石灰石濕法煙氣脫硫控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 論 文（畢業(yè)設(shè)計(jì)）題 目： 火電廠石灰石濕法脫硫控制技術(shù) 所屬系部： 電子工程系 專業(yè)班級(jí)： 電氣自動(dòng)化技術(shù)12-1 學(xué)生姓名： 王霄飛 指導(dǎo)教師： 苗國(guó)耀 2015 年 06月 11 日畢業(yè)論文（實(shí)習(xí)報(bào)告）任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名:王霄飛專業(yè)班級(jí)：電氣自動(dòng)化技術(shù)12級(jí)1班 所屬系部：電子工程系 題目：火電廠石灰石濕法脫硫控制技術(shù)任務(wù)內(nèi)容：斷路器的設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)背景 灰石濕法煙氣脫硫是目前工藝較為成熟、應(yīng)用最廣泛的脫硫工藝，其脫硫過(guò)程是氣液反應(yīng)，反應(yīng)速度快、脫硫效率高，綜合經(jīng)濟(jì)性能較好，在國(guó)內(nèi)電廠脫硫工藝中被廣泛應(yīng)用。在煙氣脫硫系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否恰

2、當(dāng)直接影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行，甚至影響主機(jī)系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文設(shè)計(jì)的脫硫控制系統(tǒng)有完善的熱工模擬量控制，并且各項(xiàng)功能在DCS系統(tǒng)中統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)。 首先簡(jiǎn)要介紹了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)及其控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、主要工藝設(shè)備、工藝流程及原理。接著對(duì)脫硫控制系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和研究，主要包括自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、聯(lián)鎖保護(hù)條件設(shè)計(jì)等。最后，對(duì)脫硫重要儀表進(jìn)行了選型和設(shè)計(jì)。本文對(duì)煙氣脫硫工程的自動(dòng)化控制給出完整、詳細(xì)的分析和方案。通過(guò)國(guó)產(chǎn)的HOLLiAS-MACS系統(tǒng)以達(dá)到煙氣脫硫項(xiàng)目的自動(dòng)化控制。二、論文撰寫(xiě)要求：1、按所學(xué)專業(yè)選題，要立意求新，實(shí)用可行。2、論文觀點(diǎn)鮮明正確，中心突出

3、，論據(jù)充足可靠，層次分明，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性強(qiáng)。注意避免單純羅列資料或數(shù)據(jù)，忽視論證分析的情況；避免寫(xiě)成描述性的記敘文章。3、學(xué)生應(yīng)獨(dú)立完成論文寫(xiě)作，嚴(yán)禁抄襲他人之作，嚴(yán)禁請(qǐng)人代寫(xiě)。4、論文交稿時(shí)，要求字跡工整，卷面清潔。文前列出目錄，文后列出參考文獻(xiàn)清單。5、論文應(yīng)表述自己的獨(dú)立見(jiàn)解，盡量避免照搬照抄書(shū)中語(yǔ)句。6、論文一律用統(tǒng)一的論文稿紙撰寫(xiě)，并將封面、任務(wù)書(shū)填寫(xiě)齊全。三、 時(shí)間安排：2014.12-2015.01 查找資料、搜集相關(guān)素材；2015.01-2015.02 完成所需課題的分析；2015.02-2015.03 完成大致的初步設(shè)計(jì)，確定所要采取的方案；2015.03-2015.05

4、圍繞方案撰寫(xiě)設(shè)計(jì)論文，解決過(guò)程中錯(cuò)遇到的困惑；2015.05-2015.06 完成自己所撰寫(xiě)的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2015.06- 2015.6.11 整理自己所撰寫(xiě)的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，根據(jù)導(dǎo)師要求，完善畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。四、 參考資料：1鄭喧.基于PLC的火電廠煙氣脫硫控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).現(xiàn)代電子技 術(shù),2011,19: 173-175,1802岳濤,莊德安,楊明珍,等.我國(guó)燃煤火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀.能源研究與信息, 2010,3: 125-1293周屈蘭,徐通模,惠世恩.我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的濕法脫硫技術(shù)及其應(yīng)用.動(dòng)力工程,2009,26(2): 261-2634戈黎紅,王琳.提高煙氣脫硫DCS控制水平

5、的方法.發(fā)電設(shè)備, 2010,7(3): 210-2125辛玲玲,張建江,周水琴.自動(dòng)控制技術(shù)在火電廠煙氣濕法脫硫中的應(yīng)用.中國(guó)電力, 2011,10(8): 75-786任如山,黃學(xué)敏,石發(fā)恩,等.濕法煙氣脫硫技術(shù)研究進(jìn)展.工業(yè)安全與環(huán)保,2010,6: 14-15指導(dǎo)教師簽字： 教研室主任簽字:年 月 日年 月 日畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)）評(píng)審表學(xué)生姓名：王霄飛專業(yè)班級(jí)：電氣自動(dòng)化技術(shù)12-1 所屬系部：電子工程系題 目：火電廠石灰石濕法脫硫控制技術(shù)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ): 初評(píng)成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日評(píng)審小組意見(jiàn)： 評(píng)審小組成員簽字： 年 月 日終評(píng)成績(jī)：目錄1 緒 論11.1 選題背景及意義

6、12 火電廠脫硫系統(tǒng)的工藝原理22.1石灰石石膏濕法脫硫工藝流程22.2 吸收系統(tǒng)32.2.2工藝水系統(tǒng)和排放系統(tǒng)82.3脫硫系統(tǒng)運(yùn)行控制方式92.3.1 啟動(dòng)102.3.2停運(yùn)112.3.3 緊急停運(yùn)132.3.4 變負(fù)荷運(yùn)行142.3.5 裝置和設(shè)備保護(hù)措施153 FGD系統(tǒng)的DCS控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)163.1煙氣系統(tǒng)控制163.2石灰石漿液制備系統(tǒng)控制173.3 石灰石漿液濃度控制183.4石灰石漿液箱液位控制193.5石膏脫水系統(tǒng)控制203.6 FGD系統(tǒng)儀表選型及影響因素213.7 流程總圖233.8 MACSV系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)243.8.1數(shù)據(jù)庫(kù)總控工程建立243.9本章小結(jié)274結(jié) 論2

7、8參考文獻(xiàn)29摘要：石灰石濕法煙氣脫硫是目前工藝較為成熟、應(yīng)用最廣泛的脫硫工藝，其脫硫過(guò)程是氣液反應(yīng)，反應(yīng)速度快、脫硫效率高，綜合經(jīng)濟(jì)性能較好，在國(guó)內(nèi)電廠脫硫工藝中被廣泛應(yīng)用。在煙氣脫硫系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否恰當(dāng)直接影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行，甚至影響主機(jī)系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文設(shè)計(jì)的脫硫控制系統(tǒng)有完善的熱工模擬量控制，并且各項(xiàng)功能在DCS系統(tǒng)中統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)。 首先簡(jiǎn)要介紹了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)及其控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、主要工藝設(shè)備、工藝流程及原理。接著對(duì)脫硫控制系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和研究，主要包括自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、聯(lián)鎖保護(hù)條件設(shè)計(jì)等。最后，對(duì)脫硫重要儀表

