開題報告-基于plc的煙氣調(diào)質系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

1、<p><b>　　開題報告</b></p><p>　　題 目：基于PLC的煙氣調(diào)質系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)</p><p>　　學 院： </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　學生姓名： </p>&l

2、t;p>　　學 號： </p><p>　　指導教師（審核簽名）： </p><p>　　審核日期： 年 月 日</p><p><b>　　一、文獻綜述</b></p><p>　　近幾年，工業(yè)發(fā)展的步伐越來越快，工業(yè)污染也越來越

3、嚴重，其中，粉塵氣體的產(chǎn)生就是其污染物之一，嚴重污染了我們生活的環(huán)境。因此，為了防止這種現(xiàn)象的繼續(xù)發(fā)生，對環(huán)境的保護成為全球關注的熱點，世界各國也對應地提出了更嚴格的環(huán)境保護要求。</p><p>　　在我國，伴隨著經(jīng)濟發(fā)展的突飛猛進，人民素質整體提高，對環(huán)保問題的覺悟也日漸提升，同時要求的環(huán)境質量也越來越高。而經(jīng)濟的發(fā)展又促使環(huán)境質量越來越差，因此，更加突出了大氣污染問題?；痣姀S是大氣污染物排放的主要對象之一，

4、針對火電廠的大氣排放，國家制定的污染物排放標準更加嚴格。伴隨著越來越嚴格的排放標準，電除塵器的運行效率更加重要，否則很難滿足排放要求。因此，需要迫切得到解決的問題就是如何提高電除塵器的除塵效率。</p><p>　　目前，我國燃煤電廠采用電除塵器除塵方式的數(shù)量眾多，約占總數(shù)的3/4,因此，在日后的很長時間段內(nèi)，煙塵排放處理還是需要用到電除塵器，電除塵器還是煙塵治理的重要手段。但是就目前而言，從實際運行效果看，能滿

5、足火電廠污染治理目標要求的電除塵器數(shù)量比例并不多，達不到要求的電除塵器仍有一大部分。后續(xù)時段建立的電廠尤為明顯，不論是從設計能力方面看還是從實際運行效果看，實際除塵效率均不滿足要求。國家要求老電廠的除塵效率要達到99%以上，新電廠要求除塵效率達到99.5%以上，新排放標準要求排放量不超過30mg/Nm3。而相對于國外發(fā)達國家而言，我國燃煤電廠使用的煤種大部分為劣質煤，而且會經(jīng)常變換煤種，這也是導致電除塵器效率達不到要求的主要一方面原因。

6、</p><p>　　在我國分布的尚未利用資源量中，占其比例數(shù)50.37%的是特低硫煤和低硫煤，總量為4160.01億噸；占其比例數(shù)34.18%是低中硫、中硫煤，總量為2823.30億噸；占其比例數(shù)15.45%是硫分大于2.00%的煤。由此可看到我國低硫煤還是較多的，但是，使用低硫煤的缺陷是它在燃燒過程中會產(chǎn)生粉塵，并且粉塵中的Al2O3和SiO2的含量很高，能高達80-90%，這會提高粉塵的比電阻，從而使粉塵不

7、能被電除塵器所吸附，從而降低了電除塵器預期的除塵效率，導致粉塵排放嚴重超標的后果。實踐證明，雙重煙氣調(diào)質系統(tǒng)在針對現(xiàn)有電除塵器改造時，有較高的有效性和經(jīng)濟性。影響電除塵器除塵性能的因素有很多，主要因素有飛灰的吸附性、粒徑的大小、電場強度、離子密度、粒度分布等。雙重煙氣調(diào)質系統(tǒng)提高電除塵器效率的途徑就是改變以上因素中的一個或幾個。常用的調(diào)質劑的種類也有很多，如H20、S03、NH3、氨的化合物、有機氨、堿金屬鹽等。其中，有優(yōu)良調(diào)質效果的調(diào)

8、質劑有S03和NH3，這兩種調(diào)質劑受到了各國科研人員的重視，并且各國科研人員還研究了對S03和NH3的調(diào)質機理。</p><p>　　在現(xiàn)代電力行業(yè)中，最新燃煤機組的設計要求越快越高，校核煤種也越來越多樣化，我國緊缺優(yōu)質的煤炭資源，而優(yōu)質煤種要求當前熱值高、灰分低，具有這種要求煤種的存儲量越來越少，例如大同煙煤、神俯東勝煤等優(yōu)質煤的存儲量日益減少，而現(xiàn)在電力市場卻緊需此煤種，因此優(yōu)質煤的供應已不能同市場要求同步。

