脱硝工程DCS控制系统设计说明(2#热解反应器)

2.3 2#热解反应器稀释风机及电加热器系统
2#热解系统的稀释空气由2台稀释风机提供，通过1台电加器加热到450℃的高温后进入尿素分解室。

2.3．1稀释风机
打开3#锅炉二次风控制阀03HSG10 AA001，打开2#尿素热解反应器出口去3#炉SCR 反应器控制阀03HSJ81 AA001，打开2#尿素热解反应器喷枪冷却风控制阀03QFB50AA002，启动2#尿素热解反应器高温稀释风机A或2#尿素热解反应器高温稀释风机B(2#尿素热解反应器高温稀释风机变频器速度控制03HSG10GH002AO设为50HZ)。

A与B互为备用。

2#尿素热解反应器出口温度03HSJ81CT101达到250℃,启动2#尿素热解反应器稀释风电加热器03HSG10AH001。

●稀释风机
手动开：运行人员开指令
自动开(OR)：
✓来自热解系统顺控启动开指令
开允许条件(AND)：
✓无电气故障信号
✓风机开关off状态
✓风机无操作失败故障
手动关：运行人员关指令
自动关：无
关允许条件：加热器停运
2.3.2 电加热器
电加热器03HSG10 AH001与DCS系统的接口信号有：DI信号（过热报警03HSG10AH001ZF1、介质超温报警03HSG10AH001ZF2、电热管超温报警03HSG10AH001ZF3、就地/远程转换03HSG10AH001PE、运行/停止状态03HSG10AH001ZSZD），DO信号（电加热器启动03HSG10AH001MS、电加热器停止03HSG10AH001MD），AI信号1个（电加热器出口介质温度信号03HSG10CT101(0~800℃)），AO信号2个（分解室出口温度控制信号03HSG10AH001AO1、电加热器出口介质温度设定信号03HSG10AH001AO2(500℃)）。

电加热器可以有两种控制方式：就地控制和远方DCS自动控制方式。

在远方自动控制方式下，DCS只是发送启动或停止指令给电加热器控制系统，由电加热器就地控制系统控制电加热器内部各个设备（温度调节装置等）。

●热解室出口温度PID调节控制
热解室温度控制是通过控制电加热器来控制通入热解室的空气温度实现的，该电加热器通过自带的就地控制装置，根据电加热器出口的温度传感器与PID温度调节仪组成的调节回路实现电加热器出口空气温度控制，DCS则根据热解室出口温度与电加热器的PID温度调节回路组成一个串级调节回路，即根据热解室出口设定的温度与实际温度的偏差修正电加热器的PID温度调节仪设定值（03HSG10AH001AO1 0~800℃），从而使热解室出口介质温度达到设计要求。

●电加热器启停控制
手动开：运行人员开指令
自动开(OR)：
✓来自热解系统顺控启动开指令
开允许条件(AND)：
✓电加热器远方自动方式
✓电加热器无故障报警
✓稀释风机运行
✓2#尿素热解反应器出口温度03HSJ81CT101达到250℃
✓尿素分解室出口开关阀03HSJ81 AA001打开
✓电加热器保护跳闸信号
手动关：运行人员关指令
自动关(OR)：
✓来自热解系统顺控停止关指令
✓保护关(OR)：当下列保护再投入状态下动作时，自动停电加热器
✓MFT
✓风机运行停止
✓机组负荷<40%
关允许条件：
✓电加热器远方自动方式
2.4 热解系统
热解系统（Decomposition Chamber System,简称DC系统）用于产生脱硝反应所需要的氨。

尿素经过DC系统分解产生氨气，经过稀释空气稀释后再喷入SCR反应器，与烟气中的氮氧化物进行反应，实现脱硝反应。

2.4.1 DCS系统监测控制对象及信号
热解装置系统（Decomposition Chamber）：热解室出口温度、通道开通等信号；
溶液测量喷射系统(Metering Module)：
1只喷枪冷却开关阀03QFB50AA002;
1只喷枪吹扫开关阀03QFB50AA003;
1只雾化空气开关阀03QFB50AA001、1只流量计03QFB50CF101、1只调节阀03QFB50AA101、1只压力变03QFB50CP101；
1只尿素溶液开关阀03HSJ35AA001、1只流量计03HSJ35CF101、1只调节阀03HSJ35AA101。