8、進(jìn)行了選型和設(shè)計(jì)。本文對(duì)煙氣脫硫工程的自動(dòng)化控制給出完整、詳細(xì)的分析和方案。通過(guò)國(guó)產(chǎn)的HOLLiAS-MACS系統(tǒng)以達(dá)到煙氣脫硫項(xiàng)目的自動(dòng)化控制。 關(guān)鍵詞：石灰石 濕法脫硫 脫硫控制1 緒 論1.1 選題背景及意義近年來(lái)，人民物質(zhì)生活水平逐步提高，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。它不但關(guān)系著人民群眾的生活環(huán)境、身體健康，而且還影響國(guó)家的形象，甚至制約國(guó)家和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。二氧化硫是眾多大氣污染源中最主要的污染源。我國(guó)是燃煤大國(guó)，一直以來(lái)，煤炭占據(jù)一次能源的消費(fèi)總量很高，而且呈不斷增長(zhǎng)趨勢(shì)。隨著煤炭消費(fèi)的不斷增長(zhǎng)，燃煤所排放的污染物二氧化硫也不斷增加，導(dǎo)致我國(guó)酸雨和二氧化硫污染日益嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，

9、2007年我國(guó)原煤總產(chǎn)量為25.23億噸，其中用于火力發(fā)電的燃煤高達(dá)12.82億噸，電煤占據(jù)當(dāng)年原煤總產(chǎn)量的近51%。因此，控制火電廠二氧化硫的排放，對(duì)改善大氣環(huán)境質(zhì)量，保障人民群眾身體健康，促進(jìn)火電廠可持續(xù)發(fā)展顯得特別重要。對(duì)于二氧化硫的排放控制，我國(guó)環(huán)保部門(mén)先后出臺(tái)了各種的措施和辦法，要求新建的電廠隨同主機(jī)組同步安裝脫硫設(shè)施，已建電廠須對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造,增設(shè)脫硫裝置，從而保證二氧化硫排放量達(dá)到國(guó)家規(guī)定的最高允許排放限值，以減少其對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重污染。另外，國(guó)家對(duì)燃煤電廠脫硫減排情況定期進(jìn)行環(huán)保核查，并據(jù)此執(zhí)行脫硫電價(jià)政策。針對(duì)在核查中發(fā)現(xiàn)的脫硫系統(tǒng)停運(yùn)、脫硫效率不達(dá)標(biāo)的企業(yè)，將嚴(yán)格執(zhí)行脫

10、硫電價(jià)扣減以及處罰規(guī)定，并且足額征收二氧化硫排污費(fèi)。國(guó)家環(huán)保減排規(guī)定和環(huán)保核查要求越來(lái)越嚴(yán)格，脫硫設(shè)施數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)是否準(zhǔn)確、脫硫設(shè)備控制情況是否穩(wěn)定，將決定著環(huán)境控制的質(zhì)量管理以及總量控制。國(guó)家環(huán)保部規(guī)定，所有脫硫設(shè)施必須安裝分散式控制系統(tǒng)(DCS系統(tǒng))，用以實(shí)時(shí)監(jiān)控脫硫系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況。要求DCS系統(tǒng)能隨機(jī)調(diào)閱脫硫設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及歷史趨勢(shì)，相關(guān)數(shù)據(jù)必須至少保存六個(gè)月以上。分散控制系統(tǒng)是當(dāng)前控制技術(shù)領(lǐng)域的重要控制方式，它的最大優(yōu)點(diǎn)是信息處理快速，計(jì)算和邏輯處理準(zhǔn)確性和可靠性比較高，信息存儲(chǔ)方式靈活多樣，存儲(chǔ)容量較大，而且存儲(chǔ)的信息易于傳遞。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，分散控制系統(tǒng)也越來(lái)越完善。關(guān)于脫硫

11、設(shè)備的分散控制系統(tǒng)選型，應(yīng)該遵循成熟、可靠的原則，控制系統(tǒng)必須具備數(shù)據(jù)來(lái)集與處理、自動(dòng)控制、保護(hù)、聯(lián)鎖等多項(xiàng)功能5。2 火電廠脫硫系統(tǒng)的工藝原理2.1石灰石石膏濕法脫硫工藝流程石灰石-石膏法脫硫裝置的工藝圖如圖2-1，其主要包括煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)等。石灰石漿液通過(guò)噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個(gè)斷面。這些液滴與塔內(nèi)煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的SO2、SO3及HCl、HF 被吸收。SO2吸收產(chǎn)物的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏。為了維持石灰石漿液的pH值恒定并減少石灰石耗量，石灰石被連續(xù)加入吸

12、收塔，同時(shí)吸收塔內(nèi)攪拌器、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地?cái)噭?dòng)，以加快石灰石在漿液中的均布和溶解。圖2.1 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝流程圖2.2 吸收系統(tǒng)如圖2-2，吸收系統(tǒng)是FGD的核心裝置，煙氣中的SO2在吸收塔內(nèi)與石灰石漿液進(jìn)行接觸，SO2被吸收生成CaSO3，在氧化空氣和攪拌器的作用下最終生成石膏，產(chǎn)生的石膏漿液通過(guò)石膏漿液排出泵抽出，送至石膏水力旋流器濃縮，濃縮后的石膏漿液再送至二級(jí)脫水系統(tǒng)。主要設(shè)備是：圖2.2 吸收系統(tǒng)1、吸收塔（以噴淋吸收塔為例）噴淋吸收塔又稱空塔或噴淋塔，塔內(nèi)不減少、結(jié)垢可能性小，阻力低，是濕法脫硫FGD裝置的主流塔形，通常采用煙氣與漿液逆流接觸方式布置。漿液

13、噴淋系統(tǒng)包括噴淋組件及噴嘴。一個(gè)噴淋層由帶連接支管的母管制漿液分布管道和噴嘴組成，噴淋組件及噴嘴的布置設(shè)計(jì)對(duì)稱、均勻，覆蓋吸收塔的橫截面，并達(dá)到要求的噴淋漿液覆蓋率，使吸收漿液與煙氣充分接觸，從而保證在適當(dāng)?shù)囊簹獗认驴煽康貙?shí)現(xiàn)95%的脫硫效率，且在吸收塔的內(nèi)表面不產(chǎn)生結(jié)垢。噴嘴是噴淋吸收塔的關(guān)鍵設(shè)備之一。一般脫硫漿液的入口壓力為0.05-0.2MPa，流量為30-170m3/h，噴嘴噴霧角為90°左右，大部分液滴直徑為500-3000m，并要求盡量均勻。噴嘴噴出的液滴的直徑小、比表面積大、傳質(zhì)效果好、在噴霧區(qū)停留時(shí)間長(zhǎng)，均有利于提高脫硫接的利用率。吸收塔頂部布置有放空閥，正常運(yùn)行時(shí)該

