1、BJCY-SK- 324北京市朝陽生活垃圾綜合處理廠焚燒中心-煙氣凈化系統 施工設計文件脫硝系統控制說明安徽盛運環保（集團）股份有限公司北京金州工程有限公司2015年09月審 定：審 核:校 核：設 計：一、 項目介紹：項目名稱：北京市朝陽生活垃圾綜合處理廠焚燒中心建設單位：北京市朝陽循環經濟產業園管理中心廠址：北京市朝陽區金盞鄉高安屯村朝陽循環經濟產業園內設計規模：日焚燒處理生活垃圾1800噸，年處理能力65.7萬噸（進廠垃圾）占地面積：約80畝（焚燒廠區占地約47300m2）北京市朝陽生活垃圾綜合處理廠焚燒中心項目設計規模日焚燒處理生活垃圾1800噸。焚燒線采用3臺600t/d機械爐排爐。

2、煙氣凈化采用“SNCR(選擇性非催化還原)+半干法（Ca(OH)2漿液）干法（NaHCO3）+活性炭噴射+袋式除塵器+SCR(選擇性催化還原 )+防白煙”的凈化工藝；并在鍋爐出口及煙囪上設置煙氣在線監測裝置(CEMS)。本項目的煙氣凈化處理系統由SNCR脫氮系統、半干式反應塔（包括工藝冷卻水系統）、消石灰儲存及石灰漿制備和輸送系統、NaHCO3干粉儲存及噴射系統、活性炭儲存及噴射系統、袋式除塵器系統、增壓風機系統、SCR脫氮系統（包括煙氣再加熱系統）、引風機系統（含消音器）、防白煙系統、飛灰輸送及儲存系統、煙氣管道、管件等，以及所有鋼結構等組成。二、 設計范圍SCR脫硝系統（包括煙氣再加熱系統

3、、密封風系統、尿素溶液輸送系統、尿素溶液計量分配系統、尿素熱解系統）。三、 設計依據Ø 生活垃圾焚燒處理工程技術規范CJJ90-2009Ø 生活垃圾焚燒污染控制標準GB18485-2001Ø 小型火力發電廠設計規范GB50049-2011熱工自動化部分Ø 火力發電廠設計技術規程DL 5000-2000熱工自動化部分Ø 火力發電廠熱工控制系統設計技術規定DL/T 5175-2003Ø 火力發電廠輔助系統（車間）熱工自動化設計技術規定DL/T5227-2005Ø 低壓配電設計規范GB50054-2011Ø 電力工程電纜

4、設計規范GB50217-2007Ø 自動化儀表工程施工及驗收規范GB 50093-2002四、 系統控制說明Ø 尿素溶液輸送泵A/B：為保證尿素溶液持續不間斷的循環供應，尿素溶液輸送泵一用一備配置；當其中一臺正常運行的輸送泵出現故障停機時，處于遠程AUTO控制模式下的備用泵可自動投入。當故障泵故障解除后，將故障泵設置為遠程AUTO控制模式時即可。停泵時，必須將兩臺泵的控制模式打到手動控制模式以解除連鎖，然后手動停止即可。Ø 密封風機A/B，一用一備。當其中一臺風機設備運行出現故障時，由操作工通過安裝在MCC手動啟動按鈕啟動備用的風機具有自動啟停的配置，如需要，也可

5、更改為自動投入控制模式。Ø 密封風加熱系統溫度控制：自動控制時，PLC根據加熱器出口空氣溫度反饋值和設定值進行PID運算，PID輸出結果用于調節可控硅輸出功率的大小。手動控制時，可通過控制界面直接設定可控硅的輸出功率。該溫度控制回路為單回路閉環控制。Ø 尿素熱解稀釋風流量控制：為保證尿素分解后，進入AIG的的氨體積濃度低于5%，需根據MDM尿素溶液流量、MDM霧化空氣的流量數據計算出所需的尿素熱解風流量。 后期投入備用層催化劑，考慮壓降對尿素熱解風流量影響？Ø 為保證尿素溶液的霧化效果， MDM霧化壓縮空氣使用MDM柜內的手動調壓閥，設定所需壓力。流量測量裝置提供

6、流量開關信號遠程至SCR PLC。Ø 為保證尿素溶液熱解所需的熱風持續不間斷供應，尿素熱解稀釋風風機一用一備配置；當其中一臺正常運行的稀釋風機出現故障停機時，處于遠程AUTO控制模式下的備用風機可自動投入。當故障風機故障解除后，將故障風機設置為遠程AUTO控制模式時即可。停泵時，必須將兩臺風機控制模式打到手動控制模式以解除連鎖，然后手動停止即可。尿素熱解稀釋風機為變頻驅動，運行頻率由變頻器面板手動設定。Ø SCR聲波吹灰器控制：為減少煙氣中的灰塵催化劑表面積灰，每層吹灰器設置有2臺聲波吹灰器。聲波吹灰器的控制由就地控制箱中實現；上位機給出聲波吹灰器啟動允許信號，聲波吹灰控制

