基于DCS的烟气脱硝控制系统设计和实践探讨

基于DCS的烟气脱硝控制系统设计和实践探讨

熊黎

（东莞市科伟环保电力有限公司广东东莞523000）

摘要：DCS系统又称为分散控制系统，主要由计算机技术对生产过程进行有序管理，实现对过程进行监视、操作管理。主要由计算机技术、信号处理技术、人机交互技术等发展而产生的。DCS系统由于精准的控制功能，被大量的运用各种精准实验反应控制，在进行烟气脱硝控制系统设计中可以运用DCS进行有效控制，来实现各种工艺下的烟气脱硝作业。

关键词：DCS；烟气脱硝；控制系统设计

前言：

DCS系统主要由顺序控制模块、脱硝模拟量控制模块和烟气脱硝数据采集模块等共同构成。由于DCS将系统控制功能模块分散在各个计算机上来实现对系统的精准控制。本文结合DCS系统和EBA脱硝工艺组建的精准控制系统，介绍硬件编程模块和程序操作策略，构建基于DCS的烟气脱硝控制系统。

1DCS烟气脱硝控制系统简介

DCS系统又称为分散控制系统，主要由计算机技术对生产过程进行有序管理，实现对其进行监视、操作管理。主要由计算机技术、信号处理技术、人机接口技术等相互发展而产生的。其主要作用就是进行脱硝控制，DCS系统主要分成顺序控制模块、脱硝模拟量控制模块和烟气脱硝数据采集模块。由于DCS将系统控制功能分散在各个计算机上实现，系统能够进行了容错设计，因此某一电脑的不能正常运转对整个系统没有什么大的影响，这在在复杂的运行环境中提供稳定系统支撑[1]。

2DCS烟气脱硝控制系统的优点

DCS烟气脱硝控制系统拥有很高的可靠性，由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上进行，采用了容错设计，因此该系统具有很强的可靠性。除此之外，由于DCS中各台计算机所承担的任务相对较单一，可以计算机的专业化微型化，从而提高计算机的可靠性。DCS采用标准化、模块化设计，系统中计算机之间采用了局域网实现信息传输，当需功能扩容时，可将方便添加卸载计算机，不影响其他计算机的工作。功能小巧的微型专用计算机，具有维护方便、简单的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。各工作站之间利用网络进行通讯，能够对系统的功能进行优化处理。

3DCS的烟气脱硝控制系统设计

3.1烟气脱硝工艺简介

EBA是目前国际先进的烟气处理技术之一，其原理是利用高能电子加速器产生的电子束（500～800kV）辐照处理烟气，将烟气中的二氧化硫和氮氧化物转化为硫酸铵和硝酸铵。可回收副产品硫酸铵、硝酸铵。按照一定的工艺组建锅炉进行烟气脱硝处理。同时利用DCS作为脱硝反应堆的控制中心，设计并建造脱硝系统。在实际的使用中不断对烟气进行检测，并且改变相关参数，得到反馈结果。并根据结果寻找各种参数的对于整个脱硝过程的影响，并建立完善的数据网络为决策提供数据支持[2]。

3.2系统的构成

以某脱硝系统为例，该系统设有现场控制台3台，操作员站和工程师站各2台，还有历史数据站1台，通讯站1台。脱硝系统采用了连锁投切技术，使用电动门、电磁阀等进行系统变量的控制，使用了温度传感器、压力传感器等对系统的稳定性进行实时监测，采用了多功能可视化人机操作界面，实现了对整个反应过程进行实时有效的监督，确保系统能够对脱硝过程实施有效的管理。

3.3网络的配置

工程各个计算机节点采用超五类屏蔽双绞线进行连接，在距离较远的工作台采用光纤的连接方式。将各个工作站采用TCP/IP通信协议，实现了各个工作站的数据交换工作。主控算法可以通过工程师对计算机工作站的控制下载到主控单元中。同时主控单元的监控数据，也会实时显示在人机交互界面。用固定IP标示各个计算机节点，为了进行计算机冗余设计，将给每一个计算机进行双网卡接入网络，分布在不同的IP地址段上。因此本系统不仅拥有很强的抗干扰性，还具有相当强的容错性能[3]。