14、閥是關(guān)閉的。當(dāng)FGD裝置走旁路或停運(yùn)時(shí)，放空閥開(kāi)啟以排除塔內(nèi)的濕氣，消除吸收塔氧化風(fēng)機(jī)還在運(yùn)行時(shí)或停運(yùn)后冷卻下來(lái)時(shí)產(chǎn)生的與大氣的壓差。2、吸收塔漿液循環(huán)泵 漿液循環(huán)系統(tǒng)采用單元制設(shè)計(jì)，每個(gè)噴淋層配一臺(tái)漿液循環(huán)泵，每臺(tái)吸收塔配三或四臺(tái)漿液循環(huán)泵，由于漿液循環(huán)泵的運(yùn)行介質(zhì)為低pH值漿液，且含有固體顆粒，因此必須進(jìn)行防腐耐磨設(shè)計(jì)。一般在循環(huán)泵前裝設(shè)有不銹鋼濾網(wǎng)，可以防止塔內(nèi)沉淀物吸入泵體而造成泵的堵塞和損壞。3、除霧器 除霧器是FGD的關(guān)鍵設(shè)備，其性能直接影響到濕法FGD系統(tǒng)能否連續(xù)可靠運(yùn)行。當(dāng)帶有液滴的煙氣進(jìn)入除霧器通道時(shí)，由于流線的偏折，在慣性的作用下煙氣實(shí)現(xiàn)液氣分離，部分液滴撞擊在除霧器葉片上

15、被捕集下來(lái)。除霧器故障會(huì)造成脫硫系統(tǒng)停運(yùn)，因此，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和使用除霧器對(duì)保證FGD系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著非常重要的意義。4、氧化空氣系統(tǒng) 氧化空氣系統(tǒng)包括氧化風(fēng)機(jī)，氧化裝置（氧化空氣分布網(wǎng)、氧化噴槍）等。在濕法脫硫工藝中自然氧化和強(qiáng)制氧化，二者主要區(qū)別在于是否向吸收塔注入墻紙氧化空氣。自然氧化工藝中不通入強(qiáng)制氧化空氣，吸收漿液中的SO2有少量在吸收區(qū)被煙氣中的氧氣氧化；強(qiáng)制氧化是向吸收塔內(nèi)的氧化區(qū)噴入空氣，促使可溶性亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽，控制結(jié)垢，最終結(jié)晶生成石膏。 氧化裝置一般有兩種布置方式，即管網(wǎng)式和噴槍式。5、吸收塔攪拌器 吸收塔攪拌器水平徑向布置在吸收塔下部，一般為34個(gè)，其作用使?jié){液

16、保持在流動(dòng)狀態(tài)，石灰石顆粒也均勻懸浮狀態(tài)，保證漿液對(duì)SO2的吸收和氧化。 如圖2-3，采用石灰石濕磨制漿時(shí)，一般要求漿液中90%的石灰石粒徑小于或等于250目（63m）。用車將石灰石（粒徑小于或等于20）送入卸料斗，經(jīng)給料機(jī)、斗式提升機(jī)送入石灰石貯藏內(nèi)，再由稱重給料機(jī)送到濕式球磨機(jī)磨成漿液，石灰石漿液用泵輸送到水力旋流器經(jīng)分流，大尺寸物料再循環(huán)，合格的溢流存儲(chǔ)于石灰石漿液箱中，而后經(jīng)石灰石漿液泵送至吸收塔。圖2.3 制漿系統(tǒng)石灰石濕磨制漿系統(tǒng)主要包括卸料斗、石灰石貯存、石灰石輸送機(jī)、承重給料機(jī)、石灰石磨機(jī)、磨機(jī)漿液循環(huán)泵，磨機(jī)再循環(huán)箱、水力旋流器、石灰石漿液箱、石灰石漿液泵及石灰石漿液箱攪拌器

17、等。磨機(jī)一般選用濕式球磨機(jī)。電動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器與球磨機(jī)小齒輪連接，驅(qū)動(dòng)球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)。潤(rùn)滑系統(tǒng)包括低壓油潤(rùn)滑系統(tǒng)和高壓油潤(rùn)滑系統(tǒng)。低壓油潤(rùn)滑系統(tǒng)通過(guò)低壓液壓泵向球磨機(jī)兩端的齒輪箱噴淋潤(rùn)滑油，對(duì)傳動(dòng)齒輪進(jìn)行潤(rùn)滑和降溫；高壓油潤(rùn)滑系統(tǒng)則通過(guò)高壓液壓泵打向球磨機(jī)兩端的軸承，并將磨機(jī)軸頂起。來(lái)自球磨機(jī)軸承的有再打回油箱，油箱設(shè)有加熱器，用以提高油溫，降低粘度，從而保證油具有良好的流動(dòng)性。低壓油潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)有水冷卻系統(tǒng)，可降低低壓潤(rùn)滑油的溫度，防止球磨機(jī)齒輪和軸承等轉(zhuǎn)到部件溫度過(guò)高。齒輪噴淋裝置當(dāng)主電動(dòng)機(jī)工作時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，主電動(dòng)機(jī)停止時(shí)自動(dòng)停止。每臺(tái)球磨機(jī)配置一組石灰石漿液旋流器，該旋流器用于球磨機(jī)出口石灰石漿液

18、的分離。分離后的溢流漿液（濃度控制在25wt%-30wt%，密度為1250kg/m3）直接進(jìn)入石漿箱，底流返回球磨機(jī)繼續(xù)研磨。石灰石漿箱液位和濃度通過(guò)石灰石和水的流量來(lái)調(diào)節(jié)。為了維持石灰石漿箱中液位和漿液濃度，應(yīng)控制向石灰石漿液箱的石灰石漿液補(bǔ)充工藝水和過(guò)濾水。石灰石漿箱的漿液濃度通過(guò)維持石灰石和過(guò)濾水的比率保持恒定。2.2.1石膏脫水系統(tǒng) 石膏脫水系統(tǒng)的作用是脫除石膏漿液中的水分以方便存儲(chǔ)及外運(yùn)脫除的水分返回至吸收塔或吸收劑制備系統(tǒng)重復(fù)利用以節(jié)約用水量。石膏脫水系統(tǒng)分為一級(jí)脫水系統(tǒng)和二級(jí)脫水系統(tǒng)。1、一級(jí)脫水系統(tǒng) 在吸收塔內(nèi)于SO2反應(yīng)生成的石膏晶體被石膏漿液排出泵送至石膏旋流器中進(jìn)行初步分

19、離，以保證吸收塔內(nèi)密度維持在設(shè)定值（一般為1070-1110kg/m3）。由吸收塔來(lái)密度在15wt%左右的漿液經(jīng)過(guò)石膏旋流器中初步分離后，頂流濃度為3wt%-4wt%，底流濃度通常為50wt%。石膏旋流器底流漿液送至緩沖箱，一部分返回吸收塔，另一部分則由泵送至廢水旋流器進(jìn)行處理。a、石膏漿液排出泵 石膏漿液排出泵一般采用離心泵，且設(shè)有變頻器裝置，主要作用是將濃度在15wt%左右的漿液送至石膏旋流器中初步脫水。通過(guò)變頻裝置調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，以恒定石膏旋流器的入口壓力。當(dāng)FGD系統(tǒng)檢修時(shí)，石膏漿液排出泵將吸收塔內(nèi)的漿液送至事故漿液箱。 石膏漿液排出泵的管道上設(shè)有兩臺(tái)pH計(jì)和兩臺(tái)密度計(jì)，并分別將pH值和

