余热发电DCS系统应用介绍

余热发电DCS系统应用介绍目录第一章工业生产中余热发电背景介绍 (1)第一节工业生产中能源综合利用现状 (1)第二节我国冶金行业余能综合利用发展前景 (1)第三节余热发电发展趋势 (2)第四节工业生产过程中的余热综合利用概况 (2)第二章水泥厂余热发电介绍 (3)第一节水泥厂余热发电项目的兴起 (3)第二节水泥厂余热发电的工作过程 (3)第三节应用和推广前景 (3)第三章集散控制系统(DCS)简介 (5)第一节DCS网络 (5)第二节DCS节点和系统组态 (5)第三节DCS系统的发展 (5)第四节DCS系统的应用 (6)第四章项目现场设备介绍 (8)第一节现场锅炉、汽机、主要辅机设备及现场仪表 (8)一、监控中心二楼 (9)二、一楼凝汽器、冷油器、泵房、循环水管等。

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三、监控中心楼下的配电屏柜.................................................................... 错误！未定义书签。

第二节中控室控制设备 ............................................................................... 错误！未定义书签。

一、常规监控系统屏柜与后台系统............................................................ 错误！未定义书签。

二、余热发电控制器及IO屏...................................................................... 错误！未定义书签。

第一章工业生产中余热发电背景介绍第一节工业生产中能源综合利用现状我国工业能源消费量约占全国能源消费总量的70%。

技术与装备良莠不齐，部分装备技术性能低下，生产工艺落后，导致能耗指标较高，总体用能效率低，严重制约国民经济持续快速发展。

特别是我国的冶金行业，普遍是一个高耗能行业，与国际先进水平相比，我国的冶金行业存在着资源短缺、单位能耗较高等问题。

资源短缺表现在我国的铁合金进口逐年增加；能源紧缺，特别是冶金行业属高耗能产业，由于多数地方缺电，各地电价上调，企业生产经营受阻；环境污染严重。

一些中小型企业能耗高，污染环境，落后的生产工艺短期内难以全部淘汰；资源利用效率低。

目前矿产资源综合利用率约为60％，比发达国家低10～15个百分点；单位产品能耗大，目前我国密闭冶炼电炉的平均单位能耗较国际先进水平高33.4％；铅冶炼平均能耗高84.2％。

就金属冶炼行业的现状而言，如果继续靠高投入、高消耗、高排放、低效率的粗放经济增长方式，行业发展将难以为继。

国内金属冶炼企业必须积极开展创建节约型企业的活动，以节能、节水、降耗和发展循环经济为重点，推进技术进步，提高资源利用效率。

第二节我国冶金行业余能综合利用发展前景冶金冶炼行业是我国的基础工业之一，也是我国较早与国际接轨的行业之一。

从铁合金的市场状况看，我国目前与国际基本接轨，价格一直处于比较稳定的状态。

预计今后20年中，我国经济发展对有铁合金特别是锰合金的需求仍将处于增长阶段，铁合金工业的规模在现有基础上还会进一步扩大，但总量的增长会逐步趋向平缓，随着市场需求品质的提高，有色金属工业整体结构将发生重大变化。

余能是在一定经济技术条件下，在能源利用装置中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。

它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。

其中最主要的是余热。

根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%～67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。

冶金工业是耗能大户，不论是有色冶金或黑色冶金工业都存在大量的节能问题。

在生产过程中产生有相当数量的余热未能回收利用，不能回收利用的余热作为一种资源白白浪费了。

余热温度的利用范围为300℃～900℃，最高的可达1600℃。

热能的形态有固体、气体、液体，其中很多为间接排放。

近年来，由于热管技术的不断成熟，其具有非常良好的换热特点，特别适用于上述场合的余热回收利用。

高温热管及高温热管式空气预热器、高温热管式蒸汽发生器已经成功开发并运用，给冶金行业的中高品位余热利用带来了新的希望。

加热炉和均热炉的余热利用、环件加热炉热管空气预热器、线材退火炉的余热回收、轧钢连续加热炉的余热回收、烧结工序的余热利用、高炉热风炉余热回收、各类锅炉烟气余热回收器等。

设置热管换热器以回收烟气的余热来预热空气，作为助燃空气、干燥热源或车间取暖等的热源，也可以设置余热锅炉产生蒸汽，配备吸收式制冷机组夏天制冷等，都可以获得很好的节能效果。

我国的钢铁、化工、建材、石化、有色、轻纺、机械等行业均是目前主要的耗能大户，目前工业窑炉余热利用率仅在5%左右，到2010年，余热利用率将会提高到15%左右。

工业窑炉余能余热回收利用原则是“梯级利用，高质高用”。

优先把中、高品位余能余热用于作功或发电，低温位余热用于空调、采暖或生活用热。

工业窑炉烟气余热，可用于企业自身空气、燃料及物料的预热及炉外热回收设施。

第三节余热发电发展趋势余热发电主要是利用一些装置在生产过程中产生的废弃余热进行再利用的循环能源利用形式，它有很多优点：一是降低能源消耗，二是提高空气质量，三是补充电源，四是节约城市用地，五是提高供热质量，六是便于综合利用，七是改善城市形象，八是减少安全事故。

