燃煤电厂烟气成分在线连续监测系统的设计

摘 要:本文以在辽宁阜新2x200mw燃煤发电机组上的应用为例,介绍了一个以分析仪器结合计算机应用技术为基础的、较为大型的烟气成分实时在中接监测系统的设计。

关键词:燃煤电厂 烟气成分 在线连续监测系统 设计

1 引言

随着我国电力工业发展,高参数、大容量火电机组相继投入运行,燃煤所带来的环境污染问题亦日趋成为一个紧要解决的问题,人们对电厂烟气连续监测的重要性也有了进一步认识和重视。我国火电厂烟气连续监测系统是由1986年广东沙角b发电厂从日本引进开始的,前些年我国引进的烟气连续监测系统大多安装在合资、独资及华能系统的电厂,而且一般都是随进口锅炉或主机一同进入的。近二、三年来,由于国家强制性排放标准gb13223—1996的颁布实施,安装烟气连续监测系统的电厂增长较快,且有不少是单独购置的。随着国家对火电厂大气污染物排放及监测要求的日益严格,烟气连续监测系统在火电厂的应用发展很快。我们希望通过这种技术,既能提高燃煤电厂的供电效率,又能解决燃煤所带来的环境污染问题。

2 烟气成分在线连续监测系统的构成

系统构成框图如图1所示。整个系统在功能上可分为so2分析子系统,粉尘浓度和烟气质量流量/温度、湿度、压力测量仪器仪表部分,以及计算机监控子系统三大部分。so2分析子系统和pc—plc上、下位机计算机监控子系统是整个系统的关键部分。

整个系统实现对烟气的连续取样;自动在线测量与分析烟气的粉尘浓度、质量流量、温湿度、压力、so2组分的浓度;对这些参数进行在线连续数据采集、显示、运算、存储、作图、打印;对so2成分分析取样点进行程控切换、对取样探头进行程控反吹扫;此外,系统还实现so2分析仪和测尘仪的手动/自动校准。

3 so2分析子系统的设计

为节省投资,对阜新发电厂的两台锅炉设计共用一台so2分析仪。so2分析子系统的设计如图2所示。

so2浓度分析子系统在功能上由烟气取样、反吹扫、气样预处理、气样分析、分析仪校准、程序控制及信号输出七部分组成。其中,so2分析仪采用德国h&b公司九十年代水平的微机智能型uras14红外线分析仪;程序控制由siemens公司的s7—200型plc实现,完成“单探头1”(仅对#1水平烟道采样)、“单探头2”(仅对#2烟道采样)、“双探头”(对#1、#2烟道交替采样)三种采样模式间的切换以及反吹扫的程序控制。

分析子系统既要保证对烟气中so2等组分浓度达到足够的分析精度和分析速度,又要满足精密的分析仪对工作条件的严格要求,并保证取样探头和样气输送管路长期、畅通和稳定地工作。

3.1 选用uras 14红外线分析仪

对烟气成分分析仪选型时,要充分考虑烟气的工况条件和燃煤电厂烟气排放标准及环保方面的要求,选择适用的、精度足够高、分析速度足够快且具有自动校准功能的分析仪。为了节省投资,还要求分析仪应具有多用性及可扩展性,例如,文中介绍的uras14红外线分析仪不仅能在线分析烟气中so2组分的浓度,还可同时在线分析co、so2及nox等组分的浓度。分析仪应具有显示直观、操作/设置方便的特点。另外,为了实现分析仪与其它系统或网络的开放连接,还应要求分析仪具有支持多种通信协议的通信功能。

文中介绍的uras14红外线分析仪具有以下几个方面的优良性能,非常适合燃煤电厂的烟气分析:

·模块化的组件结构,中央单元最多可连接3块分析组件,从而最多可同时分析6种气体组分的浓度(每块分析组件可同时分析2种气体组分),所以该分析仪具备极强的多用性和可扩展性;

·中央单元与分析组件通过系统总线连接,而系统总线最长可达350米,使得中央单元与分析组件在布置上具有灵活性;

·中央单元允许最多可插装5块智能i/o板,十分方便模拟量/开关量的输入、输出及扩展,且模拟量的输入/输出均为带隔离的4~20ma标准信号;

联想dp协议的rs485和rs232c接口,使得分析仪能方便地与外部系统通信;

·宽大的背光图形化显示屏,分辨率达320x240象素;数值加水平棒图显示,并带有相应的物理量单位;既显示气体组分浓度,还可显示烟气的流量、温度、湿度和压力等参数;最多可同时显示6种气体组分浓度;

·菜单驱动式用户界面,加上软键和数字键,让操作员能方便自如地初始化、设置及操作分析仪;

·分析仪内部配置有“校正池”,无标准气即可自动校准分析仪;具有自诊断功能、状态和故障指示。

总之,uras14红外线分析仪的上述诸多优点使之非常适用于燃煤电厂的烟气在线分析,表现出分析精度高、分析速度快、自动校正,稳定可靠、工作寿命长等优良性能。

3.2 so2分析子系统的设计要点

设计so2分析系统时,应充分考虑uras14红外线分析仪的工作条件要求和燃煤电厂烟气的工况条件,要严

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计