一种基于网格化测量的脱硝控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及脱硝控制系统，尤其是涉及一种基于网格化测量的脱硝控制系统。


背景技术：

2.随着环保要求的不断提高，国家对火电机组nox的排放标准日趋严格。为降低火电机组的nox排放量，scr烟气脱硝系统得到了广泛应用。scr脱硝装置的工作原理是通过喷入一定量的液氨(nh3)与烟气中的nox发生化学反应，从而达到控制脱硝出口nox含量的目的。
3.目前，火电机组响应电网调峰调频服务，其负荷变动频繁，炉内燃烧过程剧烈波动，导致scr脱硝系统nox含量变化较大，脱硝控制效果面临巨大挑战。火电机组一般通过表计测量方式获取脱硝系统出、入口nox的含量，但系统的测量装置存在较大缺陷，其抽取式的测量方式存在2
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3分钟的延迟，并且单点式测量的数据不具备代表性，无法获取当前nox含量的真实值，从而导致喷氨调节存在较大的滞后性，不仅不能够及时抑制nox的变化，且容易出现喷氨不足或过量的情况，脱硝控制效果不理想，影响机组安全、经济及环保运行。
4.目前的研究并未将nox含量预测及网格化取样测量有机结合，其必将导致网格化测量数据仅限于展示，nox含量预测所选取的入口nox含量测点仍为原单点测量方式下的样本数据，预测意义不大，使脱硝系统的控制优化实际应用效果较差。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于网格化测量的脱硝控制系统。
6.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.一种基于网格化测量的脱硝控制系统，包括网格化取样测量装置、本地控制器、机组dcs控制系统和控制上位机，所述的本地控制器分别与网格化取样测量装置、机组dcs控制系统和控制上位机通讯连接，所述的本地控制器为双机热备冗余配置。
8.优选地，所述的网格化取样测量装置包括基于尾部烟道等高截面网格划分的各取样点、与每个取样点连接的取样管、与每个取样管连接的汇集管、以及与汇集管连接的测量仓，所述的测量仓与本地控制器连接，所述的测量仓包括烟气分析仪。
9.优选地，所述的取样点包括探头。
10.优选地，所述的本地控制器通过网络通信设备与测量仓连接。
11.优选地，所述的网络通信设备包括依次连接的光电转换电路和远传卡件，所述的光电转换电路与本地控制器连接，所述的远传卡件与测量仓连接，所述的光电转换电路通过tcp/ip通讯与远传卡件连接。
12.优选地，所述的本地控制器通过通讯卡件与机组dcs控制系统进行通信连接。
13.优选地，所述的本地控制器通过通讯卡件与现场传感器设备进行通信连接。
14.优选地，所述的通讯卡件为modbus通讯总线。
15.优选地，所述的控制上位机为装有组态软件的pc机。
16.优选地，所述的pc机通过交换机与本地控制器连接，其中交换机为冗余配置的交换机。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
18.1)利用网格化取样测量系统获取具有代表性的nox含量数据，为scr脱硝控制系统的及时调整喷氨量创造有利条件，从而提升控制系统的调节品质；
19.2)控制器、交换机采用冗余配置，提高系统的可靠性。
附图说明
20.图1为本实用新型的结构示意图；
21.图2为本实用新型网格化取样测量装置的结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
23.如图1所示，一种基于网格化测量的脱硝控制系统，包括网格化取样测量装置2、本地控制器1、机组dcs控制系统3和控制上位机4，所述的本地控制器1分别与网格化取样测量装置2、机组dcs控制系统3和控制上位机通讯4连接，所述的本地控制器1为双机热备冗余配置。
24.本实用新型通过tcp/ip、modbus等通讯方式及协议实现与现场取样测量设备、机组dcs控制系统的数据交互。利用网格化取样测量系统获取具有代表性的nox含量数据，为scr脱硝控制系统的及时调整喷氨量创造有利条件，从而提升控制系统的调节品质。
25.所述的本地控制器1通过网络通信设备与网格化取样测量装置2连接。所述的网络通信设备包括依次连接的光电转换电路5(远距离信号传输时使用)和远传卡件6，所述的光电转换电路5分别与本地控制器1和控制上位机通讯4连接，所述的远传卡件6与测量仓连接，所述的光电转换电路5通过tcp/ip通讯与远传卡件6连接。