9、所以，很多大型燃煤機組項目在初步設計階段，會備選一種露天礦煤種做校核煤種，因此種煤礦儲量較大。典型的備選煤種為內(nèi)蒙古準格爾煤?，F(xiàn)在工業(yè)中，很多國家政策正在一步步落實，如節(jié)能減排政策等，因此，按多煤種燃煤結構設計的新建電廠越來越多，為了經(jīng)濟利益，很多已投用電廠使用較高灰分煤，偏離設計煤種太多，導致電除塵器的排放不能滿足國家排放要求。多煤種的使用對電除塵器的要求很高，電除塵器很難達到預期設計標準。</p><p>　

10、　對于電除塵器而言，如果煤種設計的是優(yōu)質煤，那么產(chǎn)生的粉塵具有較適中的比電阻，相對而言容易電除塵。具體體現(xiàn)在三個方面：（1）只有約為10%的灰分，含量很低，因此粉塵濃度在電除塵器入口相對而言比較低，這樣細粉塵比較容易被電除塵，這對電除塵器而言，具有較小的負荷。（2）優(yōu)質煤燃燒后的灰分中，占50%含量的氧化物為SiO2和Al2O3，這相對而言已經(jīng)很小了，也有利于電除塵。（3）若粉塵的活性強，導電性好，就會比較容易荷電，而優(yōu)質煤燃燒后的灰分

11、就具有這種特性，因為Na2O的含量高，能占1.0%以上。</p><p>　　校核煤種很難進行電除塵，主要原因是粉塵比電阻太高，可以達到1013（Ω.cm），其主要表現(xiàn)在三個方面為：（1）比例約為20%的灰分，含量很高，因此粉塵濃度在電除塵器入口相對而言比較高，這樣粉塵很難被電除塵，這對電除塵器而言，具有較大的負荷。（2）校核煤燃燒后的灰分中，占85%含量的氧化物為SiO2和Al2O3，這相對而言已經(jīng)很高了，很難

12、電除塵；（3）若粉塵的活性強，導電性好，就會比較容易荷電，反之不然。Na2O的含量低，能占0.6%以上，因此很難被電除塵器捕捉。</p><p>　　在當今中國粉塵質量環(huán)保行業(yè)中，需要緊急解決的課題就是如何處理粉塵能較經(jīng)濟，如何能對偏離設計煤種的老機組進行提效改造，而花費較少的經(jīng)濟費用，目前有幾種方案是可以解決這個問題的，其中效率最高的當屬布袋式除塵器無，它是很可靠的除塵設備，但是，它有缺陷存在，它是將每條布袋作

13、為單一除塵單元，而且是進行并聯(lián)工作，這樣的話，機組容量越大，煙氣流量處理量增加，會增加更多的布袋數(shù)量，這樣一來，運行維護量也會大量增加，會造成很大的不便，而且布袋除塵器的成本昂貴，其中的布袋需要定期進行更換，造價會很大，維護費用也很高。對于老機組而言，若采用布袋除塵器進行提效改造，會花費大量的時間，而且還需改造引風機。因此，大型燃煤機組的粉塵治理問題的解決，布袋除塵器只是其中一種可選方案，但從各方面看，經(jīng)濟上和技術上不一定是做合適的方案

14、。相比之下，在解決此類大型燃煤機組的粉塵治理問題上，煙氣調(diào)質系統(tǒng)具有較高的經(jīng)濟性。</p><p><b>　　二、研究方案</b></p><p>　　在世界上，從使用燃煤鍋爐數(shù)量上來看，我國是最多的國家之一，粉塵一年的排放量約為1500萬噸，硫氧化物的排放量約為1000萬噸。對于大氣環(huán)境最主要的污染源，燃煤鍋爐當居首位。燃煤鍋爐排放的粉塵中，PM10以下的粉塵占的

