基于现场总线的火电厂烟尘监测系统

学号：

常州大学

毕业设计（论文）

（2012届）

题目基于现场总线的火电厂烟尘监测系统

学生

学院信息科学与工程学院专业班级电气082 校内指导教师史兵专业技术职务讲师

校外指导老师专业技术职务

二○一二年六月

基于现场总线的火电厂废气检测系统设计

摘要：近年来，我国经济迅速发展，生产力不断提高，电力作为经济的动力得到了迅速的发展。在发展过程中电厂无疑起着巨大作用，我国的发电厂越来越多，其中火电厂数量位居第一。火电厂是我国最主要的废气排放源，也是废气污染问题治理的重点。这些废气不仅对大气有一定的污染，还给周围居民的生活带来不便，给他们的健康带来很大的危害。因此，火电厂废气的治理刻不容缓。

本文介绍了一种基于单片机的废气传感器检测系统，该系统通过单片机驱动废气传感器，从而对火电厂废气实行在线实时监测和分析预测,防止由于废气浓度过高等各种原因造成的大气环境污染。经处理分析后就能客观、及时地反映火电厂废气排放状况，从而达到环保生产的目的。

此外，硬件上，该系统由上位机和下位机两大部分组成。本设计主要完成下位机部分，下位机采用与8051兼容的高性能、高速单片机—STC 12C5A60S2为控制器，它与安装在烟囱的废气传感器共同完成对火电厂废气中有害废气浓度的监测。然后通过前置放大器将传感器采集的数据放大后，送至ADC进行模数转换。关键词：A T89C51；A/D转换；废气；传感器

Design of waste gas detection system in thermal plant

based on field bus

Abstract：With china's rapid economic development and improving productivity, electric power, obtained as the economic power, has developed rapidly. Power plant plays a huge role in the development undoubtedly, China's power plants are increasing rapidly, and among them the thermal power plant occupies the biggest share. Thermal power plant is the major soot source, so as the focus of the soot pollution management. The dust in the atmosphere not only pollutes the atmosphere, but also brings inconvenience to the surrounding residents such as do great harm to their health, therefore, the management of thermal power plant admits of no delay .

This paper introduces a kind of waste gas sensor detecting system based on single chip microcomputer, this system drives the waste gas sensors to get continuous online real-time monitoring, analysis, forecast on the waste gas through single chip microcomputer for fear of the atmospheric pollution caused by the high concentration of waste gas and other reasons. Objective and timely reflect on the emissions of the thermal power plant would be made after disposing and analyzing, so as to ensure the purpose of environmental producing.

In addition, the system consists of a PC and an AT89C51 single chip. The design adopts the high performance microprocessor-STC12C5A60S2 compatible with 8051, as the controller, with the waste gas sensor installed in the chimney ,so as to detect the emissions of harmful gas concentration of the thermal power plant, and then the data collected from the sensors will be enlarged through the preamplifier, which would send to the ADC for A /D conversion.

Keywords：A T89C51；A /D conversion；Waste gas；senser

目录

摘要............................................................. I Abstract........................................... 错误！未定义书签。目录.......................................................... III 1 绪论. (1)

1.1 课题背景 (1)

1.2 课题来源及现状 (1)

1.2.1 课题来源 (1)

1.2.2 火电厂烟尘监测现状 (3)

1.3 系统概述 (4)

1.4 本文研究的主要内容 (4)

2 系统方案设计论证 (5)

2.1 下位机数据采集部分 (5)

2.1.1 烟尘传感器元件比较 (5)

2.1.2 MODEL 2030烟尘传感器介绍 (5)

2.1.3 监测方式比较 (7)

2.3 系统总体方案和工作原理 (8)

2.3.1 系统总体方案设计 (8)

2.3.2 方案特点及依据 (8)

2.3.3 系统工作原理简述 (11)

3 系统硬件设计 (12)

3.1系统模块电路 (14)

3.2 单片机最小系统 (14)

3.3 液晶显示部分 (16)

3.4 AD采样电路设计 (17)

3.5 串口通讯模块 (18)

3.5.1通讯方式的比较 (18)

3.5.2 MAX-485 (18)

3.5.3 MAX232构成的通讯接口电路 (19)

3.6 电源电路设计 (20)

3.7 本章小结 (20)

4 系统软件设计 (21)

4.1 单片机主程序 (21)

4.2 各部分程序初始化 (21)

4.2.1 振荡器初始化 (22)

4.2.2 数据交叉开关设置及初始化 (22)

4.2.3 定时器3设置及程序初始化 (23)

4.2.4 ADC0设置及程序初始化 (24)

4.2.5 定时器0设置及程序初始化 (25)

4.3 各功能程序 (26)

4.3.1 ADCO中断服务子程序 (26)

4.3.2 串口通信 (27)

4.4 本章小结 (28)

5 系统调试 (29)

5.1 单片机调试工具 (29)

5.1 分步调试 (29)

5.1.1 串口通信调试 (29)

5.1.2 模数转换调试 (30)

5.2 上下位机联合调试 (31)

5.3本章小结 (31)

毕业设计总结 (32)

参考文献 (33)

致谢 (34)

附录A (35)

附录B (36)

1 绪论

1.1 课题背景

在现代火力发电中，整个生产过程中所产生的烟尘污染，包括颗粒物等等，这些都是污染环境的最大杀手。

据中科院测算，目前由环境污染和生态破坏造成的损失已占到GDP总值的15％，这意味着一边是9％的经济增长，一边是15％的损失率。环境问题，已不仅仅是中国可持续发展的问题，已成为吞噬经济成果的恶魔。

全国1/3的城市人口呼吸着严重污染的空气，有1/3的国土被酸雨侵蚀。经济发达的浙江省，酸雨覆盖率已达到100％。酸雨发生的频率，上海达11％，江苏大概为12％。华中地区以及部分南方城市，如宜宾、怀化、绍兴、遵义、宁波、温州等，酸雨频率超过了90％。

在中国，基本消除酸雨污染所允许的最大二氧化硫排放量为1200万~1400万吨。而2003年，全国二氧化硫排放量就达到2158.7万吨，比2002年增长12％，其中工业排放量增加了14.7％。按照目前的经济发展速度。以及污染控制方式和力度，到2020年，全国仅火电厂排放的二氧化硫就将达2100万吨以上，全部排放量将超过大气环境容量1倍以上，这对生态环境和民众健康将是一场严重灾难。

1月27日，瑞士达沃斯世界经济论坛上有人预言，如果再不加以整治，人类历史上突发性环境危机对经济、社会体系的最大摧毁，很可能会在不久的将来出现在中国。

因此，火电厂的烟尘的治理刻不容缓。

1.2 课题来源及现状

1.2.1 课题来源

近年来，我国经济迅速发展，生产力不断提高，电力作为经济的动力得到了迅速的发展。发展中电厂无疑起着巨大作用，中国的发电厂越来越多，其中火电厂位居第一位。火力发电厂是中国最主要的烟尘排放源，也是烟尘污染问题治理的重点。这些烟尘不仅对大气有一定的污染，她说还会给周围的居民生活带来不便，给他们的健康带来很大的危害，因此，火电厂的烟尘的治理刻不容缓。

烟气连续监测系统按取样方式的不同可分为两类，一类为在线式烟气连续监测系统，又称横跨烟道烟气连续监测系统，不抽取烟气，而是直接测量烟道中的烟气成分；另一类为抽取式烟气连续监测系统，从烟道中抽取样气送至远处进行调节和分析，又分为稀释抽取法和直接抽取法：一套抽取式烟气连续监测系统可带多套采样探头。

在我国稀释抽取法直接抽取法和在线法烟气连续监测系统均有实际应用的例子，其套数分别为32、14、5，分别占总数51套的62．7％、27．5％、9. 8％。在32套稀释抽取法烟气连续监测系统中，有17套带有2个采样探头，14套带有1个采样探头。1套带有3个采样探头。在14套直接抽取法烟气连续监测系统中，带有1个和2个采样探头的均为7个。

现在国内烟尘检测面临的主要问题

（1）设备采购，国内火电厂烟气连续监测系统的采购方式主要有两种：一种是随锅炉或者主设备配套采购；另一种是单独采购、1996年以前，基本上都是第一种方式。目前是两种方式并存但以第二种方式为主。在调研中发现、以第一种方式采购引进的火电厂烟气连续监测系统大多处于瘫痪状态。其原因主要在于：（1）第一种方式采购时由锅炉供应商采购，电厂无主动权，锅炉供应商往往购买质次价廉的烟气连续监测系统供应给中国电厂、有时甚至提供过期积压已不能满足国外标准要求的产品。（2）烟气连续监测系统多随主设备一同到货，因此从烟气连续监测系统到货至安装调试往往需要几年时间，加之无专人保管，开箱时烟气连续监测系统往往已有许多问题。

（2）安装和调试，根据调研结果，设备到货至安装最短是2个月，最长是7年，大部分是一年内安装。一般来说，烟气连续监测系统随锅炉或主机配套的安装调试周期较长。拖延安装的原因主要有三点：一是设备随锅炉或主机配套进来，由于锅炉或主机安装调试影响烟气连续监测系统（CEMS）的安装调试；二是CEMS设备到货不齐，影响安装进度；三是供货商负责安装调试的人手不足，无法安排设备的安装调试工作。此外，CEMS的安装和调试必须有专业技术人员在现场指导。CEMS属于点测量或线测量，要求以一点或一条线反映整个断面的情况，所以测量点要具有代表性，否则再精确的取样、样气调节处理，再精密的分析仪和流量监测仪也不能反映实际情况。