20、密度值送至脫硫分布式控制系統(tǒng)（DCS）畫(huà)面上。 石膏漿液排出泵管道上設(shè)有回流管，部分石膏漿液回收再循環(huán)。b、石膏旋流器 石膏旋流器主要是用于分離及分類顆粒物。當(dāng)帶有壓力的石膏漿液進(jìn)入旋流器后，在強(qiáng)制離心沉降的作用下，大小顆粒實(shí)現(xiàn)分離。旋流器的進(jìn)口起導(dǎo)流作用，減弱因流向改變產(chǎn)生的紊流擾動(dòng)，柱體部分為預(yù)分離區(qū)，大小顆粒受離心力的不同而由外向內(nèi)分散在不同的軌跡，為后期的分離提供條件；錐體部分為主分離區(qū)，石膏漿液受減縮的器壁的影響，逐漸形成內(nèi)、外旋流，大小顆粒之間實(shí)現(xiàn)分離；溢流口和底流口分別將溢流和底流水力導(dǎo)出，并防止二者之間的摻混。 石膏旋流器的工作壓力一般為0.2MPa左右，入口壓力越大，則溢出部

21、分漿液的顆粒就越?。煌ㄟ^(guò)改變石膏旋流器的沉砂嘴直徑就也可變換旋流器頂流（底流）的漿液量及濃度。因此，通過(guò)上面所述的兩種方式可以提高石膏旋流器的分級(jí)效率。 石膏旋流器底流中，合格的石膏漿液送至石膏漿液箱，不合格的石膏漿液則返回吸收塔進(jìn)一步結(jié)晶。c、廢水旋流器 廢水旋流器工作原理類似于石膏旋流器。石膏旋流器的頂流漿液部分送至廢水旋流器，廢水旋流器的底流漿液送至吸收塔，廢水旋流器的頂流部分漿液送至廢水箱，含有廢棄成分的廢水再經(jīng)廢水泵送至廢水處理系統(tǒng)。2、二級(jí)脫水系統(tǒng) 石膏旋流器底流漿液通過(guò)魚(yú)尾形進(jìn)料口輸送到真空皮帶脫水機(jī)，均勻地分布在皮帶機(jī)的濾布上，依靠真空吸力和重力在運(yùn)轉(zhuǎn)的濾布上形成石膏餅。石膏漿

22、液中的水分沿程被逐漸吸出，含固量為90wt%的石膏餅則由運(yùn)轉(zhuǎn)的濾布輸送到皮帶機(jī)的頭部（驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)一端），卸料托改變?yōu)V布轉(zhuǎn)向，石膏餅在重力的作用下落入石膏倉(cāng)。轉(zhuǎn)向后的濾布被濾布沖洗噴嘴清洗干凈后又轉(zhuǎn)回到石膏漿液進(jìn)料口的下部，開(kāi)始新的脫水循環(huán)。濾液被收集到濾液水箱重復(fù)利用（返回吸收塔或用于石灰石漿液制備系統(tǒng)用水），從脫水機(jī)吸來(lái)的空氣經(jīng)真空泵排到大氣中。a、 真空皮帶脫水機(jī) 真空皮帶脫水機(jī)由脫水皮帶、皮帶滾筒、脫水電動(dòng)機(jī)、皮帶和濾布支撐托、真空盤(pán)、濾布、濾布張緊裝置、濾布糾偏裝置、限位開(kāi)關(guān)、拉線開(kāi)關(guān)盒急停按鈕和進(jìn)料口。b、 水環(huán)真空泵 水環(huán)真空泵是進(jìn)行石膏漿液脫水的動(dòng)力設(shè)備。真空泵工作時(shí)，因偏心葉輪

23、的轉(zhuǎn)動(dòng)，泵體和葉輪之間形成月牙形空腔，產(chǎn)生負(fù)壓。在負(fù)壓的作用下，石膏漿液的游離水隨抽吸的空氣一起經(jīng)皮帶機(jī)真空箱進(jìn)入濾液回流母管，然后切向進(jìn)入氣水分離器。在氣水分離器內(nèi)，由于氣體和液體不同的離心作用發(fā)生分離，空氣又真空泵排到大氣，水在重力的作用下進(jìn)入濾液箱。圖2.4 石膏脫水系統(tǒng)流程圖2.2.2工藝水系統(tǒng)和排放系統(tǒng)1、工藝水系統(tǒng)FGD的工藝水一般來(lái)自電廠循環(huán)水，也可以深井水及灰場(chǎng)回水（取決于水中氯離子、硫酸根離子和雜質(zhì)含量）。a、 工藝水主要用途（1） 補(bǔ)充煙氣攜帶、廢水排放、石膏攜帶水而造成的水損失。（2） 除霧器沖洗及維持吸收塔正常液位的補(bǔ)充水。（3） 各設(shè)備及管道的沖洗、各設(shè)備的密封及冷卻

24、水。（4） 石灰石漿液制備系統(tǒng)補(bǔ)水。（5） 氧化空氣增濕冷卻水。b、 工藝水系統(tǒng)的組成工藝水系統(tǒng)主要包括：工藝水箱（該工藝水箱設(shè)計(jì)要確保FGD裝置安全運(yùn)行）、工藝水泵及除霧器沖洗水泵。2、排放系統(tǒng) 漿液排放系統(tǒng)主要包括漿液箱（罐）和地坑系統(tǒng)。 事故漿液箱用于臨時(shí)儲(chǔ)存吸收塔內(nèi)的漿液。當(dāng)FGD裝置檢修或發(fā)生故障而需要排空吸收塔內(nèi)漿液時(shí)，吸收塔漿液由石膏排出泵排至事故漿液箱。通過(guò)事故漿液泵，漿液可以從事故漿液箱返回吸收塔。事故漿液箱則設(shè)有攪拌器和事故漿液泵。 地坑系統(tǒng)有吸收塔區(qū)地坑、石灰石漿液制備系統(tǒng)地坑及石膏脫水地坑，其用于儲(chǔ)存FGD裝置的各類漿液，包括設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備故障、取樣、沖洗過(guò)程中產(chǎn)生的漿

25、液。地坑系統(tǒng)主要設(shè)備有攪拌器和地坑泵。2.3脫硫系統(tǒng)運(yùn)行控制方式啟動(dòng)前檢查啟動(dòng)工藝水、除霧器沖洗系統(tǒng)啟動(dòng)空氣壓縮系統(tǒng)啟動(dòng)石灰石卸料系統(tǒng)啟動(dòng)吸收塔循環(huán)系統(tǒng)：吸收塔配晶種、排放系統(tǒng)、氧化系統(tǒng)、石膏排出系統(tǒng)、循環(huán)泵系統(tǒng)、給漿泵自投啟動(dòng)制漿系統(tǒng)啟動(dòng)石灰石給漿系統(tǒng)投入除霧器自動(dòng)沖洗程序啟動(dòng)石膏旋流系統(tǒng)啟動(dòng)煙氣系統(tǒng)、增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)石膏輸出系統(tǒng)啟動(dòng)真空皮帶脫水系統(tǒng)結(jié)束圖2.5 FGD的主要啟動(dòng)步驟2.3.1 啟動(dòng)對(duì)于啟動(dòng)運(yùn)行，脫硫系統(tǒng)必須根據(jù)主機(jī)制定一套狀態(tài)順序表，根據(jù)順序表操作脫硫系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行程序。啟動(dòng)運(yùn)行流程如圖2-5：（1）啟動(dòng)前的運(yùn)行準(zhǔn)備和檢查啟動(dòng)前的運(yùn)行準(zhǔn)備和檢查包括由于停運(yùn)檢修或其它原因而長(zhǎng)期

