CEMS取樣管線溫度控制

1、CEMS系統(tǒng)取樣管線的溫度控制廣東粵電靖海發(fā)電有限公司楊明洲韶關(guān)電廠宋凌玲摘要：煤在燃燒的過程中會(huì)產(chǎn)生S02、NO、CO等氣體，CEMS在抽樣氣的過程中，煙氣溫度降到一定值時(shí)，其中的蒸汽會(huì)凝結(jié)成水。而so2能與水發(fā)生反應(yīng)生在亞硫酸，如果取樣管線中有水，不但影響測(cè)量準(zhǔn)確性，將嚴(yán)重影響分析儀表的使用壽命。要保證煙氣中的蒸汽不凝結(jié)，必須保證溫度在凝結(jié)點(diǎn)以上。為了避免取樣管中的蒸汽凝結(jié)成水，取樣管都有伴熱裝置，如何控制好溫度顯尤為重要。關(guān)鍵詞：溫度控制；自保持；觸發(fā)；復(fù)位CEMS(ContinuousEmissionMonitoringSystem)系統(tǒng)在脫硫系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用。CEMS系統(tǒng)是否

2、準(zhǔn)確，可靠直接影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行。對(duì)環(huán)境和電廠效益有著直接影響。如何使CEMS系統(tǒng)運(yùn)行得更穩(wěn)定，CEMS系統(tǒng)設(shè)備使用周期更長(zhǎng)一直是CEMS廠家和用戶共同探討的問題。以國(guó)內(nèi)某知名CEMS廠家為例，該廠家采用了西門子的ULTRAMAT23煙氣分析儀和S7-200小型PLC系統(tǒng)，再通過自己研發(fā)一些輔助配件進(jìn)行組裝。因?yàn)槊涸谌紵倪^程中會(huì)產(chǎn)生SO2、NO、CO等氣體，在抽樣氣的過程中，煙氣溫度降低到一定值時(shí)，其中的蒸汽會(huì)凝結(jié)成水。而so2是一種能與水發(fā)生反應(yīng)的氣體，如果取樣管線中有水，不但影響測(cè)量準(zhǔn)確性，還會(huì)產(chǎn)生亞硫酸或者硫酸。亞硫酸和硫酸都具有很強(qiáng)的腐蝕性，將嚴(yán)重影響分析儀表等設(shè)備的使用壽命。要保證

3、煙氣中的蒸汽不凝結(jié)成水，必須保證溫度在凝結(jié)溫度以上。為了避免取樣管蒸汽凝結(jié)成水，取樣管都有伴熱裝置。實(shí)際運(yùn)行中，取樣管線溫度大多還是采取的單點(diǎn)控制，即只設(shè)定一個(gè)溫度點(diǎn)，低于該設(shè)定點(diǎn)就加熱，高于該點(diǎn)就停止加熱。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)交流接觸器在設(shè)定溫度點(diǎn)頻繁動(dòng)作的問題。交流接觸器的頻繁動(dòng)作，不僅降低了自身使用壽命，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有一定影響。為避免這種情況，現(xiàn)在通用的做法是采用雙點(diǎn)控制，即溫度低于設(shè)定的低限時(shí)，交流接觸器動(dòng)作，取樣管線開始加熱，當(dāng)溫度升至高限時(shí)，交流接觸器復(fù)位停止加熱，這樣既可以有效控制溫度在凝結(jié)溫度之上，又可以避免接觸器頻繁動(dòng)作。本文分別利用溫度繼電器，西門子PLCS7200和DCS系統(tǒng)三

4、種方法來實(shí)現(xiàn)雙點(diǎn)控制功能。1、繼電器實(shí)現(xiàn)雙點(diǎn)控制溫度繼電器又叫溫度開關(guān)，設(shè)定一個(gè)溫度點(diǎn)后，可以用來控制線路的通斷。要實(shí)現(xiàn)雙點(diǎn)控制，必須設(shè)定兩個(gè)溫度點(diǎn)，就要用到兩個(gè)溫度繼電器。分別用到K1的常開和K2的常閉結(jié)點(diǎn)，另外還要用到繼電器的一對(duì)常開接點(diǎn)形成自鎖功能。如圖(1)所示K1:溫控7W控開關(guān)2餉:繼電器K2M1K1設(shè)成低限溫度，K2設(shè)成高限溫度，當(dāng)溫度低于設(shè)定的低限時(shí)，K1處于閉合狀態(tài)，通過K2,繼電器M1動(dòng)作，控制加熱帶的接觸器動(dòng)作，取樣管線開始加熱。同時(shí)也形成了一個(gè)自鎖，當(dāng)溫度高于低限溫度后，K1斷開后，M1仍能保持接通狀態(tài)。當(dāng)溫度高于設(shè)定的溫度高限時(shí)，K2斷開，M1復(fù)位，取樣管線停止加熱。