15、比例為30%，這些粉塵排放后在大氣</p><p>　　中懸浮著，對大氣環(huán)境的質量造成了嚴重的影響。尤其是醫(yī)學上被稱為"可吸入粉塵"的粉塵，就是所謂的PM2.5，嚴重危害了人類健康。近年來，我國各個地方出現(xiàn)嚴重霧霾天氣，這些粉塵細顆粒物是形成霧霾的最主要的因素。為了我國大氣環(huán)境質量，為了人類的健康，必須采取有效的措施來治理燃煤鍋爐煙氣粉塵。</p><p>　　2012

16、年，國家頒布了《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011），嚴格地規(guī)定了燃煤電廠污染物排放,30mg/Nm3是國家規(guī)定的燃煤電廠鍋爐煙塵排放濃度最高值,重點地區(qū)煙塵的排放濃度低于20mg/Nm3。實施的新標準，會對我國環(huán)境質量提高起到推動作用。</p><p>　　向煙氣中噴入微量S03氣體和NH3氣體，兩者在煙道中發(fā)生化學反應，反應物會吸附在粉塵顆粒的表面，從而降低了粉塵比電阻，提高電除塵器對粉塵的

17、捕集效率，這就是雙重煙氣調(diào)質系統(tǒng)。煙氣調(diào)質系統(tǒng)不是對電除塵器本體的改造，只是對現(xiàn)有電除塵器功能做出有益的補充，輔助電除塵器提高除塵效率。煙氣調(diào)質系統(tǒng)可以起到降低粉塵比電阻的作用，提高電除塵器對高比電阻粉塵的捕捉，從而提高電除塵器效率；煙氣調(diào)質系統(tǒng)本體運行穩(wěn)定可靠，運營成本低，維護費用少，卻有明顯的除塵效果。煙氣調(diào)質系統(tǒng)解決高比電阻粉塵的收集問題，也是老電除塵器改造的有效手段。雙重煙氣調(diào)質系統(tǒng)在我國火力發(fā)電廠中有著良好的發(fā)展前景。<

18、/p><p>　　本課題的主要任務是設計一套提高電廠電除塵器除塵效率的煙氣調(diào)質系統(tǒng)。根據(jù)電廠的實際要求，通過鍋爐負荷信號實時調(diào)整SO3調(diào)質劑及NH3調(diào)質劑的流量，保證噴射的調(diào)質劑的量能起到提高電除塵器效率的作用。煙氣調(diào)質系統(tǒng)的關鍵點在于調(diào)質劑的噴射量，而直接影響這一關鍵點的因素是溫度，因此，本課題的另一個關鍵點是溫度的控制。因此，本課題的主要任務是根據(jù)煙氣調(diào)質系統(tǒng)的具體要求，合理配置PLC各種資源，通過有序地邏輯控制

19、，實現(xiàn)溫度與調(diào)質劑的完美控制。通過分析雙重煙氣調(diào)質系統(tǒng)的特點及優(yōu)越性，制定雙重煙氣調(diào)質系統(tǒng)PLC的總控制方案，通過PLC的PID控制方法實現(xiàn)系統(tǒng)關鍵參數(shù)變量的控制，對PLC控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)進行設計，選取合適的PLC型號、輸入輸出模塊，并對PLC各個輸入輸出點進行分配，確定了PLC的資源配置；通過與PLC的通訊連接，實現(xiàn)對整個雙重煙氣調(diào)質系統(tǒng)的控制與實現(xiàn)。</p><p><b>　　三、時間進度安排&

20、lt;/b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]王勵前,張德軒.火電廠的煙氣治理和排放標準.第十屆全國電除塵學術會議論文集,2003,11:6-9</p><p>　　[2]原永濤，齊立強，劉金榮。準格爾煤灰物化特性的實驗分析[J]。第十二屆中國電除塵學術會議論文集，2007，10.</p>

21、;<p>　　[3]張曉梅.燃煤鍋爐機組[M].北京：中國電力出版社，2006.</p><p>　　[4]董雪玲.大氣可吸入顆粒物對環(huán)境和人體健康的危害.資源.產(chǎn)業(yè)，2004，6（5）：50-53</p><p>　　[5]郭宗仁等，可編程序控制器應用系統(tǒng)設計及通信網(wǎng)絡技術，人民郵電出版社，2002</p><p>　　[6]鄭晟等，現(xiàn)代可編程序控制