2#尿素分解室出口开关阀03HSJ81 AA001 开允许条件为3#机组负荷>40%。

2.4.2热解系统程控启动逻辑
启动允许条件：(2#尿素热解反应器高温稀释风机A或B做选择)
✓尿素溶液回尿素溶液储罐管线压力15HSJ35CP101 (0.1-0.6MPa)
✓无程控停指令
✓尿素分解室出口开关阀03HSJ81 AA001关
✓稀释风机投入
✓电加热器投入
第1步：打开3#锅炉二次风控制阀03HSG10AA001；
第1步结束条件：
3#锅炉二次风控制阀开到位；
第2步：打开尿素分解室出口开关阀03HSJ81 AA001；
第2步结束条件：
✓尿素分解室出口开关阀开到位；
第3步：打开2#尿素热解反应器喷枪冷却风控制阀03QFB50AA002；
第3步结束条件：
✓2#尿素热解反应器喷枪冷却风控制阀开到位；
第4步：启动稀释风机（2#尿素热解反应器高温稀释风机变频器速度控制
03HSG10GH002AO设置成50HZ）
第4步结束条件：
✓稀释风机运行且2#尿素热解反应器出口温度03HSJ81CT101大于250℃
第5步：启动加热器
第5步结束条件：
✓加热器启动且2#尿素热解反应器出口温度03HSJ81CT101大于400℃
第6步：打开雾化空气开关阀03QFB50AA001，30S内2#尿素热解反应器雾化空气调节阀03QFB50AA101 0%~100%。

流量计03QFB50CF101和调节阀03QFB50AA101组成的闭环控制回路置自动状态；
第6步结束条件：
✓雾化空气开关阀03QFB50AA001开到位，2#尿素热解反应器雾化空气调节阀位置反馈03QFB50AA101AI>95%。

第7步：打开尿素溶液开关阀03HSJ35AA001，30S内2#尿素热解反应器尿素溶液流量调节阀03HSJ35AA101 0%~100%。

流量计03HSJ35CF101和调节阀03HSJ35AA101组成的闭环控制回路置自动状态。

第7步结束条件：
✓尿素溶液开关阀03HSJ35AA001开到位，2#尿素热解反应器尿素溶液流量调节阀位置反馈03HSJ35AA101AI>95%。

2.4.3热解系统程控停止逻辑
停止允许条件：无
第1步：关闭尿素溶液开关阀03HSJ35AA001；
第1步结束条件：
✓尿素溶液开关阀关到位
第2步：关闭调节阀03HSJ35AA101;
第2步结束条件：
✓调节阀03HSJ35AA101≦5%.
第3步：打开喷枪吹扫开关阀03QFB50AA003;
第3步结束条件：
✓喷枪吹扫开关阀开到位
第4步：打开调节阀03HSJ35AA101，30S内从0%-100%
第4步结束条件：
✓调节阀03HSJ35AA101>95%且延时1分钟。

第5步：关闭喷枪吹扫阀03QFB50AA003
第5步结束条件：
✓喷枪吹扫阀关到位
第6步：关闭雾化空气开关阀03QFB50AA001
第6步结束条件：
✓雾化空气开关阀关到位
第7步：关闭雾化空气调节阀03QFB50AA101
第7步结束条件：
✓雾化空气调节阀03QFB50AA101AI<5%。

第8步：停止加热器
第8步结束条件：
✓加热器停运3分钟
第9步：停止稀释风机
第9步结束条件：
✓稀释风机停运。

第10步：关闭2#尿素热解反应器喷枪冷却风控制阀03QFB50AA002
第10步结束条件：
✓喷枪冷却风控制阀03QFB50AA002关到位。

第11步：关闭2#尿素分解室出口开关阀03HSJ81 AA001
第11步结束条件：
✓分解室出口开关阀03HSJ81 AA001关到位。

第12步：关闭3#锅炉二次风控制阀03HSG10AA001
第12步结束条件：
✓3#锅炉二次风控制阀03HSG10AA001关到位。

2.4.4 溶液喷射装置
溶液喷射装置由1支喷枪组成，喷枪上有1只溶液开关阀、1只溶液流量计、1只溶液调节阀；1只喷枪吹扫阀；1只雾化空气开关阀、1只雾化空气流量计、1只雾化空气调节阀；还有一个用于给喷枪冷却的空气开关阀1只。

在尿素溶液回尿素溶液储罐管线安装有1只压力变送器，用于检测尿素溶液循环管线的压力。

溶液喷射装置的作用是在正常运行过程中将程序计算出来的需要喷射进热解装置的尿素溶液输送到投运的喷枪中，并且要通过动态的调节喷枪上的调节阀，使热解反应的充分进行。

反应器出口烟气NOx浓度、从锅炉负荷
NOx浓度，用SCR反应器出口烟气PID方式的修正调整（调整范围50%~150%，画面中用0.5~1.5表示），从而消除或减小由于实际烟气
量与锅炉负荷换算出的烟气量不一致、从氨需量换算出的尿素需量不准确、尿素热解反应不稳定以及其它相关原因所导致的最终脱硝反应效果的偏差，形成一个反馈调节回路。

计算出来的氨需量乘以系数3.7056（厂家提供的质量转换比），则得到脱下反应尿素需量，该系数已经考虑了尿素溶液浓度（约50%）、单位尿素分解出的氨量、脱硝反应NOx与氨气的反应比例等等因素；尿素溶液流量计送入的是体积流量，尿素量的计算以及控制调节使用体积流量（NCM/HR），画面显示的尿素流量、氨需量均用质量流量（kg/hr）(乘上尿素密度)。