（3）运行维护，调研中发现：各电厂的烟气连续监测系统日常运行维护大部分由电厂环保部门负责，另外还有热工车间、化水车间、除灰车间负责的。仪器运行维护的主要问题有四点：一是电厂一般不设维修人员，基本上是由烟气连续监测系统的厂商进行维修服务，但厂商的维护人员不能提供及时的仪器维修服务。二是负责CEMS专职人员或兼职人员未经过系统培训或者虽经过培训但掌握程度不够，两者合计约占调研电厂的76．4％，导致系统出现一些小问题都不能得到及时维修。三是CEMS从采购到使用的交接过程中，责任未交接清楚，出现了不必要的部门扯皮．如出国培训的人员不负责仪器的运行维护，负责仪器运行维护的人员得不到培训。四是备品备件不足或者供应商提供的备品备件不满足实际需要。

（4）系统验收和定期标定及监测数据的合法性，国家目前仅有法规和标准要求火电厂安装烟气连续监测系统，但如何安装? 有何技术要求? 监测结果作何用途等尚无具体规范。环保部门仅要求安装，安装以后是否使用，使用效果如何却置之不理，因此难以调动电厂的积极性，电厂一般都不重视烟气连续监测系统的运行情况。通过本次调查，发现只有3个电厂安装烟气连续监测系统通过当地环保部门的验收，其它电厂安装的烟气连续监测系统均未被验收。此外，我国国标CBl3223— 1996要求的浓度限值指标是指在标准状态下空气过剩系数为1．4的干烟气条件下的污染物浓度，进口的烟气连续监测系统均没有按此标准进行测量和显示。烟尘大多显示为浊度百分比，SO2和NOx则以ppm 的形式显示，不能满足我国标准要求。

（5）标准气，气态污染物连续监测系统均需要标准气进行标定，但由供货商提供的标准气气瓶体积较小，供货时间较长，价格偏贵。国产标准气的价格相对便宜。由于目前大多数电厂对系统不进行标定，因此标气消耗量较少。

（6）备品备件和厂商售后服务，为了使CEMS能够正常运作起来，备品备件和厂商售后服务质量很重要。在调研中发现：许多电厂的CEMS备品备件不符合实际需要，该有的没有，出现故障常需外购备件，耽误系统投运时间，有些备品备件提供的数量又超出实际需要；供应商不能够及时、有效的维修服务。各电厂普遍认为供应商或者承包商的售后服务水平有待提高。

1.2.2 现场总线的火电厂烟尘监测现状

中国是典型的煤炭型污染性国家，烟尘污染过去曾经是，现在也是，未来一段时间内恐怕仍然制约着中国可持续发展战略实施的重大环境问题之一。

火力发电厂是中国最主要的烟尘排放源，也是烟尘治理的重点。据有关资料介绍，截止到2002年为止，中国燃煤火电装机约占电力总装机的73%，达到258000mw，发电用煤6亿吨/年，占全国总煤量的45%。2010年火电装机达到438530mw，2020年将达到657780mw，2050年达到1167250mw。与此同时，烟尘污染也与日俱增。按照目前的排放控制水平，届时我国火电厂的烟尘排放量将分别达到200万吨，350万吨以及500万吨，对生态环境造成更大压力。

我国火电厂烟气连续监测系统是由1986年广东沙角B发电厂从日本引进开始的，前些年我国引进的烟气连续监测系统大多安装在合资、独资及华能系统的电厂，而且一般都是随进口锅炉或主机一同进入的。近二、三年来，由于国家强制性排放标准GBl3223—1996的颁布实施，安装烟气连续监测系统的电厂增长较快，且有不少是单独购置的。到1998年7月底，全国已安装烟气连续监测系统或已基本安装完毕的电厂有40个，共51套，其分布情况见表1。由表可见，烟气连续监测系统主要分布在沿海较发达省份的电厂，其中华东地区与广东省具有烟气连续监测系统的电厂就达32个电厂42套系统，占全国烟气连续监测系统电厂数的80％。套数达82．4％。

目前已购买或正准备购买烟气连续监测系统的电厂有很多，初步调查有近30个电厂。由此可见，随着国家对火电厂大气污染物排放及监测要求的日益严格，烟气连续监测系统在火电厂的应用发展很快。

随着新的火电成烟尘排放标准的颁布，中国火电厂除尘技术面临着前所未有的压力和挑战。而要实行有效地监督控制，对火电厂的烟尘排放的监测是首先需要解决的问题。

在美国，第一台连续排放监测系统出现于1971年。但直到1975年末连续排放制造工业仍停滞不前。直到美国国家环境保护局制定了连续排放检测系统性能的技术指标，并规定在某些排放源安装连续排放监测系统后，连续排放监测系统才得到越来越广泛的运用。以美国为代表的西方发达国家，为控制大气污染的排放总量，自80年代中期开始就开始大量安装CEMS系统，用于检测大气污染物的排放总量。

目前我国国内的烟监测市场占有率仍以国外品牌为主，在设备采购，安装调试，运行维护，监督管理方面仍有很多缺陷，因此，我国还有很长的一段时间发展我国的烟尘监测技术。

1.3 系统概述

我国火力发电厂以燃煤、燃重油为主。燃煤的中大型火电厂，一般采用煤粉炉。从其发电厂的结构看，其生产过程是将进厂的原煤经碎煤机破碎后以磨煤机磨成煤粉用热风吹送喷入锅炉炉膛，通过煤粉燃烧生成的高温热气加热炉膛内的水冷壁管、加热器管使锅炉产生高压蒸汽，然后经过烟道内的再热器、脱硫、空气预热后进入集尘器，清除烟气中的飞灰之后，通过烟囱排入大气。

在火力发电过程中，废气排放是非常重要的环节，因为燃烧的不均匀等各种原因会导致废气中含有大量有害气体，同样燃烧不充分还会直接提高发电成本，能源没有得到从分利用。因此火电厂的烟尘排放的检测数据的变化，从很大程度上综合地、间接地反映到了火电厂锅炉的燃烧情况。

燃烧锅炉是整个火力发电厂的核心，此处的环境结构复杂，由燃料系统、燃烧系统、汽水系统、电气系统及控制系统所组成，操作上极为繁杂，很容易产生一些安全作业与管理问题，这些问题大概有以下几项：

（1）锅炉没有安装高低水位报警器和低水位连锁保护装置，由于水位不准确，造成缺水干烧，致使锅炉产生大量蒸汽，压力骤增，炉壁不能承受压力而爆炸；

（2）缺乏针对高温锅炉的监控机制与设备，主控室无法掌握现场的运作状态；

（3）炉体焊缝质量不良，使锅炉炉胆不能承受压力而造成爆炸；

（4）安全关闭功能失效，在异常状态下无法起到安全告警或应有的隔离作用；

（5）操作锅炉人员管制不良及不法上岗，造成事故发生无法处理；

（6）燃烧锅炉区安全管理不善，忽视漏油、漏气安全管理，造成锅炉爆炸事故。

通过对烟囱气体排放烟尘连续在线监测，能够反映电厂燃烧情况、燃烧室内物料的变化，通过先进的计算机图像和图形处理技术，可以十分明确地得知矿石组成的基本元素情况。这些烟囱信息对回馈火电厂的操作、异常情况的发现和及时处理都十分有用，可以指导现场操作人员对火电厂进行操作，控制进养量，避免能源燃烧不充分而导致的能源浪费，从而改善火电厂系统的操作，提高发电效率，大大减少不正常燃烧出现的频率，也减少了因燃烧不充分而增加的时间、人工及材料的消耗，具有明显的经济效益。另外更为明显的是，通过对烟尘的检测，可以提前对排放的废气进行处理，比如再次燃烧，循环利用等措施，都可以将有害气体处理后，达到相关标准再排放到大气。

1.4 本文研究的主要内容

本课题在研究分析了火电厂烟尘检测的目的、意义、功能的要求，以及国内火力发电厂烟尘监测的现状的基础上，对烟尘传感器监测功能及原理进行设计；对火电厂烟尘监测测系统软硬件进行了重点研究，主要包括以下几个方面：

（1）烟尘检测仪的比较及选型

（2）系统的软件设计

（3）系统的硬件设计

（4）CAN总线通讯协议的研究及应用

2系统方案设计论证

在火力发电中，废气排放的最大特点是：烟尘多，主要是颗粒物。针对这些特点和火电厂烟尘检测的功能要求，本章对火电厂烟尘检测功能及原理进行了分析和设计。从目前火电厂行业来看，国有大型企业较多，由于国外的设备垄断，国内必须自行研究开发。系统研究的最大目的就是在以最少的投资情况下完成对烟尘排放的监测。为了能使监测的烟尘数据与位置准确对应，系统在烟囱最窄的位置安装一个烟尘传感器，以检测烟囱的烟尘浓度来收集数据，完成对火电厂烟尘的监测。

2.1 下位机数据采集部分

烟尘检测主要有两种方式：一种是传统的接触式测量，另一种是以红外测温为代表的非接触式测量。传统的温度测量不仅反应速度慢，而且必须与被测物体接触。红外测温以红外传感器为核心进行非接触式测量，特别适用于高温和危险场合的非接触测温，得到了广泛的应用。

