、20秒（15 天）、 1 分鐘 （20 天）、 5分鐘 （30 天）、 15分鐘 （60 天）、 60分鐘 （180 天） 進(jìn)行

56、 選擇。趨勢(shì)顯示畫面還可用數(shù)字顯示出標(biāo)尺制定變量的數(shù)值。 趨勢(shì)顯示存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中， 并應(yīng)便于運(yùn)行人員調(diào)用，用戶也可按要求組態(tài)趨勢(shì)并保存在外部存儲(chǔ)器中，以便今后調(diào)用。系統(tǒng)可對(duì)存儲(chǔ)的在歷史趨勢(shì)中的工藝參數(shù)的任一時(shí)間進(jìn)行檢索， 并能對(duì)檢索內(nèi)容顯示、打印。報(bào)警顯示報(bào)警畫面采用全中文顯示，報(bào)文報(bào)警的同時(shí)伴有聲音報(bào)警。系統(tǒng)將能通過接點(diǎn)狀態(tài)的變化，或者參照預(yù)先存儲(chǔ)的參考值，對(duì)模擬量輸入、計(jì)算點(diǎn)平均 計(jì)算點(diǎn)、平均值、變化速率、其他變換值進(jìn)行掃描比較，分辯出狀態(tài)的 異常、正常或狀態(tài)的變化。 若確認(rèn)某一點(diǎn)越過預(yù)先設(shè)置的限值， CRT 屏幕將顯示報(bào)警畫面， 并發(fā)出聲響信號(hào)。重要報(bào)警發(fā)生時(shí)，報(bào)警畫面將自動(dòng)彈出。報(bào)

57、警歷史記錄可分成20 組， 每組按事件順序至少可以保留 1000條報(bào)警記錄 （可 最多組態(tài) 8000 條） ，每條記錄包括報(bào)警名稱、性質(zhì)、級(jí)別、狀態(tài)、時(shí)間等信息。報(bào)警顯示將按時(shí)間順序排列，最新發(fā)生的報(bào)警將優(yōu)先顯示在報(bào)警畫面的頂部，每個(gè)報(bào)警點(diǎn)可有六個(gè)不同的優(yōu)先級(jí)，并且六種不同的顏色顯示該點(diǎn)的Tag,加以區(qū)分報(bào)警將可一次擊鍵進(jìn)行確認(rèn)。在某一站上對(duì)某一點(diǎn)發(fā)生的報(bào)警進(jìn)行確認(rèn)后，則所有其他站上該點(diǎn)發(fā)出的報(bào)警，也將同時(shí)被確認(rèn)。在某一點(diǎn)發(fā)出的報(bào)警確認(rèn)后，該報(bào)警點(diǎn)顯示的背景顏色有變化并消去音響信號(hào)。將采用閃光、顏色變化等手段，區(qū)分出未經(jīng)確認(rèn)的報(bào)警和已經(jīng)確認(rèn)的報(bào)警。當(dāng)某一未經(jīng)確認(rèn)的報(bào)警變量恢復(fù)至正常時(shí)， 將在報(bào)

58、警清單中消 除該報(bào)警變量， 并由仍處于報(bào)警 狀態(tài) 的其他報(bào)警點(diǎn)自行填補(bǔ)某一位置空缺。所有出現(xiàn)的報(bào)警及報(bào)警恢復(fù)，均將由報(bào)警打印機(jī)打印出來。若某一已經(jīng)確認(rèn)報(bào)警 的再一次發(fā)出報(bào)警時(shí)，該報(bào)警作為最新報(bào)警再一次顯示在報(bào)警畫面頂部。所有帶報(bào)警限值的模擬量輸入信號(hào)和計(jì)算變量，均將分別設(shè)置 “報(bào)警死區(qū) ” 以 減少參數(shù)在接近報(bào)警限值時(shí)產(chǎn)生的頻繁報(bào)警。在設(shè)備停運(yùn)及設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，提供模擬量和數(shù)字量信號(hào)的 “報(bào)警閉鎖 ”功能，以減少不必要的報(bào)警。 在操作員站上將能實(shí)施這一功能， 啟動(dòng)結(jié)束后， “報(bào)警閉 鎖”功能將處自動(dòng)解除。 “報(bào)警閉鎖 ”將不影響對(duì)該變量的掃描采集。對(duì)所有的輸入信號(hào)和計(jì)算變量均提供可變的報(bào)警限值，

59、報(bào)警限值可以是過程參數(shù)的一個(gè)函數(shù)。報(bào)警信息中將表明與該報(bào)警相對(duì)應(yīng)的顯示畫面的檢索名稱。在操作員站， 通過一次擊鍵將能調(diào)用多頁的 報(bào)警一覽表。 報(bào)警一覽的信息將以表格形式顯示。 并將包括如下內(nèi)容：點(diǎn)的標(biāo)志號(hào)，點(diǎn)的描述，帶工程單位 的當(dāng)前值，帶工程單位的報(bào)警限值，報(bào)警狀態(tài)（高或低）及報(bào)警發(fā)生的時(shí)間。每一頁報(bào)警一覽表有20 個(gè)報(bào)警點(diǎn)，缺省時(shí)，PCS7報(bào)警一覽表提供1000個(gè)報(bào)警點(diǎn)。系統(tǒng)狀態(tài)顯示系統(tǒng)狀態(tài)顯示Life Beating 將表示出與工業(yè)以太網(wǎng)相連接的各個(gè)站的狀態(tài)。各個(gè)站內(nèi)所有 I/O 模件的 運(yùn)行狀態(tài)將均包括在系統(tǒng)狀態(tài)顯示中，任何一個(gè)站或模件發(fā)生故障，相應(yīng)的狀態(tài)顯示 畫面將改變顏色和亮度以引

60、起運(yùn)行人員的注意。（b）記錄系統(tǒng)記錄功能包括定時(shí)記錄、操作記錄、事件記錄、報(bào)警記錄、跳閘記錄及操作員行為記錄。 記錄功能可由程序指令或運(yùn)行人員指令控制， 數(shù)據(jù)庫中所具有的所有過程點(diǎn)將均可以記錄。定期記錄定期記錄包括交接班記錄，日?qǐng)?bào)和月報(bào)，由程序指令或運(yùn)行人員指令控制。對(duì)交接班記錄和日?qǐng)?bào)，系統(tǒng)將在以每一小時(shí)的時(shí)間間隔內(nèi)記錄至少50 個(gè)預(yù)選變量數(shù)據(jù)，提供鍋爐，汽機(jī)，電氣等生產(chǎn)報(bào)表。而對(duì)月報(bào)，則在以每一天的時(shí)間間隔內(nèi)記錄至少50 個(gè)預(yù)選變量數(shù)據(jù)。在每一個(gè)交接班后，或每一天結(jié)束時(shí)，或一個(gè)月結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行打印，或根據(jù)運(yùn)行人員指令召喚打印。運(yùn)行人員操作記錄系統(tǒng)將記錄運(yùn)行人員在集控室進(jìn)行的所有操作項(xiàng)目