CN107413177A - 一种烟气脱硝模块化控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气脱硝模块化控制装置，包括氨水加注及储存单元、氨水输送单元、软水输送单元、开放式现场标准总线；氨水加注及储存单元设置在最下部左侧位置，从左至右分别设置有氨水输送单元、软水输送单元，氨水加注及储存单元、氨水输送单元和软水输送单元之间通过开放式现场标准总线连接；在上部左侧位置设置有左混合分配单元、右混合分配单元，在左混合分配单元和右混合分配单元的右侧设置有控制管理单元，并在控制管理单元的左侧上部设置有集散控制单元。这种用于烟气脱硝模块化控制装置，大大增强模块化控制系统的安全性能，降低了电缆资源的浪费，缩短了安转调试工期，延长了设备仪表的使用寿命。

Description

一种烟气脱硝模块化控制装置

技术领域

本发明属于脱硫脱硝烟气脱硝选择性非催化还原系统技术领域，具体涉及一种烟气脱硝模块化控制装置。

背景技术

选择性非催化还原（SNCR）是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原 NOx 。还原剂只和烟气中的 NOx反应，一般不与氧反应，该技术不采用催化剂，所以这种方法被称为选择性非催化还原法；由于该工艺不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂（氨水）。

电气控制系统是选择性非催化还原法中，整个脱硝系统的重要组成部分，在整个脱硝系统中起着至关重要的作用。电气控制系统的优劣直接关系到整个工程的安全、质量、工期、投资和效果。电气设计是否合理直接影响着用电安全和控制功能的实现。

现有技术中传统集中控制方式存在以下问题：1、电击防护水平不高：因设备距离控制柜的距离太远，保护电器的保护水平大大降低；2、防爆水平得不到保证：因为氨水属于易挥发产生爆炸气体，氨水罐周围极容易形成爆炸危险区域，由于距离配电室较远，保护电器保护性能如有下降，在生产过程中因接触不良产生火花，容易产生爆炸危险；3、资源浪费：例如现场采用5.5KW的电机，如果采用微断短路和接地故障防护，其电缆采用4×2.5mm²时，安全使用距离为不大于91米，传统集中式模式下，混合分配电源距离配电柜的距离一般都大于100米，这样当发生故障时，断路器就不能起到保护作用。如果要达到很好的保护水平，电缆必须加大电缆的截面积，因此会造成资源浪费。另外即使保护水平能够满足要求，所有的控制电缆都采用硬接线方式，每个根电缆的长度都很长，也会造成浪费；4、安装工期较长：传统的脱硝安装调试工作均需要在现场进行，这样安装调试工期就会比较长。而且如果现场存在设计不合理的情况，现场修改和处理也会话费很长的时间，这样也会加长设备安装调试时间；5、仪表类设备使用寿命会减少：因为像调节阀和流量计之类的仪表，电缆长度比较长时，会造成线路电压降的增大，设备端子电压较低且容易波动，这样仪表长期工作在不稳定电压的条件下，会减少使用寿命；另外如果长期工作在大气中，时间一长，由于灰尘的影响也会使用寿命将降低；发明人基于现有技术中的缺陷研发了一种烟气脱硝模块化控制装置，能够很好地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种烟气脱硝模块化控制装置，其结构设计科学合理、使用方便；本发明通过将电气控制系统按功能和位置进行模块化处理，使得每个模块根据现场所处具体环境，最大限度地解决安全和节能问题；实现了节省空间和费用成本，增强系统的安全性能，还灵活、简单、操作方便。

本发明所采用的技术方案是：一种烟气脱硝模块化控制装置，包括氨水加注及储存单元、氨水输送单元、软水输送单元、开放式现场标准总线；氨水加注及储存单元设置在最下部左侧位置，从左至右分别设置有氨水输送单元、软水输送单元，氨水加注及储存单元、氨水输送单元和软水输送单元之间通过开放式现场标准总线连接；在上部左侧位置设置有左混合分配单元、右混合分配单元，在左混合分配单元和右混合分配单元的右侧设置有控制管理单元，并在控制管理单元的左侧上部设置有集散控制单元；左混合分配单元、右混合分配单元、控制管理单元和集散控制单元之间通过开放式现场标准总线连接；每一个单元与开放式现场标准总线连接为独立的单元；每一个单元中设置有通信模块、电源分配模块、数字量通信模块、模拟量通信模块，通信模块设置在左侧的位置，从左至右依次设置有电源分配模块、数字量通信模块、模拟量通信模块。