2.1.1测温元件比较

1.离子式烟雾传感器

警器内部采用离子式烟雾传感，离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。

电离室里面有放射源镅241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动，电流，电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。烟雾传感器广泛应用在城市安防、小区、工厂、公司、学校、家庭、别墅、仓库、资源、石油、化工、燃气输配等众多领域。

2.电式烟雾传感器

光电烟雾报警器内有一个光学迷宫，安装有红外对管，无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光，当烟尘进入光学迷宫时，通过折射、反射，接收管接收到红外光，智能报警电路判断是否超过阈值，如果超过发出警报。

光电感烟探测器可分为减光式和散射光式，分述如下：

(1)减光式光电烟雾探测器

减光式光电烟雾探测器的检测室内装有发光器件及受光器件。在正常情况下，受光器件接收到发光器件发出的一定光量；而在有烟雾时，发光器件的发射光到受到烟雾的遮挡，使受光器件接收的光量减少，光电流降低，探测器发出报警信号。

(2)散射光式光电烟雾探测器

散射光式光电烟雾探测器的检测室内也装有发光器件和受光器件。在正常情况下，受光器件是接收不到发光器件发出的光的，因而不产生光电流。在发生火灾时，当烟雾进入检测室时，由于烟粒子的作用，使发光器件发射的光产生漫射，这种漫射光被受光器件接收，使受光器件的阻抗发生变化，产生光电流，从而实现了烟雾信号转变为电信

号的功能，探测器收到信号然后判断是否需要发出报警信号。

3.气敏式烟雾传感器

气敏式烟雾传感器是一种检测特定气体的传感器。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。

它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。

2.1.2 MODEL 2030 DUSTMONITOR介绍

MODEL 2030可用于各种污染排放源的颗粒污染物浓度实时连续测量，可配套烟气监测系统，也可单独一台或几台连接成一套烟尘监测网络，共有一个前台。一起也可适用于电厂、钢厂。水泥厂灯烟尘监测，也可用于除尘设备及其他粉尘工程的过程控制。

MODLE 2030整体图如图2-1

图2-1 MODEL 2030 整体图

（1）MODLE 2030技术特点：采用激光背散射原理，不怕烟道的机械震动及烟气温度不均造成的折射率造成的光束摆动。仪器设计贯彻“无工具”现场安装思路，最大限度的见底现场安装的复杂度，仪器及防雨系统的安装仅电器连接需要一直螺丝刀，不必带连接螺栓、螺母，10分钟内即可完成安装，最大限度的减少由于现场安装调试带来的诸多问题。采用标准4-20mA工业标准电流输出，连接方便。

（2）系统原理及构成：MODEL2030型粉尘仪光学部分包括激光光源及功率控制、光电传感、散射光接收部分。激光器发出的650nm束以一个微小的角度射入排放源,激光束与烟尘粒子作用产生散射光,背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号进行处理.电路部分实现光电转换、激光束的调制、信号放大、解调、光源的功率控制、V/I转换功能。

系统原理图如图2-2

图2-2 MODEL 2030系统原理图

（3）技术指标：尺寸、重量: 160×160×250mm 3kg 环境要求: 温度：-40℃~65℃/相对湿度：0-100% R. H. 测量误差: ±2%FS 介质条件: 温度最高800℃（烟道内温度）信号输出: （4~2）mA l 最大输出负载: 500Ωl 灵敏度: 2mg/m3 测量范围: 最小（0~200）mg/m3/最大（0~10）g/m3 可以测量烟囱大小: （1~15）m 功耗: 3 W l 供电: DC 24V。

（4）安装准备：MODEL 2030正确安装对其有效运行是很关键的，在安装时应咨询相关环保法规选择合适的安装点，咨询相关的维护人员。必须考虑的关键因素如下：

a 光学头的安装位置，要考虑诸如震动、环境温度、气流的稳定性、气流上下游弯管或变径的距离，安装和维护通道的安全性也必须考虑。

b电源、电缆、布线管道、过载保护。

c 信号线的排布（距离、路由与其他电磁设备的互相干扰）。

d 进入烟道，容易受到激光伤害，应禁止。

2.1.3传感器监测方式比较

报警器对微小的烟雾粒子的感应要灵敏一些，对各种烟能均衡响应；而前向式光电烟雾报警器对稍大的烟雾粒子的感应较灵敏，对灰烟、黑烟响应差些。当发生熊熊大火时，空气中烟雾的微小粒子较多，而闷烧的时候，空气中稍大的烟雾粒子会多一些。如果火灾发生后，产生了大量的烟雾的微小粒子，离子烟雾报警器会比光电烟雾报警器先报警。这两种烟雾报警器时间间隔不大，但是这类火灾的蔓延极快，此类场所建议安装离子烟雾报警器较好。另一类闷烧火灾发生后，产生了大量的稍大的烟雾粒子，光电烟雾报警器会比离子烟雾报警器先报警，这类场所建议安装光电烟雾报警器。

是由气、液、固体微粒群组成的混合物，具有体积、质量、温度、电荷等物理特性。离子型烟雾探测器是通过相当于烟敏电阻的电离室引起的电压变化来感知烟雾粒子的微电流变化装置。当烟雾粒子进入电离室，改变了电离室空气的电离状态，从而宏观表

现为电离室的等效电阻增加引起电离室两端的电压增大，由此来确定空气中的烟雾状况。而气敏式传感器是探测空气中某些可燃气体的成分，所以在火灾探测方面，气敏式传感器性能并不如离子式传感器。探测空气中可燃气体的含量。有效地探测煤气、液化石油气、然气、一氧化碳等多种可燃性气体的微量泄漏。适用于石油、化工、煤炭、电力、冶金、电子等工业企业，以及煤气厂、液化石油气站、氢气站等生产和贮存可燃性气体的场所。

2.3 系统的总体方案设计和工作原理简述

2.3.1 系统总体方案设计

本方案采用的感应式技术，通过烟尘传感器采样输入电信号，通过A/D转换实现数字化，经过单片机处理实现浓度显示，报警等实时监控功能。本阶段需要了解掌握现场总线的种类和结构，并选择最适合的总线，了解其通讯方法，为自己的整体框架做好准备。本文所开发的系统框图如图2-3所示。

图2-3 系统框图

2.3.2 方案特点及依据

现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。现场总线（Fieldbus）是80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网

络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点。

据说目前国际上现有各种总线及总线标准不下二百多种。具有一定影响和已占有一定市场份额的总线有如下几种：

1、PROFIBUS现场总线

1996年3月15日批准为欧洲标准，即DIN 50170 V.2。PROFIBUS产品在世界市场上已被普遍接受，市场份额占欧洲首位；

2、FF现场总线

1994年由ISP基金会和World FIP(北美)两大集团合并成立FF基金会，其宗旨在于开发出符合IEC和ISO标准的、唯一的国际现场总线（Fundation Fieldbus）。

3、LONWORKS总线

LONWORKS现场总线全称为LONWORKS NetWorks,即分布式智能控制网络技术，希望推出能够适合各种现场总线应用场合的测控网络。目前LONGWORKS应用范围广泛，主要包括工业控制、楼宇自动化、数据采集、SCADA系统等。国内主要应用于楼宇自动化方面。

4、WorldFIP现场总线

90~91年FIP现场总线成为法国国家安全标准。96年成为欧洲标准（EN 50170 V.3）。WorldFIP现场总线适用范围广泛，在过程自动化、制造业自动化、电力及楼宇自动化方面都有很好的应用。

5、CAN（Controller Area Network）总线

CAN总线即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN是一种多方式的串行通讯总线，基本设计规范要求，有高的位速率，高抗电磁干扰性而且能够检测出产生的任何错误，当信号传输距离达10Km时，CAN仍可提供高达50Kbps的数据传输率，作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的远程网络通讯控制方式，CAN已被广泛应用到各个工业自动化领域。

（1）CAN总线的特点：

a它是一种多主总线，即每个节点机均可成为主机，且节点机之间也可进行通信

b 通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维，通信速率可达1Mbps；

c CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余校验、优先级判别等项工作；

d CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成,因此可以定义211或229个不同的数据块,这种按

数据块编码的方式,还可使不同的节点同时接受到相同的数据,这一点在分步式控制中

非常重要；

e数据段长度最多为8个字节,可满足通常工业领域中控制命令,工作状态及测试数据的一般要求。同时，8个字节不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性；

f CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性;

g CAN总线所具有的卓越性能、极高的可靠性和独特设计,特别适合工业设备测控单元连。

因此CAN-Bus总线成为倍受工业界的重视,并已公认为最有前途的现场总线之一。

（2）数据交换原理：

CAN是一种基于广播的通讯机制，广播通讯依靠报文（Message）的传送机制来实现，因此CAN并未定义站及站地址，而仅仅定义了报文，这些报文依靠报文确认区（Identifier）来进行识别，一个消息报文确认区在一个网络中必须是唯一的，它不但描述了某一报文的意义，而且还定义了报文的优先级，当很多站都在访问总线时，优先级是很重要的，因此，CAN是通过报文的确认区来决定报文的优先级的。

CAN使用地址访问的方法，使网络系统的配置变得非常灵活，用户很容易可以增加一个新的站到一个已经存在CAN网络里，而不用对已经存在的站进行任何硬件或软件上的修改，但必须此新增的站为完全的接收者，这样它将不会对网络上各节点的通讯产生影响。

（3）实时数据传送：

在实时处理系统中，通过网络交换紧急报文存在很大的不同：一个迅速改变的值，如发动机负载必须频繁的进行传送且要求延迟比其它的值如发动机温度要小。发送的报文都要和其它的不太紧急的报文进行优先级的比较，在系统设计中，报文的优先级体现在写入报文确认区的二进制值，这些值不能被动态的改变。确认区中的值越小，其报文的优先级越高（也就是0比1的优先级高）。

（4）CAN总线的报文传输和结构：

在CAN 总线上传输4 个不同类型的帧：

数据帧：数据帧将数据从发送器传输到接收器.