26.网格化测量装置通过交换机、光电转换模块及远传卡件实现联动。其中交换机与光电转换模块之间，光电转换模块与远传卡件为tcp/ip通讯，两光电转换模块之间由于物理距离较远，采用光纤通讯，远传卡件包括di、do、ai类型，通过端子排等对现场设备进行控制。
27.所述的本地控制器1通过通讯卡件7与机组dcs控制系统3进行通信连接。所述的本地控制器通过通讯卡件7与现场传感器设备9进行通信连接。所述的通讯卡件7为modbus通讯总线，modbus通讯卡件位于机组dcs控制柜内。
28.所述的控制上位机1为装有组态软件的pc机。所述的pc机通过交换机8分别与本地控制器1和光电转换电路5连接，其中交换机为冗余配置的交换机。
29.如图2所示，所述的网格化取样测量装置包括基于尾部烟道等高截面网格划分21的各取样点22、与每个取样点连接的取样管23、与每个取样管连接的汇集管24、以及与汇集
管连接的测量仓，所述的测量仓与本地控制器连接，所述的测量仓包括烟气分析仪。所述的取样点包括探头。
30.由于火电机组尾部烟道空间较大，为保证测量数据的有效性和准确性，将尾部烟道等高截面进行网格化划分，如图2所示，在每个网格中设置探头及烟气管道，引入尾部烟道烟气，进入烟气分析仪。进入烟气分析仪的烟气为每个网格区域的混合气体，其测量数值能够很好地代表该烟道截面的nox含量水平，避免单点测量带来的问题。
31.网格化取样测量系统安装有气动阀及电磁阀，通过阀门组的通断切换，实现测量系统的测量及吹扫功能，避免烟气中灰尘及冷凝水堵塞管路。测量系统的控制包括烟气混测、烟气分析仪反吹、管路吹扫等，其在脱硝控制优化平台内的上位机中予以实施，控制指令由上位机发出，经由交换机、光电转换模块、远传卡件送至各阀门，实现通断动作。
32.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种基于网格化测量的脱硝控制系统，其特征在于，包括网格化取样测量装置、本地控制器、机组dcs控制系统和控制上位机，所述的本地控制器分别与网格化取样测量装置、机组dcs控制系统和控制上位机通讯连接，所述的本地控制器为双机热备冗余配置。2.根据权利要求1所述的一种基于网格化测量的脱硝控制系统，其特征在于，所述的网格化取样测量装置包括基于尾部烟道等高截面网格划分的各取样点、与每个取样点连接的取样管、与每个取样管连接的汇集管、以及与汇集管连接的测量仓，所述的测量仓与本地控制器连接，所述的测量仓包括烟气分析仪。3.根据权利要求2所述的一种基于网格化测量的脱硝控制系统，其特征在于，所述的取样点包括探头。4.根据权利要求2所述的一种基于网格化测量的脱硝控制系统，其特征在于，所述的本地控制器通过网络通信设备与测量仓连接。5.根据权利要求4所述的一种基于网格化测量的脱硝控制系统，其特征在于，所述的网络通信设备包括依次连接的光电转换电路和远传卡件，所述的光电转换电路与本地控制器连接，所述的远传卡件与测量仓连接，所述的光电转换电路通过tcp/ip通讯与远传卡件连接。6.根据权利要求1所述的一种基于网格化测量的脱硝控制系统，其特征在于，所述的本地控制器通过通讯卡件与机组dcs控制系统进行通信连接。7.根据权利要求6所述的一种基于网格化测量的脱硝控制系统，其特征在于，所述的本地控制器通过通讯卡件与现场传感器设备进行通信连接。8.根据权利要求6所述的一种基于网格化测量的脱硝控制系统，其特征在于，所述的通讯卡件为modbus通讯总线。9.根据权利要求1所述的一种基于网格化测量的脱硝控制系统，其特征在于，所述的控制上位机为装有组态软件的pc机。10.根据权利要求9所述的一种基于网格化测量的脱硝控制系统，其特征在于，所述的pc机通过交换机与本地控制器连接，其中交换机为冗余配置的交换机。

技术总结
本实用新型涉及一种基于网格化测量的脱硝控制系统，包括网格化取样测量装置、本地控制器、机组DCS控制系统和控制上位机，所述的本地控制器分别与网格化取样测量装置、机组DCS控制系统和控制上位机通讯连接，所述的本地控制器为双机热备冗余配置。与现有技术相比，本实用新型具有提升控制系统的调节品质、提高系统的可靠性等优点。统的可靠性等优点。统的可靠性等优点。


技术研发人员：杨康 陈睿 祝建飞 陶雷行 卢宏林 鲍中孝 李万军 杜昌飞 杨荣 陶鑫
受保护的技术使用者：上海明华电力科技有限公司
技术研发日：2021.03.05
技术公布日：2021/9/7