一种余热发电DCS系统的制作方法

一种余热发电dcs系统
技术领域
[0001]
本实用新型涉及一种余热发电dcs系统。


背景技术：

[0002]
近年来，随着世界尤其是我国常规能源的短缺和能源与环境之间关系的益紧张，节能减排越来越受到社会各界的重视。节约能源对保证我国经济的快速发展、提高经济效益、推进技术进步、合理利用资源、减少环境污染、提高人民生活水平等起着重要的作用，也是实现我国经济增长方式从粗放型向集约型转变的重要途径和实施“可持续发展战略”的必要措施，保护环境、节能减排、建设资源节约型社会已成为各级政府的共识。
[0003]
煤炭、石油、钢铁、化工、建材、机械、轻工和电力工业等是国民经济的重要基础产业，是实现我国工业化的支撑产业，也是资源、能源密集型产业和高耗能行业之一。近年来，随着钢铁、化工产品产量的迅猛增长，能源消耗与环境保护之间的矛盾日益突出，钢铁、水泥、煤炭、化工等工业面临的“节能减排”形势和任务十分严峻；此外，能源成本占上述企业成本的20%～30%，能源消耗事关企业兴衰存亡，节能减排不仅是企业抵御市场风险的有力武器，更是企业立足长远提高企业核心竞争力的有力手段。钢铁、水泥、煤炭、化工等工业余热资源的回收与高效转换一直是世界各国科技工作者关注的焦点问题。上述工业在生产过程中会产生大量的余热资源，以钢铁工业为例，余热资源有高温热源和中低温热源，其中，高温热源包括焦炭显热、转炉烟气显热和熔融炉澄显热等，中低温热源则包括烧结矿球团矿显热、烧结机烟气和热风炉烟气显热等。目前国外先进钢铁企业对余热、余压和副产煤气等能源的回收率均在90%以上，而国内目前的回收率不足25.8%。所以，加强余热回收与再利用也将是我国冶金工业节能的主攻方向。
[0004]
我国能源利用仍然存在着利用率低、经济效益差、生态环境压力大的主要问题，提高能源综合利用率是解决我国能源问题的根本途径，处于优先发展的地位，而余热回收利用是实现工业节能降耗的重要手段。我国工业余热资源十分丰富且广泛存在于各种生产过程中，特别在煤炭、石油、钢铁、化工、建材、机械、轻工和电力等行业，被视为继煤、石油、天然气、水力之后的第5大常规能源。受历史、技术、理念等因素局限，我国大量运营的工业耗能装置中的绝大部分，其原始设计无法合理利用显热和潜热，在生产中有大量的余热能直接放散，既浪费能源又污染环境。数据显示，我国工业各领域余热总资源占其燃料消耗总量的17%～67%，其中可回收利用的部分占余热总量的60%左右。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的在于提供一种余热发电dcs系统，以解决现有技术中矿热烟气余热回收利用率低的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0006]
为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
[0007]
本实用新型提供的一种余热发电dcs系统，包括余热锅炉、蒸汽轮机发电机组和
dcs控制柜；其中，
[0008]
所述余热锅炉包括plc控制柜一；
[0009]
蒸汽轮机发电机组包括tsi发电机监测系统、deh汽轮机控制系统和ets保护系统和plc控制柜二；所述tsi发电机监测系统、deh汽轮机控制系统和ets保护系统分别与plc控制柜二电连接；
[0010]
所述plc控制柜一和plc控制柜二分别与dcs控制柜间通过以太网通讯连接。
[0011]
可选的或优选的，所述余热锅炉上连接进烟气管，所述进烟气管连接在矿热炉的烟气出口处。
[0012]
可选的或优选的，所述余热锅炉内设有烟气流动的烟气管道，所述烟气管道上沿烟气流动方向依次设有过热器、蒸发器、脱硝装置；
[0013]
所述烟气管道与进烟气管相通；
[0014]
所述脱硝装置的烟气进口处和烟气出口处分别设有电磁阀一和电磁阀二；
[0015]
所述脱硝装置的烟气进口处设有温度传感器；
[0016]
所述烟气管道上在对应过热器和蒸发器的旁侧还连接有烟气旁路管道，所述烟气管道与烟气旁路管道并排设置，所述烟气旁路管道的一端连接在脱硝装置的烟气进口处，所述烟气旁路管道与脱硝装置的烟气进口处连接的一端设有电磁阀三；所述烟气旁路管道的另一端与烟气管道的进烟气端连接；
[0017]
所述电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三和温度传感器分别与plc控制柜一电连接。
[0018]
基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：
[0019]
（1）本实用新型提供的余热发电dcs系统，其余热发电主要是采用余热锅炉配蒸汽轮机发电机组的方式，发电过程中主要利用烟气的物理热，未经净化的烟气直接进入余热锅炉进行热交换，交换后产生的高温蒸汽推动汽轮机做功进行发电。将矿热烟气的余热进行了回收利用，且回收利用率高。
[0020]
（2）本实用新型提供的余热发电dcs系统，在余热锅炉内设置的烟气旁路管道可以将未参与热交换的烟气引入脱硝装置，并通过plc控制柜一控制进入脱硝装置的高温烟气量，使脱硝烟气温度满足脱硝装置的脱硝需求，达到脱硝完全的目的，避免了烟气因为脱硝不完全引起的环境污染。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]