5、當(dāng)溫度降到設(shè)定的低限時(shí)K1閉合，形成自鎖，當(dāng)溫度升到高限K2斷開。如此循環(huán)，就能保證溫度一直維持在設(shè)定低限和高限之間。2、S7-200實(shí)現(xiàn)雙點(diǎn)控制現(xiàn)在CEMS系統(tǒng)大部分采用西門子公司的S7200來實(shí)現(xiàn)控制功能的,S7200主要是針對(duì)數(shù)字量信號(hào)的控制，要讓其實(shí)現(xiàn)溫度控制就要擴(kuò)展一個(gè)模擬量控制塊。西門子公司專門針對(duì)用戶不同的需求，開發(fā)有不同的功能模塊，只要按自己的要求進(jìn)行選擇就行了。EM231RTD（熱電阻）模塊為S7-200連接各種型號(hào)的熱電阻提供了方便的接口。它也允許S7-200測(cè)量三個(gè)不同的電阻范圍。但連接到模塊的熱電阻必須是相同的類型。組態(tài)EM231RTD模塊使用DIP開關(guān)，可以選擇熱電阻

6、的類型，接線方式，溫度測(cè)量單位和傳感器熔斷方向。通過設(shè)定DIP開關(guān)1、2、3、4和5來選擇RTD的類型。以我們常用的PT100為例：SW0SW7全設(shè)為0,SW8則根據(jù)接入的類型來選擇0或1.當(dāng)使用3線制熱電阻時(shí)設(shè)為0,當(dāng)使用2線制或4線制電路時(shí)則要設(shè)為1要使DIP開關(guān)設(shè)置起作用，需要重新給PLC和/或用戶的24V電源上電。RTD模塊與傳感器的接線有3種方式，如圖（2）所示。精度最高的是4線連接。線連接精度最低，推薦只用于可忽略接線誤差的應(yīng)用場(chǎng)合。RTD4陵a-FSouroe+a-血爾Q恥可。RTD3壤圖（2）根據(jù)所用的熱電阻，設(shè)置好DIP開關(guān)，接好線后，通過簡(jiǎn)單的編程我們就可以實(shí)現(xiàn)所需要的雙點(diǎn)

7、控制功能了。以AIWO為輸入電阻，低限7000，高限8000為例，當(dāng)溫度低于設(shè)定的低限7000時(shí)，AIW0導(dǎo)通，Q0.0輸出為1,控制取樣管線加熱，如圖（3）。圖（3）當(dāng)溫度高于低限，低于高限時(shí)通過Q0.0的自保持，Q0.0繼續(xù)輸出為1控制取樣管線加熱。如圖（4）。圖（4）只有當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定上限Q0.0才會(huì)為零如圖（5）,加熱帶停止加熱，只到溫度降到設(shè)定的下限時(shí)才開始加熱，如此循環(huán)，使溫度維持設(shè)定范圍內(nèi)。圖（5）通過引進(jìn)S7-200系統(tǒng)，不但可以根據(jù)要求設(shè)置高低限，還可以設(shè)置為一直加熱開關(guān)和暫停加熱開關(guān)以達(dá)到更好的控制效果，通過DAS系統(tǒng)還可以通過CEMS上位機(jī)顯示出當(dāng)前溫度，給運(yùn)行，巡檢人員

8、提供有效的參考。3、DCS實(shí)現(xiàn)雙點(diǎn)控制DCS(DistributedControlSystem)是一個(gè)由過程控制級(jí)和過程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便。目前，電廠都有屬于自己的DCS系統(tǒng)，如果條件允許，利用DCS來控制取樣管線無疑是最方便有效的。DCS不但可以輕易實(shí)現(xiàn)繼電器電路和PLC系統(tǒng)的功能，還可以把溫度點(diǎn)傳到集控中心和SIS系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)PLC和繼電器電路實(shí)現(xiàn)不了的功能。DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙點(diǎn)控制功能需要用到一個(gè)溫度通道和一個(gè)開關(guān)量通道，只要把熱電阻接到溫度通道上，經(jīng)過一條高低比較功能塊，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定的低限時(shí)發(fā)出置位指令，當(dāng)溫度達(dá)到高限時(shí)發(fā)出復(fù)位指令，通過數(shù)字量輸出指令控制交流接觸器的通斷來控制取樣管線加熱狀態(tài)。如圖(6)所示。顯示模映3高帽伴熱帯溫度比較模塊DA.lH/L圖(6)4結(jié)論1、無論是繼電器電路還是PLC或者DCS，都可以輕易實(shí)現(xiàn)該功能，根據(jù)各自工和環(huán)境和功能要求可以選擇不同的控制方法，還可以利用不同的智能繼電器和變送器，還可以用到液位、流量、壓力等多方面。2、繼電器實(shí)現(xiàn)雙點(diǎn)控制成本低，安裝簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)，安裝維護(hù)人員具備簡(jiǎn)單的電氣知識(shí)就能實(shí)現(xiàn)，但故障率相對(duì)效高，控制精度低。3、PLC具有技術(shù)成熟，可靠性高，功能強(qiáng)大，擴(kuò)充方便且能在惡劣環(huán)境的情況下工作，因