通常，降低氮氧化物排放主要有兩種措施:一是控制燃燒過程中氮氧化物的生成，即低氮氧化物燃燒技術(shù);二是對生成的氮氧化物進(jìn)行處理，即煙氣脫硝技術(shù)。在眾多的煙氣脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原法(SCR)以其脫硝效率最高(可達(dá)到80%~90%)、技術(shù)成熟的優(yōu)點，已成為目前國內(nèi)外電站脫硝的主流技術(shù)。

一、脫硝系統(tǒng)控制范圍及自動化水平

熱工自動化范圍包括鍋爐側(cè)SCR反應(yīng)器區(qū)域的煙氣系統(tǒng)裝置及脫硝氨區(qū)系統(tǒng)(常見的液氨系統(tǒng)包括液氨儲罐、蒸發(fā)槽、緩沖罐等)的儀表及控制系統(tǒng)。對于脫硝控制系統(tǒng)，其主要的組成部分有:

• 脫硝分散控制系統(tǒng)DCS或可編程邏輯控制器PLC控制系統(tǒng)。
• 脫硝檢測儀表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
• 脫硝煙氣成分在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。

脫硝控制系統(tǒng)自動化水平應(yīng)與整個燃煤電站控制系統(tǒng)設(shè)計相協(xié)調(diào)，滿足安全、可靠和“無人值守、定期巡檢”的能力。脫硝系統(tǒng)的控制通常情況下可在單元控制室內(nèi)完成，通過機(jī)組DCS操作員站完成對脫硝裝置的啟/停控制、正常運(yùn)行的監(jiān)視和調(diào)整以及異常與事故工況的處理和故障診斷;也可單獨設(shè)置操作控制室。但根據(jù)脫硝工藝系統(tǒng)的特點，一般都采用與單元機(jī)組 DCS硬件一體化的控制設(shè)備。

二、控制系統(tǒng)簡介

隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)也在這個信息大潮中不斷更新?lián)Q代，從20世紀(jì) 80年代DDZ控制器到90年代小型可編程控制器PLC，再到如今普遍使用的分散控制系統(tǒng)DCS。無論從硬件體系、軟件體系還是控制策略都發(fā)生了質(zhì)的變化。

目前，燃煤電站主機(jī)組控制系統(tǒng)采用分散控制系統(tǒng)DCS,輔機(jī)控制主要采用可編程控制器 PLC。脫硝系統(tǒng)作為燃煤電站的一個子系統(tǒng)，控制系統(tǒng)應(yīng)采用同全廠控制系統(tǒng)水平一致的硬件和軟件。

(一)分散控制系統(tǒng)(DCS)介紹

DCS是分散控制系統(tǒng)(distributed control system)的簡稱。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級等組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計算機(jī)(computer)、通信(communication)、顯示(CRT)和控制(control)的4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。DCS盡管各有特色，其結(jié)構(gòu)卻大同小異，通常從下到上分為過程控制層、過程監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層和決策管理層。

1.系統(tǒng)構(gòu)成

作為一種縱向分層和橫向分散的大型綜合控制系統(tǒng)，它以多層計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為償托,將分布在全廠范圍內(nèi)的各種控制設(shè)備的數(shù)據(jù)處理設(shè)備連接在一起，實現(xiàn)各部分信息的共享協(xié)調(diào)工作，共同完成控制、管理及決策功能。

(1)人機(jī)接口。其硬件設(shè)備由管理操作應(yīng)用工作站，現(xiàn)場控制站(器)和通信網(wǎng)絡(luò)假成。管理操作應(yīng)用工作站包括工程師站、操作、歷史數(shù)據(jù)等各種功能服務(wù)站，現(xiàn)場控制站用于現(xiàn)場信號的采集處理和控制策略的實現(xiàn)，并具有可靠的完余保證，網(wǎng)絡(luò)通信功能。通信網(wǎng)絡(luò)連接分散控制系統(tǒng)的各個分布部分，完成數(shù)據(jù)、指令及其他信息的傳，為保證 DCS 的可靠性，電源、通信網(wǎng)絡(luò)、過程控制站都采用冗余配置。

(2)分散控制系統(tǒng)的軟件是由實時多任務(wù)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信軟件、組態(tài)軟件和各種應(yīng)用軟件組成的。

(3)分散控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上采用模塊化設(shè)計方法，通過靈活組態(tài)、合理配置，從軟件功能上，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)、順序控制系統(tǒng)(SCS)等功能。

2.通信網(wǎng)絡(luò)

通信網(wǎng)絡(luò)把過程站和人機(jī)界面連成一個系統(tǒng)。DCS網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形式大致是三種，分別是總線形、環(huán)形和星形。在DCS網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸是以信息的形式傳輸?shù)摹Ｍㄐ艆f(xié)議有令牌廣播式、問詢式和存儲轉(zhuǎn)發(fā)式。一般通信協(xié)議是由各DCS生產(chǎn)廠家自行開發(fā)的，通信協(xié)議不公開，因此，在不同系統(tǒng)間進(jìn)行互聯(lián)尚存在一定問題。

通常DCS最基本的網(wǎng)絡(luò)有三級，它們分別是I/O總線、現(xiàn)場總線和控制總線。網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)主要有雙絞線、同軸電纜和光導(dǎo)纖維三種。

(二)PLC產(chǎn)品

可編程控制器PLC是集計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動控制裝置。由于它可通過軟件來改變控制過程，具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡單、可靠性高和抗干擾能力強(qiáng)等特點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制各個領(lǐng)域。