[发明专利]水泥厂烟气脱硝、节水、节煤一体化自适应协调控制系统

说明书

技术领域

本发明属于自动化控制领域，尤其涉及一种水泥厂烟气脱硝、节水、节煤一体化自适应协调控制系统。

背景技术

氮氧化物（NOx）是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体，它不仅刺激人的呼吸系统，损害动植物，破坏臭氧层，而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一。世界各地对NOx的排放限制要求都趋于严格，而火电厂、垃圾焚烧厂和水泥厂等作为NOx气体排放的最主要来源，其减排更是受到格外的重视。十二五期间，氮氧化物的排放首次被列入约束性指标体系。而水泥行业氮氧化物的排放量是继火力发电、汽车尾气排放之后的第三排放大户，排放浓度一般在800-1100mg/m3，较国际领先水平有较大差距。因此，氮氧化物的排放控制将是水泥行业继严控新增产能之后的又一门槛。对水泥企业来说，开展脱硝势在必行。

水泥厂是用水大户，水泥生产线用水,即生产设备循环冷却水系统，生活用水系统，消防供水系统，应用水量较大，通常自建给水系统，满足生产生活消防需求。我们国家生产水泥以燃煤为主,新型干法窑每吨熟料热耗约在110—130Kg标准煤。水泥行业使用的燃料，在我国燃料消耗中占有相当的比例。

近年来，国家大力提倡节能减排，水泥厂的烟气脱硝、节水、水泥熟料生产节煤势在必行，而现行的烟气脱硝系统、节水系统、水泥熟料生产节煤系统只是各自独立的系统，相互之间互不通讯，信息得不到交流、共享，往往在追求节煤最大化的情况下反而浪费了大量的水，无法做到整个工厂节能效益最大化。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种水泥厂烟气脱硝、节水、节煤一体化自适应协调控制系统，将烟气脱硝系统、节水系统、水泥熟料生产节煤系统全部接入中控DCS系统，进行数据通讯共享，一体化结构协调性控制，DCS系统通过现场数据进行统计分析并优化计算，自动调节工艺参数，以达到工厂节能效益最大化的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：将烟气脱硝系统、节水系统、水泥熟料生产节煤系统全部接入中控DCS系统，进行数据通讯共享，一体化结构协调性控制，DCS系统通过现场数据进行统计分析并优化计算，自动调节工艺参数。实现数据共享、资源共享、协调控制、连锁运行，从而实现局部操作、全局监控，稳定质量、提高产量、节能降耗的目的。

整个系统包括烟气脱硝系统、节水系统、水泥熟料生产节煤系统，各个系统接入中控DCS系统所在的工业以太网。通过工业以太网，各个系统可以进行部分数据点有效通讯，现场信息进行共享，一体化结构协调性控制；数据采集中心将采集到的现场实时参数信号传输至数据库服务器保存，然后数据经工艺数据分析系统提取并分析处理、优化计算，根据现场情况计算出最优参数并传输至操作站，指导各个系统设备进行配置运转；工艺数据分析系统记录实时工艺参数，分工艺段和设备组生成熟料线工艺曲线与节能曲线，通过建立一个理想状态的运行参数模型为基础，不断根据历史数据自动更新工艺控制规律，通过微调以及预测分析，提前进行预警，并根据主动调节参数变化调节局部控制的被动控制参数，在保证熟料线正常生产的前提下自动优化调节烟气脱硝系统、节水系统、水泥熟料生产节煤系统参数，使工厂节能效益实现最大化。

本发明的有益效果是，将烟气脱硝系统、节水系统、水泥熟料生产节煤系统接入中控DCS系统实现一体化自适应协调控制，在保证了熟料线正常生产的前提下自动优化调节系统参数，使得工厂节能效益最大化，同时也降低了建设成本，减少劳动定员，降低劳动强度。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明系统结构图。

图中1.工程师站，2.中控DCS，3.烟气脱硝系统，4.节水系统，5.水泥熟料生产节煤系统，6.工业以太网。

具体实施方式

整个系统包括烟气脱硝系统、节水系统、水泥熟料生产节煤系统，各个系统接入中控DCS系统所在的工业以太网。通过同一个工业以太网，各个系统可以进行部分数据点有效通讯，多域协调控制。

 现场层：现场智能总线设备采用Profibus DP通信标准与CPU控制器进行通信；

控制管理层：采用工业以太网TCP/IP协议实现系统控制器及操作站之间的通信；各层之间相互独立又相互联系，通过计算机网络系统连接，以达到DCS的分散控制，集中管理的目的。

以总线型拓扑结构为例，将工程师站、熟料水泥中控DCS、烟气脱硝系统、节水系统、水泥熟料生产节煤系统接入工业以太网。

操作人员在工程师站ES和操作站OS上对整个系统进行监视，在此过程中根据现场实际需求分域、分权限控制现场设备的开停以及工艺参数的修改，指令下达至PS进行处理。