余热发电由于具有许多优点，所以世界各国都在大力发展。

回收和利用废弃余热进行余热发电是国家倡导的提高能效的项目。

发展趋势是将在化工、石油化工、建材、轻纺、冶金、动力、造纸、电子电器等行业凡是有余热可利用的都必须按CDM要求进行再利用和开发建设。

第四节工业生产过程中的余热综合利用概况余热是指可以利用但并没有被利用的热能。

长期以来，由于我国工业装备落后，能源利用率低，如化工、石油化工、建材、轻纺、冶金、动力、造纸、电子电器等行业，在生产中产生的大量废弃余热都是直接排放大气，既浪费能源又污染环境。

我国钢铁、有色、化工、建材、石化、轻纺、机械等主要耗能工业，余热利用率仅为2.64%，到2000年余热利用率仅达到4%～5%。

但是在相当长的时间内，我国黑（有）色金属产业是在牺牲资源和环境为代价的基础上发展起来的，企业的综合实力无法得到根本提升。

究其原因除了管理粗放外，主要是由于工艺技术和工业装备落后，只能进行初级产品冶炼加工，冶炼过程无法将伴生矿和余热等综合回收利用造成的。

与国际同行业相比还存在较大的差距，充分利用冶金行业生产过程中产生的余能，是我国发展冶金产业化的重要措施。

余热回收利用就是将工业生产过程中产生的废弃余热能源进行回收利用，这是提高能源利用率，降低生产成本，保护环境最直接、最有效和最经济的手段之一。

第二章水泥厂余热发电介绍第一节水泥厂余热发电项目的兴起余热发电项目是国家支持项目，相应地各个领域的余热发电DCS系统近几年来迅速兴起，尤其是在现代水泥厂生产线中得到了广泛应用。

这是因为：1)水泥行业在“十一五”要完成降耗20%，为实现这一指标，余热发电项目的推广实施是这一指标能否落实的关键；2)余热发电将有助于在大气层减排二氧化碳；3)余热发电项目给饱受原燃料成本上涨所困饶的水泥企业有如雪中送炭，减低生产成本。

第二节水泥厂余热发电的工作过程水泥工业是一个高耗能行业，因为其工艺特性，在水泥生产过程中的窑头熟料冷却机和窑尾预热器有大量的350℃以下的废热气不能被完全利用，其浪费的热量约占系统总热量的35%左右，因此，利用这些余热来进行发电或供热对企业与国家都十分有益的。

水泥余热发电的工作过程是：余热锅炉利用水泥回转窑窑头和窑尾的废热作为原料，使余热锅炉产生低压蒸汽，蒸汽进入汽轮机驱动发电机发电。

这样窑头和窑尾的废热得到了有效利用，一来可以大大降低工厂用电，使制造水泥的成本下降，二来减少了废热用CO2等气体的排放，环境污染得到了有效的改善。

水泥厂余热工艺流程为——两台高效余热锅炉，AQC锅炉和SP锅炉将水泥生产过程中随废气排放出的热能吸收，产生压力为25Kg／cm2、温度为335℃~350℃、蒸发量为31.1t／h的过热蒸汽及二级低压饱和蒸汽并进入汽轮机，进行能量转换，拖动发电机向电网输送电力。

SP锅炉为强制循环、烟气流向为水平、管程流向为垂直、管列形式为循排、传热管为光管、除灰装置为振打系统；AQC锅炉为自然循环、烟气自上而下、管程流向为水平、管列形式为错排、传热管为螺旋翅管、除灰装置为吹灰器。

第三节应用和推广前景新型干法水泥窑配套余热发电装置在技术上可行，充分利用了水泥生产过程中产生的大量废气余热进行动力回收，余热回收过程中对水泥生产过程没有大的影响。

如海螺水泥公司08、09年的业绩增长中技术进步因素（余热发电）起到很大作用，基于煤炭等价格持续上涨压力下的成本控制效应已经相对有限，公司业绩增速在逐步回归平稳态势。

随着我国实施产业结构调整战略，在陆续淘汰众多的小水泥厂而新建干法水泥生产主线的过程中，水泥余热发电设备具有很好的推广前景。

第三章集散控制系统(DCS)简介DCS (Distributed Control System) ，即所谓的分布式控制系统，或称集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。

在系统功能方面，DCS 和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。

第一节DCS网络DCS的系统网络，是DCS的基础和核心。

由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。

对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。

这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。

因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数bps，而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。

系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。

为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。

这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。

在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。