所述氨水加注及储存单元、氨水输送单元、软水输送单元分别与氨水储存罐、泵和阀门连接控制。

所述左混合分配单元、右混合分配单元分别与氨水喷枪、阀门、检测装置连接控制，并把左混合分配单元、右混合分配单元分别固定设置在不锈钢控制柜中。

所述控制管理单元与集散控制单元连接，并通过集散控制单元与人机界面、焚烧锅炉进行通信。

所述控制管理单元固定设置在交流低压配电柜中。

这种烟气脱硝模块化控制装置的使用过程为：当需要烟气脱硝模块化控制装置运行时，首先打开整个烟气脱硝模块化控制系统，使之处于待机状态，利用氨水加注及储存单元、氨水输送单元、软水输送单元提供选择性非催化还原法，除去烟气中的氮气所需的还原剂氨水；然后经过开放式现场标准总线4的信号传输，并通过开放式现场标准总线组网协议，其地址的唯一性，利用控制管理单元和集散控制单元，实现对组网的每一个独立单元，进行信息传输和单独单元功能的控制；以上过程就是这种烟气脱硝模块化控制装置的使用过程。

所述其中设置开放式现场标准总线的主要目的是为了，各个模块通过开放式现场标准总线（Profibus）通信进行现场指令控制和状态信息归总；一根现场总线替代了大量的分线独立的连接电缆，这样可以显著节省接线，进而减少电缆桥架的规格和端子的数量，明显的减少成本；开放式现场标准总线（Profibus）有很好的兼容性，各个模块可按需进行设计，可以采用第三方的通信设备和协议；这样可以很方便的选择组网的模式和方式；可以实现线行拓扑、环行拓扑、星型拓扑、树形拓扑结构；这样可以就近组网，分组组网。

所述烟气脱硝模块化控制装置中，各个模块都有自己的通信模块和电源分配模块，这样可以极大限度的实现独立化；目前各个厂家的产品都有通道故障预制处理功能，这样可以灵活方便的预制处理在故障状态下设备的安全状态；每个模块都有详细故障信息的诊断功能，这样可以找出故障原因，快速的维护、维修，减少停机时间。

所述烟气脱硝模块化控制装置中，使用模块化设计，各个工艺单元可以单独调试，减少安装调试周期。可以在出厂之前对各个模块进行预测试而大大缩短调试周期。这样可以进一步减少现场安装调试的时间。

所述烟气脱硝模块化控制装置中，系统采用单元化设计和制造，仪表和电气原件都集成在单元内，同时出厂前全部进行了出厂联机测试，故现场的仪表和电气施工主要是配管配线和电缆敷设。

所述烟气脱硝模块化控制装置中，各个模块的通信单元、供电单元都是独立的，这样可以根据需要极快的增加各个需要的模块，这样可以灵活的适应各个工程项目的大小；而且由于采用模块化设计，系统的稳定性、可重复性大大增加。

所述烟气脱硝模块化控制装置中，由于使用紧凑型的分布式模块化设计，可以明显的减小各个模块的体积，节省控制柜空间。

所述烟气脱硝模块化控制装置中，防爆危险区可以采用就近的接地方式和防电击防护方式；热插拔的模块化设计可以避免在其中一个模块损坏的情况下，导致整个系统出现故障，甚至会造成整个系统停机的状况；可以根据供电的可靠性，灵活方便的选择电源和是否采用双电源。

所述烟气脱硝模块化控制装置中，可将组装好的各个模块通过开放式现场标准总线协议（Profibus DP）通信总线就近自由的组成一个通信网络。通过调整通信模块通信地址的唯一性，就可以很方便的对系统进行组态。

本发明的有益效果：本技术方案提供一种烟气脱硝模块化控制装置，其结构设计科学合理、使用方便；能够解决现有技术中电击防护水平不高、防爆水平得不到保证、资源浪费、安装工期较长、仪表类设备使用寿命会减少的问题；大大增强模块化控制系统的安全性能，降低了电缆资源的浪费，缩短了安转调试工期，延长了设备仪表的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的控制流程图；