26、完全停運(yùn)后啟動(dòng)脫硫系統(tǒng)裝置所需的檢驗(yàn)、檢查和準(zhǔn)備過(guò)程。（2）公用系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行啟動(dòng)公用管路使公用系統(tǒng)為啟動(dòng)脫硫系統(tǒng)各設(shè)備做好準(zhǔn)備。（3）漿液進(jìn)入吸收塔和箱罐并形成循環(huán)長(zhǎng)期停運(yùn)后，通常石膏漿液由漿液箱輸送到吸收塔，水由工藝水箱輸送到其它箱罐。待水和漿液輸送到吸收塔和各箱罐完成，各種泵投入運(yùn)行以形成循環(huán)。（4）啟動(dòng)脫硫系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前啟動(dòng)“進(jìn)煙”程序，旁路擋板和進(jìn)/出口擋板首先打開(kāi)，隨后增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)并升至通過(guò)吸收塔和旁路煙道的循環(huán)煙氣量為大約 30負(fù)荷的工況。啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)，鍋爐開(kāi)始運(yùn)行。當(dāng)鍋爐達(dá)到約 30負(fù)荷后，旁路擋板關(guān)閉，所有煙氣均通過(guò)脫硫系統(tǒng)。（5）控制儀表的調(diào)整當(dāng)煙氣流通后，檢查控制儀表，如溫

27、度計(jì)、漿液流量計(jì)和液位計(jì)，使其維持在正常運(yùn)行工況。（因?yàn)閜H值控制儀影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行性能，所以必須仔細(xì)校驗(yàn)顯示其輸入量和輸出量）。調(diào)整好控制儀表后，脫硫系統(tǒng)就進(jìn)入平穩(wěn)的正常2.3.2停運(yùn)脫硫系統(tǒng)停運(yùn)流程如圖2-6（1）煙道停運(yùn)準(zhǔn)備長(zhǎng)期停運(yùn)要進(jìn)行以下操作：a.將每一個(gè)漿池排空；b.吸收塔反應(yīng)池的液位降至低液位。當(dāng)漿池收集的漿液或吸收塔排出的漿液流量增加時(shí)，進(jìn)入上層箱的流量可增加以響應(yīng)這些變化，排出漿液的流量設(shè)定應(yīng)作適當(dāng)改變；c.如果裝置有固有的全自動(dòng)停運(yùn)系統(tǒng)，需首先檢查順序停運(yùn)的操作模式。（2）循環(huán)漿液切除和箱罐的放空箱罐放空時(shí)泵和管路停運(yùn)，打開(kāi)箱罐的放空閥將漿液排放到排水坑內(nèi)，使用沖洗水將殘

28、留在底部的漿液沖洗干凈。（3）公用設(shè)備停運(yùn)檢查并確認(rèn)不再需要的公用設(shè)備，并順序停運(yùn)。因停運(yùn)檢修的需要，可使清潔用的服務(wù)水系統(tǒng)和設(shè)備保持運(yùn)行。停止煙氣系統(tǒng)、停止GGH及增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)根據(jù)吸收塔密度情況停止石膏旋流器系統(tǒng)停止除霧器自動(dòng)沖洗系統(tǒng)根據(jù)石灰石倉(cāng)料位情況停止石灰石卸料系統(tǒng)根據(jù)石膏漿液箱液位情況停止石膏輸出系統(tǒng)石灰石給漿調(diào)節(jié)閥關(guān)到零根據(jù)石灰石漿箱液位情況停止制漿系統(tǒng)停止真空皮帶脫水系統(tǒng)停止吸收塔循環(huán)系統(tǒng)：氧化風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、循環(huán)泵系統(tǒng)、石膏排出系統(tǒng)停止石灰石給漿系統(tǒng)如果吸收塔排空，根據(jù)吸收塔液位情況，停止攪拌器及排出系統(tǒng)停止壓縮空氣系統(tǒng)停止工藝水、除霧器沖洗系統(tǒng)結(jié)束圖2.6 FGD系統(tǒng)停止2.3.3

29、 緊急停運(yùn)（1） 聯(lián)鎖保護(hù)命令能在各種導(dǎo)致緊急停運(yùn)的情況下發(fā)揮作用，以保護(hù)機(jī)組的安全。當(dāng)聯(lián)鎖保護(hù)工作時(shí)，或者運(yùn)行人員根據(jù)自己的判斷實(shí)施緊急停運(yùn)時(shí)，重要的是緊密結(jié)合主機(jī)情況，準(zhǔn)確掌握形勢(shì)，判斷事故原因和規(guī)模，快速采取對(duì)策。（2） 緊急停運(yùn)后的措施如果脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)緊急停運(yùn)，查清事故原因及其規(guī)模，根據(jù)情況操作脫硫系統(tǒng)裝置。如有必要，進(jìn)行復(fù)位工作，并與脫硫系統(tǒng)相連的有關(guān)部分保持緊密聯(lián)系。如果復(fù)位需要很長(zhǎng)時(shí)間，須將脫硫系統(tǒng)設(shè)為長(zhǎng)期停運(yùn)狀態(tài)。（3） 緊急停運(yùn)后的重新啟動(dòng)在確認(rèn)緊急停運(yùn)的原因消除后，脫硫系統(tǒng)可重新啟動(dòng)并準(zhǔn)備通煙。脫硫系統(tǒng)可按照正常啟動(dòng)操作重新啟動(dòng)。將脫硫系統(tǒng)設(shè)置為中期停運(yùn)狀態(tài)，重新設(shè)置緊急停

30、運(yùn)狀態(tài)，操作脫硫系統(tǒng)通煙，并保持與主機(jī)的緊密聯(lián)系。2.3.4 變負(fù)荷運(yùn)行（1）脫硫系統(tǒng)入口煙氣量脫硫系統(tǒng)入口煙氣條件如煙氣量及風(fēng)量隨鍋爐負(fù)荷變化而相應(yīng)變化。與煙氣量及風(fēng)量相應(yīng)地，旁路擋板門(mén)差壓控制為常數(shù)。旁路擋板門(mén)差壓控制系統(tǒng)采用的是前饋-反饋控制法。將用送至引風(fēng)機(jī)的需求信號(hào)作為前饋信號(hào)來(lái)控制升壓風(fēng)機(jī)。此外，旁路煙道的差壓將用作反饋信號(hào)?？刂粕龎猴L(fēng)機(jī)以保持并調(diào)節(jié)旁路煙道的差壓在0KPa左右。（2）吸收塔的液氣比隨鍋爐負(fù)荷的改變而改變，當(dāng)鍋爐負(fù)荷很低時(shí)，可以考慮停運(yùn)一臺(tái)循環(huán)泵，在不降低脫硫效率的情況下，節(jié)省耗電量。2.3.5 裝置和設(shè)備保護(hù)措施（1） 聯(lián)鎖保護(hù)引起的停運(yùn)脫硫系統(tǒng)由如表2-1所示的