图1是本实用新型实施例中余热锅炉的结构示意图；
[0023]
图2是本实用新型实施例的控制原理图。
[0024]
图中：1、余热锅炉；2、plc控制柜一；3、plc控制柜二；4、dcs控制柜；5、tsi发电机监测系统；6、deh汽轮机控制系统；7、ets保护系统；8、进烟气管；9、烟气管道；10、过热器；11、蒸发器；12、脱硝装置；13、电磁阀一；14、电磁阀二；15、电磁阀三；16、温度传感器。
具体实施方式
[0025]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
[0026]
如图1和图2所示：
[0027]
本实用新型提供的一种余热发电dcs系统，包括余热锅炉1、蒸汽轮机发电机组和dcs控制柜4；其中，
[0028]
所述余热锅炉1包括plc控制柜一2；
[0029]
蒸汽轮机发电机组包括tsi发电机监测系统5、deh汽轮机控制系统6和ets保护系统7和plc控制柜二3；所述tsi发电机监测系统5、deh汽轮机控制系统6和ets保护系统7分别与plc控制柜二3电连接；
[0030]
所述plc控制柜一2和plc控制柜二3分别与dcs控制柜4间通过以太网通讯连接。
[0031]
本实用新型提供的余热发电dcs系统，其余热发电主要是采用余热锅炉1配蒸汽轮机发电机组的方式，发电过程中主要利用烟气的物理热，未经净化的烟气直接进入余热锅炉1进行热交换，交换后产生的高温蒸汽推动汽轮机做功进行发电。将矿热烟气的余热进行了回收利用，且回收利用率高；
[0032]
在本实施例中，余热锅炉1的plc控制柜一2采用西门子s7-200plc作为硬件控制核心，采用西门子105彩色触摸屏作为人机界面，预留rs232/485 (modus) 远程dcs. 上位机接口。
[0033]
在本实施例中，蒸汽轮机发电机组的plc控制柜二3采用西门子s7-300 plc作为硬件控制核心，采用西门子105彩色触摸屏作为人机界面，预留rs232/485 (modus) 远程dcs. 上位机接口。
[0034]
作为可选的实施方式，所述余热锅炉1上连接进烟气管8，所述进烟气管8连接在矿热炉的烟气出口处。
[0035]
作为可选的实施方式，所述余热锅炉1内设有烟气流动的烟气管道9，所述烟气管道9上沿烟气流动方向依次设有过热器10、蒸发器11、脱硝装置12；
[0036]
所述烟气管道9与进烟气管8相通；
[0037]
所述脱硝装置12的烟气进口处和烟气出口处分别设有电磁阀一13和电磁阀二14；
[0038]
所述脱硝装置12的烟气进口处设有温度传感器16；
[0039]
所述烟气管道9上在对应过热器10和蒸发器11的旁侧还连接有烟气旁路管道，所述烟气管道9与烟气旁路管道并排设置，所述烟气旁路管道的一端连接在脱硝装置12的烟气进口处，所述烟气旁路管道与脱硝装置12的烟气进口处连接的一端设有电磁阀三15；所述烟气旁路管道的另一端与烟气管道9的进烟气端连接；
[0040]
所述电磁阀一13、电磁阀二14、电磁阀三15和温度传感器16分别与plc控制柜一2电连接。
[0041]
本实用新型中的余热锅炉1在进行工作时，矿热炉排出的高温烟气从进烟气管8进入余热锅炉1的烟气管道9内，plc控制柜一2控制打开电磁阀一13和电磁阀二14，余热锅炉1的脱硝装置12开始工作；脱硝时，plc控制柜一2根据温度传感器16反馈的温度判断进入脱
销装置的烟气温度是否满足脱硝要求，若温度不满足脱硝需求，则plc控制柜一2控制电磁阀三15打开，使部分烟气不经过过热器10和蒸发器11的换热交换，从烟气旁路管道直接进入脱硝装置12，从而提高脱硝装置12的烟气温度，plc控制柜一2根据温度传感器16反馈的温度，智能调节电磁阀三15的打开或关闭，进而使进入脱硝装置12的烟气温度控制在合适的范围。
[0042]
本实用新型提供的余热发电dcs系统，在余热锅炉1内设置的烟气旁路管道可以将未参与热交换的烟气引入脱硝装置12，并通过plc控制柜一2控制进入脱硝装置12的高温烟气量，使脱硝烟气温度满足脱硝装置12的脱硝需求，达到脱硝完全的目的，避免了烟气因为脱硝不完全引起的环境污染。
[0043]
本实用新型中的tsi发电机监测系统5主要采集蒸汽轮机发电机组的重要监测信号；ets保护系统7主要用于蒸汽轮机发电机组跳闸；deh汽轮机控制系统6主要控制蒸汽轮机发电机组的负荷和转速，deh属于调节范畴，信号只发给伺服阀；tsi的信号一般通过硬接线输出到ets和deh，汽轮机的跳闸信号通过deh和tsi输出到ets，它们引起的最终汽轮机跳闸必须通过dcs控制柜4。
[0044]
本实用新型中的余热发电主要是采用余热锅炉1配蒸汽轮机发电机组的方式，发电过程中主要利用烟气的物理热，未经净化的烟气直接进入余热锅炉1进行热交换，交换后产生的高温蒸汽推动汽轮机做功进行发电。
[0045]
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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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