3.4硬件编程

进行系统管理的可以利用系统的的离线组态功能，对硬件往往进行重新编组，以便可以实现对整个脱硝过程进行优化，改进生产工艺。由于该系统组建的模块化，因此该系统拥有很大的灵活性，能够根据不同要求实现对反应过程的实时改变。特别是脱硫工艺发展日益迅猛的当下，技术的发展变换莫测，也许一道工序的变动就可能导致整个工艺呈现出良好的应用前景，获得巨大的成功。特别是在技术相对集中的烟气脱硝控制系统设计中，而DCS系统的合理运用，能够根据要求进行编排硬件结构和软件结构。实现工艺的实时更新，以及精准的变量控制，这对于工艺的发展也有着积极作用[4]。

3.5程序控制策略

系统中主要反应溶液的输送采用的是变频计量泵，DCS能够根据主反应堆的负荷实时调整NOx的入口浓度，调节氨水的输送量。使得NOx浓度达到设定值。在进行了各种参数的设定后，程序会根据浓度传感器接受到的数据，自动选择补偿指定溶液参与反应。以保证烟气实现脱硝，保证烟气的排放达到环保标准。利用程序中的各项具体参数，实现对整个系统的全面控制，也可以意识实现手段以及顺序控制的方法，以便于在进行实验和紧急情况下的对系统实现有效控制。充分发挥该系统的稳定性。

4后期维护管理

该系统在运行一段时间后就要定期进行维护管理。其主要内容就是测定排放的烟气是否达到了指定标准。一旦没有达到排放标准，就需要根据实际情况找出系统出现的问题，并进行系统调试，还要按照测定方法检查浓度传感器，矫正浓度基数，确保传感器能够正常的进行工作，除此之外还有温度传感器和压力传感器。都要选择合适的测定方法来确定传感器额灵敏程度和准确程度，确保整个系统能够安全稳定的运行下去。与此同时，做好运维记录工作确保维护工作能够有序进行，给之后的维护工作带来一定的便利[5]。

5操作规范与运维制度的建立

工程技术人员要编制相应的操作规范放在醒目的位置，给接手的相关工作人员作出一定技术指导，这在一定程度上能够帮助员工在进行相关参数的调整的时候能够得到一定的帮助，同时也能够让新人快速熟悉自己的工作，让工作交接和平时的操作管理有章法可以遵循。这就为真个系统的管理的管理工作带来了一定的方便[6]。

同样的工程技术人员除了操作规范的制定外，还要进行相关运行维护的制度，安排专业的工程技术人员每天进行一次对系统的检查，并登记造册，将问题记录在专用的表格中，实现精细化管理，对该系统实施精准维护。同时可以根据维护数据，制作成相应的图表来准确的表现系统运行的稳定情况。为今后对系统的改进提供重要的数据参考。

总结

总之，基于DCS的烟气脱硝控制系统设计，不仅需要布置相应的系统模块，更需要进行相应的硬件编程与软件控制，并进行相应的后期运行维护，建立相关制度实现对系统管理长效机制。最终实现烟气脱硝控制系统设计建造与后期维护工作。

参考文献：

[1]张后盾，韩彬.烟气脱硝除尘工程中分散控制系统（DCS）的应用[J].中国玻璃，2016（1）：13-16.

[2]蔡卓安.玻璃窑炉SCR脱硝的ABBDCS电气控制系统应用[J].江苏建材，2016（1）：6-8.

[3]臧中杰，孙颖.脱硝工程在DCS控制系统中的应用[J].仪器仪表用户，2017（6）：80-82.

[4]徐冠男.河源电厂SCR脱硝系统反应区DCS控制策略[J].科技与企业，2016（3）：211-211.

[5]闵国良.改善热电厂4号炉烟气脱硝系统自动调节系统[J].化工管理，2017（3）：61-61.

[6]闫志海，柴彬，陈磊，等.SNCR脱硝技术及设备综述[J].天津科技，2016，43（9）：28-30.