31、保護(hù)回路（聯(lián)鎖保護(hù)）進(jìn)行保護(hù)，協(xié)調(diào)主機(jī)安全停運(yùn)脫硫系統(tǒng)。表2.1 FGD島聯(lián)鎖保護(hù)表項(xiàng)目聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作因子連鎖保護(hù)動(dòng)作后的操作備注FGD島聯(lián)鎖保護(hù)a.失電b.所有吸收塔循環(huán)泵停運(yùn)a.事故噴淋打開(kāi)，將停爐信號(hào)傳至主機(jī)側(cè)b.引風(fēng)機(jī)停運(yùn)c.FGD 島入口擋板關(guān)閉下列閥門(mén)短時(shí)打開(kāi)以保護(hù)吸收塔內(nèi)襯、除霧器等：吸收塔入口噴水閥FGD 島旁路擋板聯(lián)鎖保護(hù)a.鍋爐 MFTFGD 島繼續(xù)保持循環(huán)運(yùn)行狀態(tài)（2）非聯(lián)鎖保護(hù)引起的停運(yùn)脫硫系統(tǒng)對(duì)于下列故障不提供直接的聯(lián)鎖保護(hù)。在出現(xiàn)下列任何故障的情況下，檢查故障，實(shí)施脫硫系統(tǒng)停運(yùn)以保護(hù)設(shè)備，并保持與主機(jī)協(xié)調(diào)。1）石灰石制備系統(tǒng)故障如果由于石灰石制備系統(tǒng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致沒(méi)有

32、石灰石漿液輸送到吸收塔，將達(dá)不到要求的脫硫效率。在這種情況下，就必須停運(yùn)脫硫系統(tǒng)，并且使鍋爐停運(yùn)或調(diào)整主機(jī)負(fù)荷。2）儀用空氣管路故障（當(dāng)有儀用空氣控制系統(tǒng)時(shí)）如果儀用空氣失去，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥和自動(dòng)開(kāi)/關(guān)閥動(dòng)作保護(hù)脫硫，大多數(shù)情況下，需停運(yùn)脫硫系統(tǒng)。3）補(bǔ)給水管路故障問(wèn)題如果工藝水管路出現(xiàn)故障，工藝水就不能輸送到脫硫系統(tǒng)，致使不能提供密封水，每臺(tái)泵的密封部分短時(shí)內(nèi)就會(huì)受到損壞。在這種情況下，就必須停運(yùn)脫硫系統(tǒng)。4）冷卻水管路故障冷卻水主要供給大型輔助設(shè)備。冷卻水停供會(huì)引起輔助設(shè)備受損，在這種情況下，就必須停運(yùn)脫硫系統(tǒng)，并且使鍋爐停運(yùn)或調(diào)整主機(jī)負(fù)荷。5）電源線路故障問(wèn)題電源中心下游的電力供應(yīng)故障同樣會(huì)

33、導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)關(guān)閉。 3 FGD系統(tǒng)的DCS控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1煙氣系統(tǒng)控制煙氣系統(tǒng)涉及到機(jī)組的安全性，是整個(gè)FGD系統(tǒng)中最為重要的一個(gè)子系統(tǒng)，因此，煙氣系統(tǒng)的基本控制要求是保證機(jī)組的安全。原煙氣自引風(fēng)機(jī)引出，通過(guò)煙道到達(dá)FGD系統(tǒng)的原煙道。原煙氣通過(guò)原煙道到達(dá)增壓風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)前設(shè)有壓力信號(hào)和溫度信號(hào)。壓力信號(hào)主要作為調(diào)節(jié)增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度用溫度信號(hào)用來(lái)指示FGD入口煙溫，增壓風(fēng)機(jī)出口處設(shè)有壓力測(cè)點(diǎn)用來(lái)監(jiān)視增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況。原煙氣經(jīng)過(guò)增壓風(fēng)機(jī)后到達(dá)吸收塔，吸收塔入口設(shè)有溫度信號(hào)，溫度信號(hào)主要是保護(hù)吸收塔用，它與吸收塔出口煙氣溫度信號(hào)一起作用，以監(jiān)視吸收塔工作狀況。原煙氣經(jīng)過(guò)吸收塔的入口向上流動(dòng)穿

34、過(guò)噴淋層，煙氣被冷卻，煙氣中的SO被吸收。經(jīng)過(guò)噴淋洗滌的凈煙氣經(jīng)過(guò)除霧器脫除煙氣中攜帶的漿液霧滴后進(jìn)人煙囪。在煙囪兩側(cè)設(shè)有旁路擋板門(mén)，煙氣可以100通過(guò)旁路擋板門(mén)經(jīng)旁路煙道被旁路分離掉。脫硫系統(tǒng)也可通過(guò)旁路擋板門(mén)與旁路煙道分離。吸收塔入口的壓力的大小在很大程度上影響著SO2的吸收效率和系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行效率。如果吸收塔入口處的壓力過(guò)大，進(jìn)入塔內(nèi)的原煙氣流速過(guò)高，原煙氣與噴淋下來(lái)的吸收漿液接觸得不夠充分，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)還沒(méi)有進(jìn)行完全就沖出塔體，這樣就會(huì)造成脫硫效率降低的問(wèn)題。其次，如果吸收塔入口處的壓力過(guò)小，由于塔體內(nèi)有一定程度的阻力，這樣原煙氣流速過(guò)小，雖然反應(yīng)可能比較充分，但是整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行

35、浪費(fèi)很大,對(duì)節(jié)約資源不利，將造成系統(tǒng)的利用效率不高的問(wèn)題。增壓風(fēng)機(jī)為原煙氣通過(guò)吸收塔提供足夠的壓力，用以彌補(bǔ)煙氣流經(jīng)吸收塔的壓力損失。在增風(fēng)壓機(jī)的進(jìn)出口均設(shè)置了壓力變送器，用于調(diào)節(jié)增風(fēng)壓機(jī)導(dǎo)葉的開(kāi)度，將吸收塔入口處的煙氣靜壓控制在某設(shè)定值。為了優(yōu)化FGD入口壓力控制回路的調(diào)節(jié)性能，決定引入鍋爐負(fù)荷信號(hào)或鍋爐送風(fēng)量或引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)信號(hào)作為前饋信號(hào)，當(dāng)鍋爐負(fù)荷或送風(fēng)量變化時(shí)同步調(diào)節(jié)增壓風(fēng)機(jī)的出力，可以減少引風(fēng)機(jī)后至FGD入口段煙氣的壓力波動(dòng)，從而改善該控制回路的調(diào)節(jié)性能，減少該控制回路對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響。實(shí)際控制時(shí)，脫硫系統(tǒng)的煙氣流量與鍋爐煙氣流量是否平衡將反映在脫硫系統(tǒng)旁路擋板的差壓信號(hào)上，利用這一差

