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基于PLC的循环流化床锅炉喷钙脱硫控制系统

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日期:2007-7-6 0:18:24     来源:中国自动化网   作者: 点击:
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附图
  循环流化床锅炉是一种环保型锅炉,但随着环境治理要求的进一步加深,其SO2排放量仍无法达标。石家庄东方热电股份有限公司热电三厂为保护环境,减少SO2对大气的污染,决定对#4(75t/h)、#5(135t/h)循环流化床锅炉建设炉内喷钙脱硫系统,采用三菱FX2N型PLC作为操作控制系统。

 系统工艺流程

  对于循环流化床锅炉进行脱硫处理,目前一种普遍采用的方法是将脱硫剂(石灰石粉:粒径0~2mm,比重约1.4t/m3)通过送粉管道从炉前二次风口送入锅炉炉膛中与煤一起燃烧,通过化学反应生成CaSO4,达到脱硫目的。系统工艺流程路线如下:
  (1)石灰石粉→粉仓→粉仓插板阀→粉仓旋转给料阀→缓冲罐→缓冲罐插板阀→缓冲罐旋转给料阀→喷料泵→送粉管路→炉前检修隔断门→炉膛;
  (2)空气→罗茨风机→电动蝶阀→喷射泵→送粉管路(另一路送气化风)→炉前检修隔断门→炉膛;
  (3)气化风→空气加热器(有旁路阀)→气化风环管→气化板→粉仓→布袋除尘器。
  该系统设计采用双路联调送粉方式,每台炉由两路送粉设备装置及管路将石灰石粉送入炉膛。送粉量由PLC根据每台炉SO2监测装置所提供的信号对该炉的旋转给料阀实行变频联动调节。

 控制系统设计实施

  整个控制系统由一台中控室内的监控计算机(操作员/工程师站)、一台现场控制站 FX2N型PLC-128MR、并配以4个 FX2N-4A/D数据采集模块、一个 FX2N-4D/A模拟数据输出模块和4台变频给粉装置组成。监控计算机主要负责实时监控烟气监测系统检测的SO2参数值和对系统进行操作和故障监测,现场控制站根据SO2含量对送粉量进行自动或手动操作,并与上位机采用RS-485进行实时通信。
  现场控制站配置见附图。

1. FX2N-128MR现场控制站

   FX2N-128MR现场控制站是整个控制系统的核心,其运算处理速度:基本指令0.08μs/指令,应用指令1.52~100μs/指令,输入输出总点数256点,最大存储容量16k步,内置存储器容量8k步,顺控指令27条,步进梯形图指令2条,应用指令128种,298个。 FX2N-4A/D数据采集模块:接受4~20mA电流信号转换成数字信号输送给PLC。 FX2N-4D/A模拟数据输出模块:将PLC发出的控制量数值转化为4~20mA电流信号输入到变频器控制旋转给料阀。

2. 喷钙脱硫系统的启动和控制

  喷钙脱硫系统可采用三种方式进行启动。
  (1)方式一:自动启动
  将各就地设备的控制箱切换至“远方”位置,在显示器屏上点击“全自动启动”按钮,系统将按下列顺序启动设备。
  (a)启动罗茨风机延时12s,开始下一步,否则报警;
  (b)自动打开风机后电动蝶阀开到预定位置时,开始下一步,否则12s后报警;
  (c)此时空气母管压力下降至运行I值(调试确定)。启动缓冲罐下旋转给料阀缓慢升速至第一设定转速(调试确定)运行l 2s;
  (d)启动缓冲罐上粉仓旋转给料阀,并接通缓冲罐料位控制回路;
  (e)接通SO2监测控制系统回路,通过PLC控制缓冲罐下旋转给料阀转速,使SO2测量值达设定标准值(<1200mg/m3),此时空气母管的压力要上升至运行II值;
  (f)启动电加热器,并将温度调至设定值。
  (2)方式二:远方操作启动
  各就地设备控制箱的切换开关切至“远方”位置。设备启动顺序与方式与上述完全相同,只不过是由设备操作人员在主控室CRT前利用鼠标按程序提示框逐一进行启动操作。
  (3)方式三:就地操作启动
  各就地设备控制箱的切换开关切至“就地”位置,此时设备的启动顺序不受限制,由操作人员任意启动,但若不是特殊情况,不采用此工作方式,因为该方式即使启动设备也不会实现PLC联调,达不到系统的使用目的。

3. 喷钙脱硫控制系统的运行

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