7、器接收到啟動允許信號后，能自動實現定時循環吹灰控制，吹灰時間和吹灰頻率可通過聲波吹灰器控制箱的觸摸屏設定，通過就地控制箱也可點動控制。就地控制箱預留有備用層催化劑所需聲波吹灰器的控制接口。Ø 尿素熱解爐溫度采用串級控制方案，主溫度控制器為溫度控制回路，溫度測點PV1位于DC爐的出口，此點溫度工藝上要求穩定的工作溫度是300，后續防逆止劑升溫4366，于保證AIG入口溫度342。主溫度控制PID回路的輸出OP1給副溫度PID回路的SP2，副環同樣為PID溫度控制器，溫度測點PV2在電加熱器的出口。副環溫度PID控制器具有自動/手動/串級模式，當副環投內給定自動控制模式時，副回路的溫度控

8、制是獨立的，即SP2由人為給定不受主溫度控制回路的影響。當投串級時，副溫度回路的溫度控制是受主溫度回路的影響，即SP2由主溫度回路給定的，并且隨著主溫度回路OP1 的變化而變化。為滿足使脫硝系統的安全、可靠穩定運行，DC熱解爐煙氣出口的管道均布有有3支獨立的溫度變送器，控制器PLC對現場采集的3組溫度模擬量測量信號中的有效溫度信號求平均值作為副環溫度控制器的PV1。SP1PV2SP2控制框圖Master PIDSlave PIDExport of the heater gas temperatureExport of the DC furnace temperatureSilicon cont

9、rolled rectifierPV1控制流程圖DCHTRSlave PIDMaster PIDØ MDM內有三條工藝管線構成，分別是尿素管線，霧化空氣管線和沖洗水管線。由尿素制備和儲存系統輸送來的合格的尿素溶液進入到MDM的入口管線和由工廠來的霧化空氣儀表氣進入MDM管線分別供給到噴槍，經由噴槍噴嘴霧化后噴入DC爐，在DC爐內分解成NH3。MDM是一個順序控制，啟動順序首先打開霧化空氣閥，確認閥開，再打開尿素溶液閥，確認閥開，流量PID回路投入工作，在此過程中最重要的是對噴槍尿素溶液量的控制，我們采用前饋-串級控制，尿素溶液流量SP值是由氨需量來決定的。停止噴氨時，應先關閉尿素溶液

10、關斷閥，確認閥關后，打開沖洗水閥進行沖洗，此時流量調節閥開度要保證沖洗尿素溶液管道壓力小于空氣側壓力，沖洗完成后，關閉沖洗閥，關閉尿素流量調節閥，待系統冷卻后，最后關閉霧化空氣閥（短時間停止噴氨，霧化空氣閥保持一直打開狀態）。MDM柜內的溶液旁路電動開關閥只作為尿素溶液調節閥檢修備用時應急使用。Ø 尿素流量控制采用前饋-串級控制方案，主環為煙囪出口煙氣中的NOX濃度控制回路，副環為尿素溶液流量控制回路，前饋干擾量為原煙氣流量。前饋-串級控制回路，對于不同煙氣流量下，在保證預期設定的脫硝效果的前提下，前饋-串級控制回路能有效的加快系統的響應速度，并減少執行機構的動作次數。前饋控制說明：

11、將原煙氣流量作為前饋信號串入控制系統，能明顯加快系統因原煙氣流量發生變化的調節周期、加快調節系統的響應速率。煙囪出口的煙氣流量、SCR入口原煙氣NOX濃度測量值、SCR入口原煙氣O2濃度測量值、煙囪出口NOX濃度測量值、煙囪出口O2濃度測量值、DCS控制界面設定的脫硝率，聯合計算得出理論排放達標所需要脫除的NOX量。根據理論排放達標所需要脫除的NOX量，計算得出理論所需要的噴氨量；根據以上得出的理論所需要的噴氨量換算出理論所需尿素溶液流量值F。該前饋回路計算所得的理論所需尿素溶液流量值F會作為副環調節回路的一個給定通道。氨量-尿素溶液換算公式（Q尿素溶液=60÷（2×17）