远程帧：总线单元发出远程帧，请求发送具有同一标识符的数据帧。

错误帧：任何单元检测到一总线错误就发出错误帧。

过载帧：用以在先行的和后续数据帧（或远程帧）之间提供附加的延时。

（5）CAN总线的组织架构如图2-4所示：

图2-4 CAN总线架构

2.3.3 系统工作原理简述

烟尘报警器就是通过监测废气的浓度来实现火灾防范的，烟感器内部采用离子式废气传感，离子式废气传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。

它在内外电离室里面有放射源镅241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有废气窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动，电流，电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。

单片机驱动废气传感器检测环境气体浓度，检测的信号将检测到的数据经过处理后，传达给执行元件，浓度实时在液晶/数上显示，程序不断循环判断，一旦浓度超过限制则驱动LED或者蜂鸣器报警

3 系统硬件设计

系统下位机的功能是由硬件电路配合软件来共同实现的，硬件主要由红外测温扫描仪部分、单片机控制部分、电源电路、串口通讯、AD转换电路和无刷直流电机部分等模块组成。

下面就对本系统下位机硬件模块进行详细分析。

本设计通过烟雾传感器模块检测大气中的相应气体含量，并相应地转化为模拟电压输出，单片机通过AD对传感器输出电压进行采样，AD为10位AD参考电压为5V，所以采样精度为5/1024V，将电压采集到单片机之后通过查表法查出该电压所对应的气体浓度数据，再通过SPI时序驱动将该浓度值实时显示在1602液晶中。当检测到浓度超出限制之后，单片机会驱动蜂鸣器进行报警。系统总电路图如图3-1所示。

图3-1 总电路

报警电路如图3-2所示：

图3-2 报警电路

LCD驱动电路如图3-3所示：

图3-3 LCD驱动电路AD驱动电路如图3-4所示。

图3-4 AD驱动电路

3.1 系统模块电路组成

系统主要有以下几个模块组成：单片机控制部分、串口通信、状态显示、前置信号处理等部分组成。

（1）单片机控制部分：处理器采用STC 12C5A60S2单片机。

（2）烟尘传感器模块：包括监测仪、信号放大器。

（3）液晶显示部分：采用LED1602.C液晶频。

（4）AD采样部分：采用单片机内置模数转换器ADC。

（5）通讯部分：主从CPU之间的通讯采用MAX -485串口通信。

（6）电源部分：电源电路包括单片机控制系统以及外围芯片的供电。

3.2 单片机最小系统设计

STC 12C5A60S2器件是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有32个数字I/O 引脚。引脚如图3-5所示。

图3-5 STC 12C5A60S2单片机引脚图

单片机最小系统如下图3-6所示：

图3-6 单片机最小系统的设计

复位电路：

对于单片机而言，复位RESET是一项很重要的归零调整操作。8051的RESET是将高电平加到RESET引脚上，时间超过两个机器周期以上，也就是2us（12MHZ晶振），不管手有多快，只要按下KEY，复位引脚上的高电平时间都会超过2us，换句话说，只要按下KEY，就一定会使系统复位！当系统复位时，CPU内部寄存器将回归初始状态，程序将从0000H处开始执行。本设计中，复位电路使用的是RC按键电平复位，当KEY 未按下时RSET脚被R8下拉成低电平，单片机正常运行。一旦KEY被按下，则电容迅速放电，RSET端电压上升为VCC，在KEY放开后，

VCC通过R8对电容进行充电，此时RSET端的电压又开始降低，当RSET端的电压低于1/3VCC，也就是电容上的电压充到2/3VCC时，复位结束。根据三要素公式U(t)=U(∞)+[U(0+)-U(∞)]*e-t/τ

1/3VCC=VCC* e-t/τ

τ=RC=10*10-6*10000=0.1

3=e10t

t=0.1*ln3≈0.11s

这个时间远远大于了MCU复位所需的2us。

下面列出了一些主要特性：

通信与现场总线课程设计报告书

电气工程学院 通信与现场总线课程设计

目录 一：设计任务 (4) 理想模型： (4) 实验中用到的任务模型 (5) 二：力控软件平台建立的实验模型 (5) 三、实验设备与仪器 (6) 四、设计思路与过程 (6) 五、调试和功能 (13) 六、联机调试：C/S方式的远程控制 (26) 七、课设总结与心得 (29)

（一）本次课程设计题目： 通过三维力控组态软件实现对搅拌罐的网络控制 （二）主要容及要求 在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，分别以C/S方式(客户端/服务器)及B/S方式（浏览器/服务器）完成对SIEMENS的可编程序控制器通过工业现场总线PROFIBUS方式与2台SIEMENS MM440变频器控制的三相异步电机的实际工程平台，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 独立完成，承担系统设计、系统分析、组态软件的学习与编程、网络系统调试等任务，要求提供最终的解决程序（验收）和相关文件，并以报告论文方式说明实现的思路及工程应用前景。 （三）进度安排： （1）在第一次课堂上了解并知道了Forecontrol V6.1软件的初步使用。 （2）根据相关资料，熟悉并设计并完成客户端组态软件的实际工艺流程界面界面的绘制。 （3）对搅拌罐工程相关控制进行了编程。 （4）熟悉服务器端通信参数的要求，完成C/S的网络控制。 （4）3月30日在实验室完成整个系统的软件调试及最后联机调试。 （5）撰写设计报告。

通过三维力控组态软件实现 对搅拌罐的网络控制 一：设计任务 在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，分别以C/S方式(客户端/服务器)及B/S方式（浏览器/服务器）完成对SIEMENS的可编程序控制器通过工业现场总线PROFIBUS方式与2台SIEMENS MM440变频器控制的三相异步电机的实际工程平台，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 本次课程设计中，我们主要运用了C/S（客户端/服务器）方式，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 理想模型：

烟气在线监测安装

中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司2×1030MW机组超低排放脱硫改造工程 烟气在线监测安装作业指导书 编写： 审核： 批准： 中电投远达环保工程有限公司 2015年8月7日

目录 1、适用范围 (2) 2、编制依据 (2) 3、工程名称及特点 (2) 4、作业人员的资格和要求 (3) 5、施工准备 (4) 6、作业方法、工艺要求及质量标准 (4) 7、安全文明施工技术措施 (6) 8、施工危险因素辨识、评价及控制对策表 (6)

CEMS烟气连续监测系统安装作业指导书 1、适用范围 本作业指导书适用于中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司2×1030MW机组超低排放脱硫改造工程#1、#2CEMS烟气在线连续监测系统改造安装。 2、编制依据 HJ/T75-2001 《火电厂烟气排放连续监测技术规范》 HJ/T76-2001 《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》 HJ/T47-1999 《烟气采样器技术条件》 G-HB97-01 《火力发电厂烟气连续监测系统典型设备技术规范书》 3、工程名称及特点 中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司2×1030MW机组超低排放脱硫改造工程，本工程热控部分设计范围：脱硫装置烟气在线联系监测系统综合改造系统范围内仪表、控制系统的系统设计及安装。 CEMS烟气连续监测系统所采用机电器件均是严格筛选的优质器件，整机性能优良，零点漂移、满量程漂移低，精度高，数据采集率、资料利用率高，运行稳定，适应环境能力强。 3.1设备规范汇总 3.1.1CEMS系统

3.1.3分析仪器 4、作业人员的资格和要求 4.1施工人员要体检合格，持有上岗证并经三级安全教育，考试合格。 4.2凡上岗施工人员须经相应项目、类别考核合格，取得有效合格证书。 4.3施工人员在施工前应学习《电力建设安全工作规程》中有关规定，并经考试合格方可上岗。 4.4施工人员仔细熟悉施工图纸、施工方案、相关国标和电建规范，做到人人心中有数。施工人员要按图施工，在施工过程中出现的问题要及时反馈给技术人员，不得盲目施工。 4.5施工前必须进行技术、安全、质量交底，凡参加作业人员必须参加交底。 4.6施工人员应按作业指导书及交底要求进行施工，不得擅自变更施工方案。 4.7施工人员在施工中应明确自己的职责和权限，做到文明安全施工。 4.8施工人员有安全否决权，凡有安全隐患的地方有权停止作业，待隐患排除后再进行作业。