36、壓信號(hào)，通過(guò)PID調(diào)節(jié)不斷對(duì)增壓風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整和修正，使脫硫系統(tǒng)的進(jìn)煙量與鍋爐煙氣流量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。313.2石灰石漿液制備系統(tǒng)控制石灰漿液制備系統(tǒng)控制包括：漿液濃度控制子系統(tǒng)、漿液液位控制子系統(tǒng)，在SO2吸收控制過(guò)程中,控制量與被控量存在一定的相互耦合關(guān)系如圖4-3所示。煙氣脫硫過(guò)程的吸收系統(tǒng)工藝水補(bǔ)給量石灰漿液輸入量石膏漿液排放量漿液液位漿液pH值漿液濃度主要被控量主要控制量煙氣流量煙氣SO2含量煙氣流量主要干擾量圖2.7石灰石漿液制備系統(tǒng)控制3.3 石灰石漿液濃度控制本脫硫工程采用濕式鈣脫硫工藝，石灰劑加水，經(jīng)充分?jǐn)嚢?、熟化，制備成一定濃度的石灰漿液乳液。制備出的石灰漿液濃度為10

37、%-12%，在熟化池內(nèi)攪拌均勻，然后，通過(guò)脫硫劑供給泵分別送至氧化池及濃縮池溢流槽，最后匯流至PH調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)合適的PH值后，經(jīng)循環(huán)泵加壓供脫硫吸收塔噴淋凈化煙氣使用。為充分利用資源，設(shè)置有再循環(huán)管道可將石灰漿液送回石灰漿池34。石灰漿液的濃度直接影響吸收塔內(nèi)的反應(yīng)品質(zhì)，濃度過(guò)高或過(guò)低，對(duì)脫硫系統(tǒng)都不利。由于大滯后的特點(diǎn)，石灰漿液的調(diào)節(jié)控制存在一定困難，因而系統(tǒng)采用的方法是，先將石灰漿液濃度控制在適當(dāng)范圍，通過(guò)控制石灰漿液給料量流量的大小來(lái)控制脫硫的效率。石灰漿液給料量則根據(jù)鍋爐負(fù)荷，F(xiàn)GD裝置進(jìn)口和出口的SO2濃度及吸收塔漿液池內(nèi)的漿液PH值進(jìn)行控制。石灰漿液制備控制系統(tǒng)必須保證連續(xù)向吸收塔

38、供應(yīng)濃度合適、份量足夠的石灰漿液。通過(guò)石灰漿液密度測(cè)量的反饋信號(hào)修正進(jìn)水量進(jìn)行細(xì)調(diào)。通過(guò)將石灰石漿液濃度的測(cè)量值與設(shè)定值比較，偏差經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算后，來(lái)調(diào)節(jié)石灰石漿回水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而將石灰漿液濃度控制在設(shè)定值。石灰漿液濃度PID控制原理如圖4-4所示PID控制算法回水調(diào)節(jié)閥漿液濃度設(shè)定值輸出-圖2.8 石灰石漿液濃度控制3.4石灰石漿液箱液位控制在本脫硫系統(tǒng)中，設(shè)置有進(jìn)塔石灰漿液流量計(jì)與密度計(jì)，用于吸收塔內(nèi)石灰漿液補(bǔ)給量和密度的測(cè)量。為保證脫硫效率，鈣硫比基本鎖定在1.03左右，即57.7克CaO對(duì)應(yīng)64克SO235。圖2.9吸收塔漿液PH值、漿液箱液位、漿液濃度控制方案示意圖圖3.0石灰漿

39、液補(bǔ)充閉環(huán)控制3.5石膏脫水系統(tǒng)控制FGD系統(tǒng)中排污液由排漿泵送入氧化池吹氧氧化，生成石膏漿液，然后輸送至濃縮池，上清液回流至PH值調(diào)節(jié)池，石膏排出泵出口安裝有密度計(jì)測(cè)量石膏漿液密度，當(dāng)石膏漿液密度達(dá)到1246kg/m3時(shí)，石膏排出泵將石膏漿液送至石膏脫水系統(tǒng)，進(jìn)行脫水處理，得到含水量10%以下的石膏并送入石膏儲(chǔ)倉(cāng)。石膏餅厚度控制當(dāng)真空皮帶脫水機(jī)運(yùn)行時(shí),用一只超聲波物位檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)石膏餅厚度。測(cè)量值送入DCS控制系統(tǒng)，和石膏餅厚度設(shè)定值比較后，輸出一個(gè)控制信號(hào)來(lái)控制真空皮帶脫水機(jī)變頻器，使真空皮帶脫水機(jī)的轉(zhuǎn)速做出相應(yīng)調(diào)整36-40。石膏餅厚度控制框圖如圖4-7所示PI脫水變頻器脫水機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量厚

40、度 設(shè)定厚度-圖3.1石膏餅厚度控制3.6 FGD系統(tǒng)儀表選型及影響因素1、流量測(cè)量（1）煙氣流量測(cè)量煙氣流量測(cè)量采用“流速-面積”法，通過(guò)測(cè)量煙氣流速，由流速和測(cè)量煙道截面積計(jì)算得到。煙氣流速的測(cè)量主要有壓差法、超聲波法、熱傳導(dǎo)和時(shí)間差法等。煙氣流量測(cè)量一般要求煙道直管段長(zhǎng)度大于6倍的煙道當(dāng)量直徑，安裝位置前的直管段長(zhǎng)度不小于4倍的煙道當(dāng)量直徑，安裝位置后的直管段長(zhǎng)度不小于2倍的煙道當(dāng)量直徑。然而，F(xiàn)GD系統(tǒng)的煙道通常受現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件的限制，很難有這么長(zhǎng)的直管段，因而需對(duì)煙道中的流場(chǎng)進(jìn)行分析，選取最佳的測(cè)量位置，并采取多點(diǎn)、多狀態(tài)測(cè)量等方式確定修正參數(shù)，測(cè)量精度在5%左右。（2）漿液流量測(cè)量在

41、FGD系統(tǒng)中，石灰石漿液或石膏漿液有腐蝕，因此漿液流量的測(cè)量一般采用電磁流量計(jì)。電磁流量計(jì)的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。石灰石漿液多為液固混合相流體，密度范圍在1200-1400kg/m3之間。石灰石的漿液的導(dǎo)電率會(huì)隨密度的變化而變化，因此石灰石漿液的流量測(cè)量會(huì)受到密度的影響。2、漿液濃度測(cè)量石灰石漿濃度一般為20-30%，石膏漿的濃度一般為10-30%，在FGD系統(tǒng)主要采用科氏力質(zhì)量流量計(jì)來(lái)測(cè)量。因質(zhì)量流量計(jì)的價(jià)格隨著公稱直徑的增大而迅速增加，所以，通常是在需測(cè)量的管路上引出一段DN50的測(cè)量支管。質(zhì)量流量計(jì)安裝在漿液自下而上的垂直

