基于水解技术的火电机组烟气脱硝分散控制系统的应用研究

摘要

随着我国经济的迅速发展，火电厂锅炉所产生的废气排放到大气中会产生严重的污染。国家对烟气废气排放标准越来越严格。目前，根据国家制定的新标准，锅炉烟气脱硝技术已经在全国全面实施并投入使用，尿素制氨热解和水解技术是运用最广泛的两种方法，本文以国电大同发电有限公司三期10#机组，烟气脱硝尿素制氨由热解方式改造为水解方式，结合机组实际工况，对分散控制系统（DCS）的脱硝控制系统进行应用研究，主要包括对脱硝技术、尿素热解、水解技术功能进行分析研究，以及DCS系统在电厂脱硝设施中应用及尿素水解改造项目调试进行应用研究，主要内容有： 首先，本文以10#机组脱硝系统尿素水解改造工程为背景，先对改造工程概况进行阐述，然后介绍对我国电力行业尤其是燃煤电厂发展所面临的环境保护方面的压力与挑战，再介绍烟气脱硝技术的发展现状、趋势、原理和工艺流程以及尿素制氨系统热解技术与水解技术的原理和工艺流程，最重要的是研究基于北京国电智深自主研发的EDPF-NT Plus DCS分散控制系统的结构和技术应用。 其次，对EDPF-NT Plus DCS分散控制系统从硬件设备及软件应用两个方面进行研究，硬件方面的内容为此次改造中DCS分散控制系统设备的配置，网络配置，卡件柜架设配置等，软件方面为软件的安装、系统平台搭建后尿素水解系统逻辑组态和操作画面的制作，使脱硝系统及尿素制氨水解系统完成改造并通过168小时无缺陷试运行，脱硝运行人员可以通过操作员站对现场设施设备进行操作及各项参数的监视。 本文最后，总结了本次尿素水解系统改造后DCS分散控制系统在调试中遇到的问题并提出解决方法，详细记录了改造后脱硝系统168小时无缺陷试运行中的数据，以便于提高DCS系统的控制可操作性和可靠性，方便日后检修人员对系统进行运行维护，以致于增加机组的安全稳定性。

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第1章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 DCS分散控制系统的发展历程

1.3 国内外研究现状

1.4 本论文的主要工作

第2章 尿素制氨系统原理及工艺流程

2.1 烟气脱硝基本原理

2.2 烟气脱硝SCR技术工艺流程

2.3 尿素热解技术原理及工艺流程

2.3.1 尿素热解原理

2.3.2 尿素热解主要工艺流程

2.4 尿素水解技术原理及工艺流程

2.4.1 尿素水解制氨原理

2.4.2 尿素水解主要工艺流程

2.5 水解器模块特性

2.5.1 尿素溶液制备模块

2.5.2 尿素溶液存储及运输模块

2.5.3 水解器模块

2.5.4 氨气流量控制单元氨气流量调节模块

2.6 尿素制氨水解技术改造方案

2.7 本章小结

第3章 水解制氨控制系统及硬件配置

3.1 EDPF-NT PLUS 分散控制系统的技术特点

3.2 控制系统的基本构成

3.2.1工程师站（ENG）

3.2.2 操作员站（OPR）

3.2.3 历史站（HSR）

3.2.4 接口站

3.3 系统画面结构

3.3.1 操作画面

3.3.2 点记录显示

3.3.3 操作窗口

3.3.4 趋势查阅与显示

3.4 控制系统的软件配置

3.4.1 系统软件概述

3.4.2 系统软件配置

3.5 控制系统的硬件配置

3.5.1 分布式处理单元（DPU）

3.5.2 I/O模块

3.5.3 分层多域的网络通信系统

3.5.4 网络的冗余配置

3.5.5 过程控制柜

3.5.6 系统的供电

3.5.7 点的分配

3.6 脱硝DCS系统架构与配置

3.7 本章小结

第4章 尿素水解系统控制策略的研究

4.1 控制系统组态

4.1.1 控制组态软件

4.1.2 控制组态算法

4.1.3 控制组态方法举例

4.2 SCR 烟气脱硝系统及尿素水解系统控制功能

4.2.1 顺序控制（SCS）

4.2.2 模拟量控制（MCS）

4.3 本章小结

第5章 尿素制氨水解DCS系统的调试

5.1 调试目的

5.2 调试的主要内容

5.2.1 应用软件功能调试

5.2.2 反应器控制系统调试的主要控制功能

5.2.3 控制系统的优化

5.3 调试过程中遇到的问题和解决方法

5.4 脱硝系统及水解制氨系统168小时试运

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间参加的项目工作

致谢