火电厂锅炉六大风机作用

1、火电厂锅炉六大风机各自的作用？ 送风机：为锅炉提供燃烧用空气； 一次风机：干燥并输送煤粉进入炉膛； 引风机（吸风机）：将燃烧后烟气抽出炉膛。 一般都是50%容量配置即双送双吸双一次风机，通常称为六大风机。 2、电厂锅炉风机的各自作用是什么？ （1）.送风机:提供二次风，通过空气预热器后，一部分到燃烧器提供周界风，夹心风等，对喷燃器处的火焰有影响，同时可以冷却喷燃器。另一部分提供锅炉燃烧所需要的氧量。最后还有一部是提供SOFA和COFA风，调整燃烧使用。 （2）.一次风机:（以中速磨煤机，直吹式制粉系统为例）一次风机提供一次风，从风机出来分为两路，一路经过空预器后叫做热一次风，一路不经过空预器的叫冷一次风。其中，热一次风为磨煤机提供干燥出力和通风出力，将磨煤机磨好的煤粉干燥后携带煤粉进入到锅炉燃烧器。冷一次风与热一次风在磨煤机的入口处进行混合，起到调节磨煤机入/出口温度的作用，同时也是磨煤机通风出力的一部分。 （3）.引风机:引风机是将锅炉的烟气抽出，维持锅炉负压的作用。烟气经过空预器----电除尘后进入到引风机，引风机将其送入到脱硫系统或直接排入到烟囱。 （4）.增压风机:从引风机出来的风一路进入到增压风机，一路通过旁路进入到烟囱。（旁路在发电机组正常运行时不允许打开，否则不经过脱硫的烟气环保不达标，只有脱硫系统出现事故情况下才允许打开）增压风机出来的风进入到脱硫系统中将烟气脱硫后排入烟囱。（5）.密封风机:风源取自冷一次风管道。密封风机为给煤机和磨煤机提供密封风用，其中磨煤机的密封风分为磨辊、磨碗、加载弹簧等部位。 （6）.稀释风机:以前的机组基本没有这个，因为这个风机是提供机组脱硝用的，为脱硝系

火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保 单晓敬

火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保单晓敬 摘要：近年来雾霾天气逐渐加重，出现这种天气的主要原因是因为空气中含有 的二氧化硫和氮氧化物等物质比较多，而火电厂所排放的烟气中大部分都是这两 种物质，虽然浓度不是很高，但是其排放量巨大，所以严重影响着环境质量。因 此加强火电厂烟气处理具有重要作用，脱硫脱硝技术的出现，具有强大优势，一 方面工作效率比较高，具有良好的性能，另一方面投入成本比较低，能够实现能 源的循环使用。文章以河曲发电厂为研究背景，分析了脱硫脱硝技术的应用。 关键词：烟气；脱硫脱硝；技术应用 前言 河曲发电厂厂址位于山西省河曲县境内，随着煤炭市场供应的不稳定性，河 曲发电厂实际燃料的含硫量与设计煤质存在一定的偏差，实际FGD入口SO2的浓度常常超出脱硫装置的设计值，并且伴随全新的大气污染物的排放标准颁布实施，净烟气中SO2、NOX排放浓度已无法满足最新环保排放标准。为保证电厂烟气排 放在任何时候都不能超标排放。在不改造脱硫系统前提下．通过运行措施尽量提 高脱硫能力已成为一种现实而迫切的需要。 1脱硫脱硝技术概述 环保理念的不断发展，受到各个行业的广泛关注，在环保理念下，对火电厂 烟气的排放要求越来越高，传统的脱硫技术和脱硝技术已经无法满足当前社会发 展的需求，所以必须对烟气处理技术进行创新，针对这一问题，技术人员将脱硫 技术和脱硝技术进行结合，形成一种新型装置，这种一体化装置改变传统工作模式，优化脱硫脱硝技术。 2火电厂主要脱硫设备形式分析 2.1液柱塔 液柱塔中没有填料，主要是利用由下向上垂直喷射的液柱进行脱硫处理，烟 气经过塔底或者塔顶进入吸收塔中，就会与液体产生强烈的扰动，从而吸收烟气 中的二氧化硫。但是在液柱塔中的烟气会产生一定的阻力，从而降低液体吸收二 氧化硫的效果，最终影响到脱硫效率。 2.2填料塔 填料塔主要是利用吸收塔中的填料进行脱硫处理，在吸收塔内装设固体填料，烟气在经过吸收塔时就会与填料层流淌的浆液接触并且发生反应，从而去除烟气 中的硫。填料塔的结构比较简单，但是在运行的过程中会出现填料堵塞的现象， 增加实际操作的难度，会直接影响到脱硫效果。 2.3鼓泡塔 鼓泡塔的运行主要是将烟气输送到浆液面以下，在液流与气流相遇时，烟气 就会从浆液中鼓泡冒出。这种脱硫效果比较好，并且还能够达到除尘的目的，也 具有较好的适应性。但是鼓泡塔的设计结构比较复杂，在运行的过程中还存在较 大的阻力，并且设备的占地面积较大，初期投入成本较高。 2.4喷淋塔 这种形式的吸收塔结构设计比较简单，所以初期成本投入较少，但是在实际 运行过程中，进入的烟气不能够均匀的分布，所以脱硫效果一般。 3 火电厂脱硫脱硝流程简述 火电厂中排放出烟气以后，会被旋风器进行首次清除，并将大型颗粒进行回收，之后大部分的除尘和脱硫脱氮工作在自激式除尘器中完成，然后再次经过冲

烟气在线监测技术方案

固定污染源烟气排放连续监测系统 技术方案

前言..................................... 错误!未定义书签。第一章系统简介.......................... 错误!未定义书签。 一、系统概述....................... 错误!未定义书签。 二、规范性引用文件................. 错误!未定义书签。 三、认证许可....................... 错误!未定义书签。 四、运行环境....................... 错误!未定义书签。第二章系统组成与描述.................... 错误!未定义书签。 一、采样探头....................... 错误!未定义书签。 二、烟气伴热管..................... 错误!未定义书签。 三、预处理系统..................... 错误!未定义书签。 四、SO2、NOx测量单元............... 错误!未定义书签。 五、氧含量测量单元................. 错误!未定义书签。 六、粉尘测量单元................... 错误!未定义书签。 七、温压流测量单元................. 错误!未定义书签。 八、数据采集及处理系统............. 错误!未定义书签。第三章系统安装.......................... 错误!未定义书签。 一、系统安装要求................... 错误!未定义书签。 二、系统的安装..................... 错误!未定义书签。第四章供货清单.......................... 错误!未定义书签。第五章技术支持与服务.................... 错误!未定义书签。第六章附表.............................. 错误!未定义书签。

现场总线设计报告

# 重庆科技学院 课程设计报告 院（系）:_电气与信息工程学院专业班级: 测控普2007-01 学生姓名: 黄亮学号: 99 设计地点（单位）__ I502________ __ ______ 设计题目:__基于WinCC和S7-300的温度测控系统__ * 完成日期：2010年 12 月 10 日 指导教师评语: _______________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ ________________________________ __________ _ 成绩（五级记分制）:______ __________ 指导教师（签字）:________ ________ <

目录

1课程设计任务书 设计题目：基于WinCC和S7-300的温度测控系统 教研室主任：指导教师：胡文金、刘显荣 2010 年 11月 26 日

2温度控制对象概述 温度是流程工业中极为常见的热工参数，对它的控制也是过程控制的一个重点。随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温控系统的控制技术得到了迅速发展，能否成功地将温度控制在所需范围内，关系到整个活动的成败，由于控制对象的多样性和复杂性，导致采用的温控手段的多样性，且控制对象普遍具有时间常数大、纯滞后时间长、时变性较明显等特点，给控制带来一定难度。 在本次设计中采用的是TKPLC-2型温度加热器。 功能特点与技术参数 TKPLC-2型温度加热器是包括三个模块，电压驱动模块、电阻丝加热模块以及电流输出模块，温度加热器功率为50W。电压输入为0-5V，电流采用标准的DDZⅢ型4-20mA输出信号，温度传感器采用Pt100，测温范围0-200℃，Pt100采用电桥连接。电阻丝温度变化大概为0-100℃，因此满足实验的要求。 控制手段 温度控制对象由于存在比较大的滞后，控制快速性以及控制精度较难权衡，因此控制比较复杂。针对各种温度控制对象，已经有了各种不同的温度控制方法，包括最经典的PID控制算法，模糊控制算法，神经网络控制，最优控制等等，这些控制算法各有各自的特点及优势。 由于实验的条件以及自身的知识水平，采用最经典的PID控制算法作为本次课程设计的核心温度控制算法。整个控制流程为：由温度加热器的自带的温度传感器Pt100实时测量温度，再由温度加热器内部调理电路，将温度信号转换为4-20mA的电流信号，电流信号通过电缆传送到S7300型号PLC的模拟量输入端，通过PLC内部自带的FB58温度控制PID模块控制，然后通过PLC的模拟量输出口采用0-10V（实际程序控制只需输出0-5V）方式电压输出控制温度加热器的加热电压，达到控制温度的目的。此外实验中还通过WinCC组态软件来实时监控温度控制过程，包括实时温度，PID三个参数（Kp、Ti、Td），以及输出控制流量，绘制实时曲线，棒图等。PLC通过DP总线与PC连接，WinCC组态软件通过配置PG接口与PLC连接，达到数据传输的目的。 以此，一个PID温度控制以及实施监控的控制的系统叙述完毕。