图2为本发明控制模块的结构示意图；

图中标记：1、氨水加注及储存单元，2、氨水输送单元，3、软水输送单元，4、开放式现场标准总线，5、左混合分配单元，6、右混合分配单元，7、控制管理单元，8、集散控制单元，9、通信模块，10、电源分配模块，11、数字量通信模块，12、模拟量通信模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图所示，一种烟气脱硝模块化控制装置，包括氨水加注及储存单元1、氨水输送单元2、软水输送单元3、开放式现场标准总线4；氨水加注及储存单元1设置在最下部左侧位置，从左至右分别设置有氨水输送单元2、软水输送单元3，氨水加注及储存单元1、氨水输送单元2和软水输送单元3之间通过开放式现场标准总线4连接；在上部左侧位置设置有左混合分配单元5、右混合分配单元6，在左混合分配单元5和右混合分配单元6的右侧设置有控制管理单元7，并在控制管理单元7的左侧上部设置有集散控制单元8；左混合分配单元5、右混合分配单元6、控制管理单元7和集散控制单元8之间通过开放式现场标准总线4连接；每一个单元与开放式现场标准总线4连接为独立的单元；每一个单元中设置有通信模块9、电源分配模块10、数字量通信模块11、模拟量通信模块12，通信模块9设置在左侧的位置，从左至右依次设置有电源分配模块10、数字量通信模块11、模拟量通信模块12。

所述氨水加注及储存单元1、氨水输送单元2、软水输送单元3分别与氨水储存罐、泵和阀门连接控制。

所述左混合分配单元5、右混合分配单元6分别与氨水喷枪、阀门、检测装置连接控制，并把左混合分配单元5、右混合分配单元6分别固定设置在不锈钢控制柜中。

所述控制管理单元7与集散控制单元8连接，并通过集散控制单元8与人机界面、焚烧锅炉进行通信。

所述控制管理单元7固定设置在交流低压配电柜中。

这种烟气脱硝模块化控制装置的使用过程为：当需要烟气脱硝模块化控制装置运行时，首先打开整个烟气脱硝模块化控制系统，使之处于待机状态，利用氨水加注及储存单元1、氨水输送单元2、软水输送单元3提供选择性非催化还原法，除去烟气中的氮气所需的还原剂氨水；然后经过开放式现场标准总线4的信号传输，并通过开放式现场标准总线组网协议，其地址的唯一性，利用控制管理单元7和集散控制单元8，实现对组网的每一个独立单元，进行信息传输和单独单元功能的控制；以上过程就是这种烟气脱硝模块化控制装置的使用过程。

Claims (5)

1.一种烟气脱硝模块化控制装置，包括氨水加注及储存单元、氨水输送单元、软水输送单元、开放式现场标准总线；其特征在于：氨水加注及储存单元设置在最下部左侧位置，从左至右分别设置有氨水输送单元、软水输送单元，氨水加注及储存单元、氨水输送单元和软水输送单元之间通过开放式现场标准总线连接；在上部左侧位置设置有左混合分配单元、右混合分配单元，在左混合分配单元和右混合分配单元的右侧设置有控制管理单元，并在控制管理单元的左侧上部设置有集散控制单元；左混合分配单元、右混合分配单元、控制管理单元和集散控制单元之间通过开放式现场标准总线连接；每一个单元与开放式现场标准总线连接为独立的单元；每一个单元中设置有通信模块、电源分配模块、数字量通信模块、模拟量通信模块，通信模块设置在左侧的位置，从左至右依次设置有电源分配模块、数字量通信模块、模拟量通信模块。

2.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝模块化控制装置，其特征在于：氨水加注及储存单元、氨水输送单元、软水输送单元分别与氨水储存罐、泵和阀门连接控制。

3.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝模块化控制装置，其特征在于：左混合分配单元、右混合分配单元分别与氨水喷枪、阀门、检测装置连接控制，并把左混合分配单元、右混合分配单元分别固定设置在不锈钢控制柜中。

4.根据权利要求1所述的一种烟气脱硝模块化控制装置，其特征在于：控制管理单元与集散控制单元连接，并通过集散控制单元与人机界面、焚烧锅炉进行通信。

5.根据权利要求4所述的一种烟气脱硝模块化控制装置，其特征在于：控制管理单元固定设置在交流低压配电柜中。