煤粉锅炉污染物限值排放综合控制系统研究
潘昊
煤科院节能技术有限公司,北京100013;煤炭资源开采与环境保护国家重点实验室,北京100013;国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京100013
摘要：燃煤锅炉产生的SO2、NOx是大气污染物的重要组成部分,随着环境形势的日益严峻,国家环保政策对电站锅炉和中小型工业锅炉的污染物排放标准提出了更高要求.煤粉工业锅炉烟气净化系统采用手动调节方式控制,系统惯性大,已不能满足最新环保排放标准.针对这些问题,基于可编程控制器(PLC)和以太网通讯架构,结合神东矿区某煤粉锅炉站限值排放改造工程,设计了集成化的污染物排放控制系统.在分析各系统工艺流程的基础上,分别提出了脱硫、脱硝系统的优化控制策略.脱硫系统基于站内原有NGD系统进行改造,增加了脱硫剂储运设备,在灰钙循环和增湿活化控制的基础上设计了自动脱硫剂补充和调节逻辑.脱硝系统增设了臭氧制备和输送装置,采用SNCR-臭氧协同方式,并设计了串级启动和自动投送控制逻辑.控制系统采取分布式硬件架构部署,采用西门子SIMATIC系列PLC作为主控制器,基于优化的控制逻辑,分别组态脱硫子系统、SNCR子系统及臭氧子系统.通过以太网络构建通讯子网,共享各子系统内部数据,以保证设备之间的安全联锁,以及脱硫、脱硝系统对锅炉负荷情况的跟踪响应,试验结果表明,控制系统能够在起炉后10 min内将SO2浓度控制在100 mg/m3以内,在锅炉变负荷工况条件下可维持SO2浓度低于设定限值.多台锅炉连续运行时,各炉脱硫剂缓冲仓平均用料周期约为80 min,平均补充周期约为4.5 min,平均等待时间约为7 min,控制逻辑能够保证脱硫剂连续不间断供给.起炉后控制系统依次投入SNCR及臭氧系统,自动调节尿素溶液和臭氧的投加量,能够在20 min内将NOx浓度控制在100 mg/m3以内.与改造前相比,锅炉站长周期运行时SO2、NOx排放浓度均显著下降,由100～200 mg/m3降低至50～100 mg/m3;根据运行期间80 h数据,SO2排放浓度平均值由163.55 mg/m3降低至72.54 mg/m3,NOx排放浓度平均值由160.85 mg/m3降至71.06 mg/m3,均满足国家与地方的环保排放标准.污染物排放波动性较改造前亦有所降低,S02浓度标准差由21.04降至18.14,NOx浓度标准差由25.09降至15.84.
关键词：煤粉锅炉自动控制NGD脱硫臭氧脱硝PLC
分类号：TK229(蒸汽动力工程)
资助基金：天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2019-TD-MS012)
论文发表日期：2020-03-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 115-122 )
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