烟气在线监测系统

烟气（CEMS）在线监测系统 一、背景介绍 1、项目背景 烟气排放连续监测系统（Continuous Emission Monitoring System）简称CEMS。随着环保事业的发展，CEMS的技术日趋成熟和规范。目前国内烟气CEMS大多采用“大件系统集成”，即主要分析部件采用进口设备，这样对测量的准确性提供了保证，但国内的大气污染物排放标准与设备厂商所在国或地区相差较大，多数排放企业没有对被测得污染物成分充分地净化处理，在高尘、高湿、流场不稳等客观恶劣监测环境下，使得没有改进的采样探头和分析仪器不太适合这样的监测场所。 烟气CEMS的实施需要对每个监测场所实行严格的现场勘查，熟悉被测试对象，单独的进行合理设计与配置、选材和施工，而不是用统一规格的产品让每一个现场去适应它。另外烟气CEMS的运行是连续的，国内的市场环境造成销售价格偏低和维护的备品备件跟不上，售后服务自然纸上谈兵。 随着国家“十二五”规划中节能减排的政策出台，以及行业内大气污染物排放标准的改版升级，特别是2007年后，湿法脱硫技术的广泛应用，导致许多颗粒物浓度低于150mg／m3，因而颗粒物CEMS将主要以适合测量低浓度的散射法为主。同时气态污染物CEMS将向全谱分析和线状光谱技术方向发展，测量范围则逐渐向低浓度发展，追求更高的准确度和精密度。 对于固定污染源废气自动连续监测系统而言，另外一个重要的组成部分是数据采集与传输系统。该系统将重点发展数据加标技术，过程监控技术以及物联网技术。 天津智易时代科技发展有限公司根据国家环保部对烟气排放连续监测系统的技术要求及有关标准，我们运用了先进的烟气成分分析技术、自动控制技术以及计算机数据处理和网络通讯技术，集成了一套烟气排放连续监测系统。 智易时代CEMS采用国际先进的红外分析仪与烟尘、温度、压力、流量、湿度及相关的辅助设备，结合多年的行业经验，设计了一套功能齐全完善的CEMS。这套系统很集中的体现了我公司CEMS系统集成的优势，更加符合实际用户所需。

火电厂烟气系统(二氧化硫,氮氧化物,粉尘等)有关计算公式

此文介绍环保数据公式介绍，对于环保设备运维和上级迎检尤为重要 烟气系统有关计算公式 一、污染物浓度值的换算：（我厂所用到的有两种：SO2和NO） 1、SO2mg/m3与ppm的换算 （SO2 mg/m3）=2.86C1 2、NOmg/m3与ppm的换算 （NO mg/m3）＝1.34C2 式中C1是SO2的体积浓度（ppm），2.86是SO2从体积浓度（ppm）转换为标态下质量浓度（mg/m3）的转换系数；式中C2是NO的体积浓度（ppm），1.34是SO2从体积浓度（ppm）转换为标态下质量浓度（mg/m3）的转换系数。 例如：体积浓度（ppm）为866.9ppm的SO2气体转换成标态下质量浓度为2.86×866.9＝2479mg/m3。体积浓度为200ppm的NO气体转换成标态下的质量浓度为 1.34×200＝268mg/m3。 二、污染物的排放量 1、工况流量（Qg）m3/h－日常运行状况下湿烟气流量 Qg＝V×A×3600 2、标态流量（Qo）m3/h－标准状态下干烟气流量 Qo＝Qg×〔273／(273＋T)〕×〔(Ba＋P)／Ba〕×〔(100－F)／100〕 3、污染物排放量（W）m3/h W＝G×Qo×10－6 式中： Qo：标准状态下的流量（m3/h） Qg：工作状态下的流量（m3/h） V：工况流速（m/s） A：烟道断面截面极（m2）目前我厂取的是66m2 T：气体温度（℃） Ba：大气压力我厂取的是89300pa P：烟气静压（kPa） F：湿度（%） W：排放量（kg/h） G：污染物浓度（mg/m3） 为了监测排放的气体污染物浓度是否超过规定的排放浓度，需要计算折算浓度，国家环保规定中的排放浓度指的是折算浓度。为了计算折算浓度，需要测量气体中的含氧量，通

火电厂锅炉六大风机作用

火电厂锅炉六大风机作 用 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

1、火电厂锅炉六大风机各自的作用 送风机：为锅炉提供燃烧用空气； 一次风机：干燥并输送煤粉进入炉膛； 引风机（吸风机）：将燃烧后烟气抽出炉膛。 一般都是50%容量配置即双送双吸双一次风机，通常称为六大风机。 2、电厂锅炉风机的各自作用是什么 （1）.送风机:提供二次风，通过空气预热器后，一部分到燃烧器提供周界风，夹心风等，对喷燃器处的火焰有影响，同时可以冷却喷燃器。另一部分提供锅炉燃烧所需要的氧量。最后还有一部是提供SOFA和COFA风，调整燃烧使用。 （2）.一次风机:（以中速磨煤机，直吹式制粉系统为例）一次风机提供一次风，从风机出来分为两路，一路经过空预器后叫做热一次风，一路不经过空预器的叫冷一次风。其中，热一次风为磨煤机提供干燥出力和通风出力，将磨煤机磨好的煤粉干燥后携带煤粉进入到锅炉燃烧器。冷一次风与热一次风在磨煤机的入口处进行混合，起到调节磨煤机入/出口温度的作用，同时也是磨煤机通风出力的一部分。 （3）.引风机:引风机是将锅炉的烟气抽出，维持锅炉负压的作用。烟气经过空预器----电除尘后进入到引风机，引风机将其送入到脱硫系统或直接排入到烟囱。 （4）.增压风机:从引风机出来的风一路进入到增压风机，一路通过旁路进入到烟囱。（旁路在发电机组正常运行时不允许打开，否则不经过脱硫的烟气环保不达标，只有脱硫系统出现事故情况下才允许打开）增压风机出来的风进入到脱硫系统中将烟气脱硫后排入烟囱。 （5）.密封风机:风源取自冷一次风管道。密封风机为给煤机和磨煤机提供密封风用，其中磨煤机的密封风分为磨辊、磨碗、加载弹簧等部位。

发电厂烟气系统消防安全补充规定实用版

YF-ED-J7390 可按资料类型定义编号 发电厂烟气系统消防安全补充规定实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日

发电厂烟气系统消防安全补充规 定实用版 提示：该管理制度文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 为防止低温饱和湿烟气腐蚀钢材，发电厂 烟气系统的吸收塔及其进出口烟道一般采用预 硫化胶板或玻璃鳞片树脂衬里进行防腐，防腐 处理过程中需要使用苯乙烯、丙酮等易燃品， 易引发火灾。为确保发电厂烟气系统施工（检 修）及运行安全，集团公司特制定本规定。 本规定适用于采用预硫化胶板或玻璃鳞片 树脂衬里进行防腐处理的发电厂烟气系统的安 装、检修、运行维护。相关单位除应遵守相关 设计规范、《电业安全工作规程》、《电力设

备典型消防规程》外，还应严格遵守本规定相关要求。 本规定所称施工总承包是指将包含施工总承包内容的各种总承包模式，包括施工总承包、EPC总承包、设计-施工总承包等等。 管理与设备运行维护相分离的业主单位，应根据本规定在运行维护合同中明确双方管理职责。烟气系统建设、改造、检修实行施工总承包的，业主单位应与总承包单位签订的安全协议中约定的双方安全职责及义务不得违反本规定要求。 一、烟气系统改造项目设计补充要求 1、发电厂烟气系统配套消防工程设计应满足《火力发电厂与变电站防火规范》 （GB50229），《建筑设计防火规范》