12、÷wt%÷×WNH3÷k）Q尿素溶液：為尿素溶液體積流量，單位為升60：為尿素分子量17：為氨分子量（1mol尿素對應2mol氨）wt%：為尿素溶液質量濃度，為40%：為尿素溶液密度（40%密度為1.11kg/l）WNH3：為NH3耗量 （kg/hr）K：為尿素純度系數（一般約為97.5%）主環控制說明：減少控制的靜態誤差，使凈煙氣NOX排放濃度低于所設定的N0X排放達標濃度。根據SCR入口原煙氣NOX濃度、SCR入口O2濃度、DCS控制界面設定的脫硝率，聯合計算得到煙囪凈煙氣出口對應的理論干態NOX排放達標濃度值；該理論計算得出凈煙氣的干態NOX排放達

13、標濃度作為主環控制器的給定值SP1。根據煙囪出口凈煙氣NOX濃度、煙囪出口凈煙氣O2濃度，計算得出煙囪出口凈煙氣出口實際干態NOX排放濃度測量值；該計算結果作為主環控制回路的反饋值PV1。主環控制器根據理論計算得出干態NOX達標濃度和實際干態NOX濃度測量值進行PID運算。主環控制器輸出結果（0-100%）進行簡單的運算后作計算得出修正后，得到所需尿素溶液流量值修正系數K（0.7-1.3）。主環回路得到K將作為副環調節回路給定值的一個修正系數。副環控制說明：副環為尿素溶液流量控制回路，用來補償尿素管道壓力波動帶來的尿素溶液流量波動。副環可根據主環回路輸出的修正系數K和前饋回路所得的計算理論所需

14、尿素溶液流量值F，通過K*F運行得出修正后的理論所需尿素溶液流量值作為副環控制器的給定值SP2。尿素溶液輸送管路安裝的電磁流量計提供尿素溶液流量反饋值PV2。副環控制器根據流量設定值SP2和測量流量反饋值PV2進行PID運行，控制尿素溶液流量調節閥的開度，從而達到噴氨脫硝的目的。副環PID控制器具有手動/單回路自動/串級自動三種工作模式。SP1PV2SP2控制框圖Master PIDSlave PIDUrea solution flowNOX clean gas analyzer Flow control valvePV1FK  MDM控制流程圖SCRMaster

15、 PIDSlave PIDØ SGH溫度調節為前饋-串級控制回路：主環為SGH出口溫度調節回路，副環為SGH加熱蒸汽流量調節回路，前饋干擾量為原煙氣流量。對于SGH在不同煙氣流量下，在保證的SGH出口原煙氣溫度保持在設定的240的前提下，前饋-串級控制回路能有效的加快系統的響應速度，并減少執行機構的動作次數。前饋控制說明：將原煙氣流量作為前饋信號串入控制系統，能明顯加快系統因原煙氣流量發生變化的調節周期、加快調節系統的響應速率。前饋回路根據煙囪出口的CEMS獲得煙氣流量。根據SGH入口原煙氣溫度和DCS控制界面所設定SGH出口煙氣溫度設定值進行求差運算，可得出所需SGH加熱原煙氣溫升

16、值T。根據計算獲得的煙氣流量和原煙氣所需的溫升值T以及SGH加熱相關性能參數可計算得出理論所需SGH加熱蒸汽流量值F。該前饋回路計算所得的理論所需SGH加熱蒸汽流量值F會作為副環調節回路的一個給定通道。主環控制說明：減少控制的靜態誤差，使SGH出口原煙氣溫度穩定在240，為催化劑脫硝提供穩定的工作溫度。SGH出口溫度調節回路的給定值為DCS設定的SP1；SGH煙氣出口的溫度變送器為主環提供反饋值PV1。主環PID控制器的輸出值作為副環調節回路理論蒸汽流量給定值的修正系數K(0-100%)。主環回路計算得到的K值將作為副環調節回路給定值的一個修正系數。副環控制說明：副環為SGH加熱用蒸汽流量控制回路，用來補償蒸汽管道壓力波動帶來的加熱蒸汽流量波動，同時副環用于控制SGH蒸汽流量調節閥的開度。副環可根據主環回路輸出的修正系數K和前饋回路所得的理論所需SGH加熱蒸汽流量值F，通過K*F運算得出修正后的理論所需SGH加熱蒸汽流量值作為副環控制器的給定值SP2。SGH加熱蒸汽管路安裝的渦街流量計提供蒸汽流量測量值PV2。副環控制器根據SGH加熱蒸汽流量設定值SP2和測量SGH加熱蒸汽流量反饋值PV2進行PID運算，控制SGH蒸汽流量調節閥的開度，從而達到SGH原煙氣出口溫度穩定控制目的。副環PID控制器具有手動/單回路自動/串級自動三種工作模式。副環SGH加熱蒸汽流量調節回路PID