在脱硝运行期间，程序自动将所需要的尿素溶液分配到投运的热解系统尿素溶液喷射装置喷枪中喷入热解室内，尿素溶液在热解室内经过高温分解，产生氨气，在与稀释风混合后，送入烟道SCR反应器中，实现脱硝反应。

热解系统尿素溶液喷射装置还需要通过压缩空气对尿素溶液进行雾化以保证尿素能够比较充分地分解，除了对雾化空气母管阀门进行监控，在每个喷射装置的雾化空气管路上分别配有1个流量计和1个调节阀，用于调节雾化空气流量与尿素溶液的流量相匹配。

为了防止尿素结晶在喷射装置中造成堵塞，需要用空气对喷枪进行退出前的吹扫，程序自动对退出运行的喷射装置进行一次90秒钟的空气吹扫。

在非检修状态下，程序自动检测喷射装置的溶液开关阀阀位信号，一旦溶液开关阀关闭，则先关闭调节阀，再自动打开吹扫阀，并同时将喷射装置调节阀开到100%，90秒后关闭吹扫阀、调节阀。

●喷射装置投运选择
在系统画面上设计溶液喷射装置投运选择的按钮，显示喷射装置投运/停运状态以及投运条件状态指示。

选择按钮图标底色变为红色并且文字指示为“ON”则表示该支喷枪被选择为投运，而当选择按钮图标底色变为绿色并且文字指示为“OFF”则表示该支喷枪被选择为停运。

在启动热解系统程控前，运行人员要选择投运的喷射装置（至少选择1支）。

在热解系统运行中，运行人员也可以进行喷射装置投运/停运操作。

运行中可以选择新投运的喷射装置并重新启动热解系统顺控，则新选择的喷射装置自动投运；运行中，如果将已经投运的改为选择喷射装置停运，则该喷射装置自动停运，并自动冲洗。

在热解系统启动过程中，如果喷射装置投运选择按钮图标前面的圆形图标为灰色表示热解室出口/AIG温度等条件尚不满足要求，若变为浅绿色，则表示溶液喷射装置具备了喷射尿素溶液的条件，随后程序将自动启动相应的喷枪（打开溶液阀、并开始按照实际需求自动调节溶液调门）。

●溶液喷射装置停止保护公共条件（OR）：
✓电加热器停运或故障
✓机组MFT
✓尿素溶液回尿素溶液储罐管线压力15HSJ35CP101不正常（<0.1MPa OR >0.6MPa）
●溶液喷射装置喷枪停止保护条件（OR）：
✓溶液喷射系统停止保护公共条件
✓溶液喷射装置喷枪雾化空气流量低于设定值，或尿素溶液流量坏信号
●溶液阀控制
手动开：运行人员开指令（设为“检修”后）
自动开(OR)：
✓来自热解系统顺控启动开指令
开允许条件(AND)：
✓热解系统顺控启动允许条件
✓非检修状态
✓雾化空气流量开关ON
✓冲洗阀关到位
✓喷枪在投运状态
✓无溶液喷射装置喷枪停止保护条件（见前页）
手动关：运行人员关指令（设为“检修”后）
自动关(OR)：
✓来自热解系统顺控停止关指令
✓保护关(OR)：溶液喷射装置喷枪停止保护条件（见前页）
✓溶液喷射装置喷枪投运退出
关允许条件：无
●吹扫阀控制
手动开：运行人员开指令（设为“检修”后）
自动开(OR)：
✓非检修状态下溶液阀关闭时
开允许条件：无
手动关：运行人员关指令（设为“检修”后）
自动关(OR)：
✓非检修状态下冲洗阀关闭120s后
关允许条件：无
●喷射装置流量调节阀控制
溶液喷射装置流量调节阀控制的作用是在正常运行过程中将程序计算出来的需要喷射进热解装置的尿素溶液分配到投运的喷枪中。

通过动态地调节喷枪上的调节阀使得投运的喷枪喷射的尿素溶液流量，从而利于热解反应的均衡充分进行。

喷枪调节阀通过一个独立的PID回路控制，运行的喷枪中的实际尿素溶液流量就是当前反馈值（PV），把尿素溶液需求量分配到运行的喷枪调节阀PID控制回路的给定值（SP）。

溶液喷射装置流量调节阀超驰开（100%）条件：
✓溶液喷射装置自动吹扫
溶液喷射装置流量调节阀超驰关（0%）条件（OR）：
✓溶液喷射装置被选为投运且溶液阀关闭
✓溶液阀、冲洗阀均关闭
溶液喷射装置流量调节阀自动运行条件（AND）：
✓溶液喷射装置系统运行条件满足
✓溶液喷射装置被选为投运
溶液喷射装置流量调节阀解除自动条件（OR）：
✓控制溶液喷射装置流量调节阀自动运行条件不满足
✓实际溶液流量与定值偏差大或流量信号坏质量（通过延时、调节死区进行判断）✓溶液喷射装置被选为停运
✓溶液喷射装置被选为检修
声波吹灰器和蒸汽吹灰器程序在主机DCS中完成(机组完成)。