现场总线控制系统设计

现场总线控制系统设计 发表时间：2019-06-10T16:29:37.333Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：华启国 [导读] 根据IEC61158标准定义:现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。 安徽天康（集团）股份有限公司 摘要：根据笔者开发项目现场总线系统的设计和试运经验,全面介绍了现场总线系统的设计原则和方法。同时也介绍了与现场总线控制系统有关的术语和概念。设计原则主要涉及系统的开放性、有效性、安全性、有效性与安全性平衡以及经济适用性等原则;设计方法包含了设计周期的两个部分———概念设计和详细设计。详细设计主要涉及网络设计、设备选型、系统组态及文档创建等。为同类系统的设计提供了可以借鉴的原则和方法。 关键词：现场总线控制系统;有效性;安全性;设计过程 引言 根据IEC61158标准定义:现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。具有全数字化、全分布、双向传输、自诊断、低成本、开放性、互操作性、智能化等特点,在石油、石化等领域获得了成功的应用。目前现场总线标准尚未统一,市场上主流产品有40种之多。现场总线控制系统的工程设计是根据生产工艺特点从市场上选择一种符合生产要求的现场总线产品并根据设计原则构建现场总线控制系统。笔者根据多年多套现场总线控制系统的设计、安装和试运经验,以苏丹穆格来得油田开发项目所使用的基金会现场总线系统为例,介绍现场总线控制系统的设计原则和设计方法,为现场总线控制系统的设计提供可以借鉴的经验。 1现场总线控制系统设计原则 1.1有效性原则 有效性是回路正常运行时间占总时间的百分比,其目的是尽量减少生产过程的损失。获得高有效性的工程实现方法有分散、诊断和冗余。分散包括网络分散、结构分散、设备物理位置分散、控制回路分散和有限停车等。冗余要求控制器冗余、链路设备冗余、I/O卡件冗余、通信模件冗余、连接介质冗余、变送器冗余和电源冗余等。除此之外,还有冗余分离、备份主设备等辅助备份技术。系统诊断是指设计中对现场总线设备丰富的状态字节和判断能力的利用,从而迅速确定过程问题、故障设备；减少平均修复时间、系统错误停车；实现备份设备间的正确切换等。另外,还有短路保护、本质安全、故障安全等辅助技术。容错是提高系统有效性的重要手段,容错是指系统在出现故障时仍能正常工作,同时又能查出故障的能力。容错包括三种功能:故障检测、故障鉴别、故障隔离。冗余是实现容错的工程方法。提高系统的诊断覆盖率水平,也可以提高系统有效性。有效性不影响系统的安全性,但系统的有效性低可能会导致装置和工厂无法进行正常生产。 1.2 安全性原则 安全性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。总线控制系统的安全性原则不同于安全相关系统。工程化的设计方法有现场系统诊断功能的利用、正确组态以及安全联锁功能的分散等。诊断包括通信故障诊断、取代差错检查、通信故障停车以及操作员通知等。正确组态包括设备组态和联锁组态。此处的分散是指将停车联锁功能置于现场总线控制设备或去往阀门定位器的通信中,从而实现安全分散。附加的安全性实现方法还有执行器位置反馈引用、动力源丢失保持以及冗余外输设计中的不一致检查等。 1.3经济适用原则 提高系统的有效性和可靠性,必然增加系统的成本。多余的冗余以及富余的安全等级是一种浪费。科学的设计方法就是根据实际的生产过程,选择合理的系统冗余度。现场总线控制系统具有强大的诊断判断功能,合理地组态,充分地利用可以在提高安全性,增加有效性的前提下,实现设计系统经济适用及够用的原则。 2 现场总线控制系统的设计方法 现场总线控制系统的工程设计与常规控制系统一样分为概念设计和详细设计两个阶段。 2.1 概念设计 现场总线变送器具有多通道和多制式的特点,可实现传统系统中多个变送器的功能。现场总线阀门定位器自带软限位参数,可减少系统的离散输入。现场总线变送器自带控制功能模块,统一了总线系统控制点和测量点。模拟和数字信号在现场总线系统中都以数字信号出现。因此,总线系统对模拟和数字以及输入和输出信号不再区别,工程设计初期不再像传统DCS那样分别计算检测、报警及控制“点”的数量,而只需根据工艺过程对控制系统的要求计算检测和控制设备的总数,并根据设备的物理和逻辑分布确定现场总线系统的初步拓扑结构,通信端口数,链路设备或接口模板数。并以此为基础生成系统设备物资清单。 2.2 详细设计 2.2.1 主站级网络设计 操作员对整个工厂的监视依赖于主站级网络的建立和运行,在控制回路使用位于不同现场级网络的设备时,跨越主站级网络的桥接必须使用。为此,工程设计时操作员站应备份,网络介质应冗余,集线器电源应独立,以确保系统有效性。主站级网络冗余有三个层次:介质冗余、整体网络冗余和以太网设备冗余。介质冗余完全工作在物理介质层,与使用协议无关。设备和端口的冗余是在较介质冗余更高的层次上实施的,与使用协议有关。 2.2.2 现场级网络设计 现场网络的拓扑结构主要有总线型和树形两种。区域内设备密度较低且分布范围较广时宜选用总线拓扑结构。根据设备清单确定现场网络数量,并计算网络端口和现场电源数量。依据选定的拓扑结构和电缆类型选择安装附件,原则上一条支线只连接一台设备。尽可能地让同一回路的设备处于同一网段中,避免不同网段间使用桥接功能,从而提高性能。现场级网络的设计应以贯穿故障条件下对系统影响最小为原则。现代工厂是区域和车间的合理划分,区域应有属于主站级网络的独立子网,子网由路由器相连。即使在冗余控制器或链路系统中,中央控

火电厂烟气排放连续监测系统设计

火电厂烟气排放连续监测系统设计 摘要：火电厂烟气排放连续监测系统是检测目前我国火电厂烟气排放污染物的可行性手段。根据烟气排放连续监测系统国内外的现在发展阶段，设计了烟气排放连续监测系统的结构组成与工作原理，设计了火力发电厂排放污染物的软件设计与硬件设计的思路，并实现上位机作为监控系统的监控功能。 在此基础上研究与探讨了以上位机（PC机）可编程控制器为核心的能够监测污染物排放的监控系统，实现火力发电厂的烟气排放的实时监测。简述烟气排放监测系统的总体方案，在PLC梯形图程序设计中运用顺序控制法，上位机监控软件使用组态王软件，实现组态mcgs软件对监控画面的方法。组态王有很强的功能和很好的用户界面，呈现了系统运行流程和列表显示、报警显示、数据曲线实时监测等功能。设计了由电气与气动阀门器件和可编程控制器件组成的监控系统，以及对本系统实时调试，最后对火电厂烟气排放连续监测系统的实际使用的展望。 关键词：火电厂烟气排放连续监测；PLC；mcgs软件

目录

第一章绪论 1.1火电厂烟气排放连续监测系统的意义 伴随着世界各国新兴工业化和城市化的快速发展，我们在开发生态环境自然资源得到巨大经济效益的时候，实际上也付出了巨大的代价，人类自然生存环境遭到恶劣的毁坏，并逐步制约国民经济和社会可持续发展的重要发展因数。中国正是处在国民经济快速发展的时期，治理生态环境污染、改善我们的生存环境已成为一个棘手的问题摆在我们眼前。 中国利用的主要资源是水能、煤炭能源燃料，所以我国的大气环境污染以煤烟型的粉尘污染为重点，主要大气污染物为二氧化硫氮氧化合物和粉尘尘，然而二氧化硫就是造成酸雨的重要因数。酸雨导致我国的国民经济和社会生存环境带来了巨大的影响，我国每年因为酸雨的污染导致经济损失达到250亿人民币左右。所以说我国政府相关部门高度重视控制酸雨的相关工作，最近几年来我国进一步从法律立法强制实施的角度加强了控制力度，通过控制火电厂烟气排放污染物排放总量来预防酸雨造成的危害。 火电厂烟气排放连续监测系统是监测烟气污染物排放的现代化措施，它可以不断监测烟气污染物的排放浓度和总的排放量，连续监测系统可以连续监测、定期统计、报警提示、远程通讯等功能，能够为我国控制烟气污染物排放总量及控制酸雨的进行提供强有力的预防保障，并为我国排污收费规章制度的实施，提供科学的实际的依据。火电厂是造成污染大气环境的大型国民工业之一。限制火电厂的污染物排放总量对于保护我国的生态环境具有十分的重要意义。火力发电厂燃烧煤炭，排放的主要产生的污染物包含微小固体可吸入颗粒物以及氮氧化合物二氧化硫等气体。火力发电厂在将含有以上所述的烟气排放污染物向大气排放之前, 必须对其除湿除尘以及脱硫等工作。为了保护生态环境必须加强对火电厂污染源排放的实时监测，根据我国可持续发展经济战略发展要求以及实现人类与自然和谐相处发展的要求，根据国家环境保护总局《火电厂大气污染物排放标准》规定火力发电厂发电锅炉必须安装烟气排放连续监测仪器设备。烟气排放检测系统经国家相关环保部门验收合格时，其监测出来的数据可以作为该发电厂烟气排放污染物是否达到合格标的有力依据。 另外,火力发电厂安装了烟气排放连续监测系统之后,通过监测电厂排放的污染物,对火电厂燃烧锅炉、除尘器和脱硫脱氮等设备的运行实施技术改造,可为火电厂系统安全、稳定、经济、高效运行提供强有力的保障。 我国火力发电总量量占总的国家发电总量70%左右，而煤炭燃料占火力发电机组燃料的90%左右，伴随着我国国民经济的快速增长致使电网行业的快速发展，由煤炭燃料所带来的大气环境污染问题越来越严重。按照当前的排放控制手

《火电厂烟气脱硫工程后评估管理暂行办法》正式版

Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal.《火电厂烟气脱硫工程后评估管理暂行办法》正式 版

《火电厂烟气脱硫工程后评估管理暂 行办法》正式版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 火电厂烟气脱硫工程后评估管理暂行办法 第一章总则 第一条为促进火电厂烟气脱硫产业健康发展，引导火电厂烟气脱硫装置供应商、使用方提高工程质量和运行管理水平，根据《国家发展改革委关于印发加快火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见的通知》（发改环资［2005］757号）和《国家发展改革委办公厅关于委托中国电力企业联合会开展火电厂烟气脱硫产业化发展有关工作的函》（发改办环资［2005］1988

号），特制定本办法。 第二条火电厂烟气脱硫工程后评估（以下简称后评估）原则上是针对已建成投产并连续运行一年以上或合同约定的质保期满后的烟气脱硫装置。 第三条后评估工作应遵循科学、客观、公正、公平的原则，并应充分依靠专家。 第四条受国家发展和改革委员会（以下简称国家发展改革委）委托，中国电力企业联合会负责后评估工作的组织和实施。 第五条被评估单位为脱硫装置使用方（火电厂）和脱硫装置供应商（脱硫工程公司及主要设备供货商等）。具体项目的

基于PLC的火电厂烟气脱硫控制系统研究与设计

基于PLC的火电厂烟气脱硫控制系统研究与设计 0 引言我国是燃煤大国，煤炭占一次能源消费总量的75％。随着煤炭消费的不断增长，燃煤排放的二氧化硫也不断增加，致使我国酸雨和二氧化硫污 染日趋严重。为了实现SO2 的减排目标，国家制定了一系列的环保措施。目前国内烟气脱硫工艺设备的设计、制造、安装和调试水平已有了大幅度的提高， 已建成、投运了一大批大型机组火电机组烟气脱硫系统。但据了解，目前投运 的火力发电厂都还存在着不少这样或那样的技术问题，其中热工自动化投入水 平不高是其中的一个重要技术问题，如测量不准，系统自动投不上，系统调节 品质差等，致使一些电厂的脱硫系统出现运行故障多、不能与发电机组完全同 步运行或运行中脱硫效率达不到设计值或系统运行成本高等问题。对于整个烟 气脱硫系统，作为监视、控制脱硫系统运行的控制系统是重要的组成部分，它 既要保证脱硫系统的正常工作和异常工况的系统安全，又要与单元机组控制系 统相协调，保证锅炉的安全运行。控制系统采用DCS 虽然自动化程度大为提高，但由于脱硫工艺系统总的监控点数(一般为600～1 000 点)远低于能满足单元机组控制的DCS 系统的经济规模(一般为5 000～10 000 点)，造成控制系统造价偏高，经济性下降。目前，国内许多电厂在烟气脱硫控制上己开始尝试采 用可编程控制器PLC 作为控制主机，将脱硫控制纳入全厂辅助系统网络集中监控，既保证可靠性，又能大幅度降低系统造价。本文研究采用可编程控制器PLC 作为控制主机，进行脱硫控制系统的硬件设计，给出了具体的设计方案及各功能模块的详细设计。现场实际运行结果证明了设计方法的有效性。 1 烟气脱硫工艺流程石灰石／石膏湿法烟气脱硫的基本工艺流程为：锅炉烟气经过除尘器除尘后，由引风机送入脱硫系统，烟气由进口烟道进入由增压 风机增压后，经气气换热器(GGH)降温，进入吸收塔。在吸收塔内，烟气由下