42、管道上。3、pH值測(cè)量吸收塔中漿液pH值是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。pH值高有利于SO2的吸收但不利于石灰石的溶解，反之，則有利于石灰石的溶解而不利于SO2的吸收。為兼顧兩者的最佳水平，對(duì)于強(qiáng)制氧化的吸收塔，一般pH值控制在5-6范圍內(nèi)。通過(guò)調(diào)節(jié)加入吸收塔的新鮮石灰石漿流量來(lái)控制pH值。吸收塔漿液的pH值測(cè)量一般設(shè)在石膏漿排出泵出口，在出口管路上引一測(cè)量支路返回吸收塔，選用直插式pH計(jì)，直接安裝在測(cè)量支路上，依靠漿液的沖刷作用來(lái)清潔測(cè)量電極，可以不用設(shè)置沖洗管路。pH測(cè)量電極受漿液的磨損和粘結(jié)極易沾污和老化，且測(cè)量準(zhǔn)確度受溫度的影響，因引需要定時(shí)對(duì)pH計(jì)測(cè)量探頭進(jìn)行標(biāo)定，停機(jī)是要立即沖洗。4、物位測(cè)量（1

43、）箱罐內(nèi)液、料位測(cè)量FGD系統(tǒng)中需要測(cè)量的物位有：石灰石倉(cāng)料位、石灰石粉倉(cāng)料位、石膏倉(cāng)料位、吸收塔液位、石灰石漿及石膏漿箱池液位、工藝水及濾液水箱池液位、脫水皮帶機(jī)石膏漿厚度及廢水處理系統(tǒng)中化學(xué)藥品儲(chǔ)罐等物位，涉及塊狀、粉狀固體、漿液、液體、化學(xué)藥品等多種形態(tài)的介質(zhì)，應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合選擇適宜的物位測(cè)量裝置。對(duì)設(shè)有攪拌器的箱罐液位測(cè)量采用超聲波液位計(jì)，石灰石、石灰石粉或石膏等塊狀、粉狀固體測(cè)量采用雷達(dá)料位計(jì)，加藥罐等化學(xué)藥品的料位測(cè)量采用磁翻板料位計(jì)。（2）吸收塔液位測(cè)量吸收塔液位測(cè)量不同于箱、罐等的液位測(cè)量，在FGD系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，塔內(nèi)的漿液為氣液混合物，并隨著進(jìn)行時(shí)間的延長(zhǎng)、液面上泡沫的

44、多少、氧化風(fēng)機(jī)及石膏脫水系統(tǒng)的投入情況等的影響，吸收塔內(nèi)的漿液密度是隨時(shí)變化的。因此吸收塔的液位測(cè)量采用差壓法，即在液位以下有兩個(gè)不同高度各設(shè)兩個(gè)互為冗余的法蘭式液位變送器，通過(guò)兩處的壓差和己知的高度差算出塔內(nèi)的平均密度，再通過(guò)平均密度算出液位高度。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行情況，用上述方法算出來(lái)的液位高度與實(shí)際高度比較近似。在FGD系統(tǒng)運(yùn)行期間，煙氣在吸收塔內(nèi)被石灰石漿液洗滌過(guò)程中產(chǎn)生大量的泡沫，隨著泡沫增多，會(huì)將部分石膏漿液流入煙道，造成入口積灰或從溢流口流出。因此，在運(yùn)行中應(yīng)定期加入消泡劑。綜上所述，在FGD系統(tǒng)中受現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的影響，測(cè)量?jī)x表準(zhǔn)確度很難達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)的精度要求。因此，除定期對(duì)儀表進(jìn)行整定

45、和標(biāo)定外，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)需要對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行修正，以減小或消除測(cè)量誤差。3.7 流程總圖 圖3.2 脫硫系統(tǒng)總流程圖脫硫現(xiàn)場(chǎng)控制站配置硬件選型如下：模塊型號(hào) 數(shù)量 模塊說(shuō)明FM801 MCU 2 主控單元FM901 24VDC 6 24V電源FM151A 2 8CH AO模擬量輸出模塊FM143 1 8CH RTH熱電阻模擬量輸入模塊FM148C 3 8CH AI模擬量輸入信號(hào)( 四線)FM148E 4 8CH AI隔離型模擬量輸入模塊（二線）FM171B 7 16CH DO晶體管開(kāi)關(guān)量輸出模塊FM161D 7 16CH DI 信號(hào)數(shù)字采集模塊3.8 MACSV系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)3.8.1數(shù)據(jù)庫(kù)總控工程

46、建立1、打開(kāi)-開(kāi)始-程序-macsv組態(tài)軟件-數(shù)據(jù)庫(kù)總控。2、點(diǎn)擊 按鈕或選擇工程/新建工程，新建工程，輸入工程名字，如1007240716 3、選擇“編輯-域組號(hào)組態(tài)”，選擇組號(hào)為1，將剛創(chuàng)建的工程從“未分組的域”移到右邊“該組所包含的域”里，點(diǎn)“確認(rèn)”按鈕。4、在數(shù)據(jù)庫(kù)總控組態(tài)中添加變量。選擇菜單欄，編輯/編輯數(shù)據(jù)庫(kù)，彈出窗口，輸入用戶名和口令bjhc/3dlcz。進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)編輯窗口。選擇工具欄 數(shù)據(jù)操作按鈕，出現(xiàn)下面對(duì)話框，點(diǎn)擊“確定”按鈕。分別輸入AI、AO、DI、DO。如圖圖3.3 AI輸入圖3.4AD輸入 圖3.5 DI輸入 圖3.6 DO輸入3.9本章小結(jié)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝的特點(diǎn)和

47、具體控制要求，結(jié)合實(shí)際控制系統(tǒng)平臺(tái)，針對(duì)煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)等系統(tǒng)做了了解，用和利時(shí)設(shè)計(jì)了除霧器的控制策略，取得了較為理想的控制效果。4結(jié) 論濕法工藝采用的隨處可見(jiàn)的石灰石作脫硫吸收劑。先將石灰石磨成粉狀，然后直接與水混合，攪拌成吸收漿液；部分濕法工藝采用石灰作脫硫吸收劑，其吸收能力和吸收速度都要強(qiáng)于石灰石。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣混合，二氧化硫被漿液吸收，并與漿液中的碳酸鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣，然后在塔底與鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。除霧器除去脫硫后的煙氣中帶有的細(xì)小液滴，煙氣經(jīng)加熱器加熱升溫后排入煙囪。該脫硫工藝具有較高的脫硫效率，且技術(shù)成

48、熟，因而被大多數(shù)電廠所采用。本文設(shè)計(jì)的脫硫控制系統(tǒng)，機(jī)組運(yùn)行人員能有效的控制各種參數(shù)，確保了系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，使系統(tǒng)的安全性提高、運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度降低、工作效率也得到提卨。同時(shí)也將為有效節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境做出很大的貞獻(xiàn)。同時(shí)也將為有效節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境做出很人的貢獻(xiàn)。本文首先通過(guò)煙氣脫硫基本原理進(jìn)行剖析，并根據(jù)石灰石-石膏濕法脫硫的特點(diǎn)進(jìn)行分析，合理設(shè)計(jì)了一套適合于系統(tǒng)的邏輯理論，同時(shí)用和利時(shí)控制系統(tǒng)以組態(tài)畫(huà)面的形式表現(xiàn)出來(lái)。參考文獻(xiàn)1鄭喧.基于PLC的火電廠煙氣脫硫控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).現(xiàn)代電子技 術(shù),2011,19: 173-175,1802岳濤,莊德安,楊明珍,等.我國(guó)燃煤火電廠煙氣

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