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1、干法水泥厂低温余热发电 DCS 控制系统- 下位机 作者：Admin 来源：博景源 点击数： 331 更新时间：2007-3-14 毕业设计题 目 干法水泥厂低温余热发电 DCS控制系统-下位机学 院 控制科学与工程学院专 业 自动化姓 名 xxx干法水泥低温余热发电 DCS 控制系统-下位机 摘要：本系统是为浙江某水泥厂 2500t/d 新型干法水泥生产线设计的纯低温余热发电 DCS 控制系统-下位机部分。针对水泥厂纯低温余热发电的工艺流程和特点，设计了一套基于 PROFIBUS 现场总线协议低成本的、高性价比的新型 DCS 控制系统，该系统由现场控制层和操作管理层组成。现场控制层采用 AB
2、B 公司的AC800M 现场总线冗余控制器和 S800 输入输出单元。工程师站采用 Control Builder M（CBM）软件编程，主要完成窑头和窑尾两台余热锅炉（SP 炉和 AQC 炉）、汽轮机等整个余热发电厂的参数采集、设备保护和启停控制等，锅炉汽包水位采用三冲量控制，满足了控制系统的要求。该系统大大的降低了工人的劳动强度，提高了该厂自动化水平，取得了良好的经济效益和社会效益。本文介绍了水泥纯低温余热发电的工艺流程及对控制系统的要求、DCS 组成、锅炉汽包水位控制方案，下位机的硬件组态及程序的编制系统等。关键词：DCS，纯低温余热发电，过程控制，CBM ，三冲量Abstract:Th
3、e DCS control system is designed for the pure low temperature waste heat of a cement plant in Zhe hejiang 2500 t/ d new stem method cement production line.Aim at the process and characteristicses that pure low temperature waste heat of cement works generation, design a set of new DCS control system
4、that negotiates the low cost and high quality according to the total line of the PROFIBUS.This system apply Control Builder M( CBM) software and AC800M Controler of ABB Company.Its main task is to control weast heat boiler of the kiln hood and the charge end ( SP boiler and AQC boiler), the motors c
5、ontrol etc. Complete the parameter collection of whole waste heat power plant, the protection and the start-stop of equipments etc.The three-impulse control appliedto the water level control of boiler steam drum. The system lowered the workers labor strength consumedly, raising that factory automati
6、on level, obtaining the good economic performance and social performances. This text introduced the process and the requests of pure low temperature waste heat of cement generation, DCS of the control system, the boiler steam drum water level control project, the install of hardware and establishmen
7、t system etc. Keyword:DCS, the pure low temperature waste heat generation, the process control, CBM, three-impulse control目 录目录 -2第一章 选题背景-31.1 余热发电问题的提出-31.2 余热发电的发展阶段及特点-31.3 余热发电的现状-31.4 余热发电的发展趋势-4第二章 集散控制系统 DCS 介绍-52.1.DCS 的发展-52.2 DCS 系统特点 -52.3 DCS 系统结构 -62.4 DCS 的系统网络 -6第三章 水泥纯低温余热发电生产工艺及其对自
8、动控制系统的要求-93.1 余热发电生产工艺 -93.2 控制要求-10第四章：系统设计方案-144.1 系统整体设计-144.2 主要控制原理-164.3 软件及硬件介绍-194.4 硬件组态-224.5 程序编制-31总结-37致谢-37参考文献-38第一章 选题背景 1.1 余热发电问题的提出。能源水泥是一种主要的建筑材料，在水泥的生产过程中要消耗大量的能量。不仅要消耗大量的煤炭等一次能源，而且还要消耗大量的二次能源-电能。随着新型干法水泥生产技术的成熟和国家经济、技术实力的增强，以规模大、产量高、热耗低为特点的窑外分解生产线迅速得到推广和利用，水泥工业节能技术水平有了长足的进步。但由于
9、仍然有大量的 360以下的低温废气被排放掉，浪费惊人，使企业经济效益的进一步提高受到了制约。 同时，水泥生产中排出的二氧化碳，二氧化硫和粉尘严重危害了环境，破坏了生态平衡。因此，如何运用新技术和新设备把低温余热源利用起来，越来越被人们重视。利用水泥窑余热发电是减少能源浪费的有效途径。 水泥窑纯低温发电由于将废气中的热能转化为电能，较少了能源消耗，废气通过余热锅炉降低了排放温度，减轻了对环境的污染，具有显著的环保节能效果，良好的经济效益和社会效益。1.2 余热发电的发展阶段及特点。我国水泥窑余热发电大致经历了中空窑高温余热发电，预热器及预分解窑带补燃炉中低温余热发电，预热器及预分解窑纯低温余热发
10、电三个阶段。纯低温余热发电是完全利用余热，无外加热源的发电系统。 即利用预热器 350的烟气余热产生低压过热蒸汽，并将出篦冷机的烟气出口前移，以获得 350左右的烟气，可产生饱和热水和低压过热蒸汽，蒸汽进入汽轮机发电机组发出电力。余热利用的电能不产生任何污染,所以对环境来说相当于减少了发电厂在同样发电量条件下排放的有害物(包括粉尘、SO2 及 CO2 等) ,减轻了对环境的污染;同时,由于将较高的废气温度采用发电方式降低到 90 左右,也降低了对环境的热污染;另外,尤其对窑尾废气来说,废气已不再经过增湿塔,所以除了节约水资源及部分电力外,也提高了排出的低温干烟气在除尘器的除尘效果。水泥生产企业
11、的余热发电系统均属小型电站。热力系统较简单，生产管理与运行操作并不复杂。只要在运行前进行短期培训、学习和现场实习，就能掌握系统操作与管理。其次，余热电站只与厂内现有电力系统并网运行，只要根据生产需要，最大限度地多发电，满足生产用电要求就可以了，不需要像常规电厂那样频繁地接受调度指令，或参与调峰或参与计划运行与检修。而且余热电站的并网方式一般采用手动或半自动的准同期方式，安全可*，方便迅速。 1.3 余热发电的现状。国内外已有不少新型干法水泥生产线设置了余热发电系统。许多国家，尤其是日本，20 世纪 80 年代就有几套水泥窑中低温余热发电系统投入运行，如 1983 年 6 月投入运行的三菱矿业水
12、泥公司某厂余热发电系统，其发电量为 24 000 kW；1984 年 3 月和 1986 年 5 月投入运行的小野田水泥公司津久县厂和大船渡厂的余热发电系统，其发电量分别为 18 000 kW 和 17 600 kW，等等。 随着窑外分解窑的大量出现，国内一些水泥企业也先后建设了余热发电系统。如江西万年青水泥有限公司2 000 td 熟料生产线纯低温余热发电系统(3 000 kW)已投入运行；而更多的水泥企业建设了带补燃炉的余热发电系统，如冀东(12 000 kW)、鲁南(26 000 kW)、琉璃河(12 000 kW)、葛州坝(12 000 kW)、牡丹江(12 000 kW)、七里岗(7 500kW)、金猫(15 000 kW)等，运行都很稳定、管理简单且经济效益可观。 1.4 余热发电的发展趋势我国水泥窑余热发电技术经过近十余年的发展有了长足的进步，现