大型布袋除尘器在火电厂锅炉尾部除尘中的应用前景参考文本

大型布袋除尘器在火电厂锅炉尾部除尘中的应用前 景参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

大型布袋除尘器在火电厂锅炉尾部除尘中的应用前景参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 简要分析、论述了大型布袋除尘器在火电厂锅炉尾部 除尘中的应用前景，同时分析了布袋除尘器与电除尘器的 优缺点，简明介绍了国内外布袋除尘器的应用情况，还特 别介绍了布袋除尘器的结构原理和核心部件—滤袋的有关 情况。 1.火力发电厂发展前景 电力工业是国民经济的重要基础工业，也是国民经济 发展战略中的重点产业、先行产业、支柱产业。从各个时 期电力生产与经济增长的比较来看，在经济持续增长的年 份,电力生产的增长超过了GDP的增长。从1999年开始,电 力生产的增长速度开始大幅回升，20xx年达到11%，20xx

年为7.7%，20xx年为8.7%，20xx年为15.3％。同期GDP的增长率分别为8%、7.3%、8%、8.5％。目前电力工业成为国民经济重要的基础产业的作用,呈现逐年逐渐增强的趋势。 我国的资源国情决定了我国能源结构以火电为主、水电为辅、核电风电作补，电力结构发展很不平衡。到20xx 年底，我国火电、水电、核电、风电装机容量分别达到23753万千瓦、7934万千瓦、210万千瓦、34.5万千瓦，占总装机容量的比重分别为74.4%、24.8%、0.7%、0.1%。电力行业十五规划目标是：发电装机容量20xx年达到4.2亿千瓦左右，电源结构（到20xx年）火电占72.4％、水电占24.5％、核电占2.4％、新能源占0.7％。 我国为产煤大国，原煤储量和开采量均居世界第一。我国的资源国情决定了我国能源结构以火电为主，预计在近十年内火力发电所占比重仍在70%以上。

DG-12039型火电厂锅炉中硫烟煤烟气电除尘湿式氨法脱硫系统设计.

目录 1 锅炉燃烧的相关计算 (3) 1.1实际烟气量计算 (3) 1.2烟气含尘、二氧化硫浓度的计算 (4) 2 除尘结构设计计算 (5) 2.1电除尘器的工作原理 (5) 2.2电除尘器的主体结构 (5) 2.3影响电除尘器性能的因素 (5) 2.4电除尘器的优点 (8) 2.5电除尘器的缺点 (9) 2.6运行参数的选择和设计 (9) 2.7电除尘设备结构设计计算 (10) 3 脱硫设备结构设计计算 (14) 3.1 湿式氨法原理 (14) 3.2氨法脱硫具有的特点 (14) 3.3净化效率的影响因素 (15) 3.4参数的选择 (15) 3.5 脱硫设备结构设计计算 (16) 4 烟囱设计计算 (19) 4.1 烟囱高度的确定 (19) 4.2 烟囱抬升高度计算H (19) 4.3 烟囱的有效高度H (20) 4.4 烟囱高度校核 (20) 4.5烟囱直径的计算 (21) 4.6 烟囱底部直径 (21) 4.7 烟囱阻力 (21) 5 管道系统设计，阻力计算 (22) 5.1管道直径的确定 (22) 5.2 系统阻力 (22)

5.3 局部阻力损失 (23) 5.4 系统总阻力的计算 (23) 6 风机电机的选择 (24) 6.1 风机风量的计算 (24) 6.2 风机风压的计算 (24) 7 总结 (25) 8 参考文献 (26) 10附图 (27)

1锅炉燃烧的相关计算 1.1实际烟气量计算 设有1000g 该成份的煤，由质量百分比组成确定其摩尔组成： 成分 质量(g) 摩尔数(mol/kg) mol/mol(C) C 650 54.2 1 H 20 20 0.369 O 100 6.25 0.115 N 10 0.71 0.013 S 30 0.94 0.017 A 150 - - W 40 2.22 0.041 V 80 - - 对于该种煤，其组成可表示为：CH 0.369O 0.115N 0.013S 0.017 燃料的摩尔质量，包括灰分，为：)(/45.18) (2.54g 1000C mol g C mol M ==δ 燃煤的反应方程式: 2 22222017.0013.0115.0369.0)78.30065.0(017.0185.0)78.3(N a SO O H CO N O a S N O CH ++++→++其中05.12 115 .0017.04369.01=-++ =a 每千克该煤需要空气的标准体积0a V ： kg m mol m kg g g mol V o /09.6/104.221100045.18)78.31(05.1333a =???+?= - 每千克煤理论空气量条件下烟气组成（mol ）： CO 2：54.2； H 2O ：10+2.22； SO 20.94； N 2：215.47 理论烟气量：kg m V o vg /34.61000 4 .22)47.21594.022.122.54(3=?+++= 空气过剩系数为1.1，

大型燃煤电厂锅炉运行现状分析

大型燃煤电厂锅炉运行现状分析 摘要：我国大型电厂锅炉迅速发展，其可靠性和经济性都达到了较好的水平。按不同煤种分析现有各类锅炉的运行状况，切圆燃烧锅炉曾相当突出的炉膛出口烟气能量不平衡问题已基本解决，且NOx的排放体积质量相对较低；墙式燃烧锅炉的NOx排放较高，并有一些锅炉存在炉内结渣等问题；低挥发分煤锅炉运行的可靠性、经济性和NOx排放问题较突出。在锅炉的选型设计中，选用较低的炉膛容积热负荷和较高的火焰高度是适宜的，磨煤机的选型也必须留有足够的余量。 ? 关键词：燃煤锅炉；运行性能；现状分析 ? 1 大型电厂锅炉的发展 ? 我国电厂锅炉已进人大容量、高参数、多样化、高度自动化的发展新时期。到目前为止已投运的500-800MW机组已有近40台；300MW以上的超临界压力机组已有12台投入正常运行；900MW的超临界压力机组也在建设中。对于炉型，既有通常采用的“∏”型布置锅炉，也有大型塔式布置锅炉；既有四角切圆燃烧、墙式燃烧方式，也有“U”和“W”型下射火焰燃烧方式；既有固态除渣、液态除渣锅炉，也有倍受关注的循环流化床锅炉。燃用煤种从褐煤、烟煤、劣质烟煤、贫煤直到无烟煤一应俱全。作为煤粉燃烧锅炉机组不可缺少的磨煤机，特别是中速磨煤机，RP、HP、MPS、MBF 等，均已普遍运行在锅炉辅机上，双进双出钢球磨煤机也打破了普通钢球磨煤机一统天下的局面。所有这些设备中，既有国产的、从国外直接引进

的，也有采用引进国外技术国内制造的。它们的运行可靠性、经济性及低污染排放等性能都较以前有了较大幅度提高。2001年765台100MW及以上火电机组的等效可用系数为％，比2000年高个百分点，比1996年高个百分点；300MW及以上容量火电机组近5年的等效可用系数逐年增加，2001年达到了％，比1996年高出个百分点；600MW火电机组近5年的等效可用系数增长更显着。特别是从1996年以来新投产300MW火电机组投运后第1年的等效可用系数在逐年提高，2000年投产后第1年的等效可用系数达到％，而1995年投产的14台平均为％。大型锅炉的运行经济性普遍较高，除一些难燃的无烟煤锅炉外，锅炉效率基本上都在90％以上，某些烟煤锅炉的效率达到94％。在NOx排放控制方面也取得了进展，国产600MW机组锅炉的NOx排放质量浓度最低的在300mz／m3[O2含量m(O2)=6％]以下，远低于现行国家标准的规定值。 ? 但也有一些大型锅炉机组仍不同程度地存在问题，如锅炉承压部件的“四管”爆漏时有发生，仍是构成强迫停运率高的祸首，占机组强迫停运总小时数的％；燃烧稳定性欠佳，机组调峰能力差；锅炉炉膛及对流受热而结渣；回转式空气预热器漏风大，堵灰严重；磨煤机出力不足或煤粉达不到要求的细度；某些600MW燃煤机组锅炉存在严重的过热汽温问题等。这些问题影响了机组运行的可靠性，导致锅炉出力不足或经济性下降。这既有设计、制造与安装质量方面的原因，也有运行管理方面的问题，甚至有些是因燃用煤质和设计煤质相差太大(有个别锅炉的设计煤质和校核煤质选择欠妥)。 ?