電氣自動化系統(tǒng)在煙氣脫硫工程中的應(yīng)用研究

張宏哲 胡永光

摘要：近年來，伴隨著快速發(fā)展的科研技術(shù)，社會的環(huán)境問題已然上升到法律層面。一部分新的還處于試驗階段的脫硫技術(shù)，已經(jīng)被我們國家的科研工作人員開發(fā)出來了，然而多數(shù)需要繼續(xù)進(jìn)行工業(yè)實踐考證。伴隨大家越來越重視對環(huán)境治理以及工業(yè)煙氣排放量的持續(xù)增長，我國脫硫技術(shù)發(fā)展的主要趨勢是利用成本少、運行資金低、脫硫效能高、脫硫劑使用率高、低污染、沒有二次污染的電氣自動化系統(tǒng)脫硫技術(shù)。本文簡要闡述電氣自動化系統(tǒng)在煙氣脫硫工程中的應(yīng)用，以期提供參考。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;煙氣脫硫;應(yīng)用研究

引言

二氧化硫是有毒氣體中的一個類別。對二氧化硫有害氣體很敏銳尤其是人類若是患有心臟病和呼吸系統(tǒng)的疾病。即便是正常人也會生病如果在高濃度二氧化硫的環(huán)境中。占90%以上使用鈣法溶氣浮選的工業(yè)技術(shù)。脫硫技術(shù)有以下幾種：包含濕法、干法和半干法（半濕法）依照脫硫進(jìn)程中吸收劑和脫硫產(chǎn)物的干濕狀況來進(jìn)行分類。脫硫脫硝裝置工藝采用霧化石灰漿與噴霧干燥塔煙氣接觸。與二氧化硫反應(yīng)后，石灰漿生成干固體反應(yīng)物。最后與粉煤灰一起由除塵器收集。煙氣脫硫脫硝裝置的腐蝕控制是影響裝置長期安全運行的關(guān)鍵問題之一。二氧化硫是一種無色、有氣味的氣體。在世界二氧化硫年排放量排行中我國二氧化硫年排放量的“名列前茅”。因此，依據(jù)這種情況，本文研究了煙氣脫硫PLC/DCS自動化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能處理二氧化硫，符合環(huán)保要求。

1.煙氣脫硫的主要技術(shù)類別

當(dāng)前，煙氣脫硫的主要技術(shù)主要包括燃燒前脫硫技術(shù)、燃燒中脫硫技術(shù)和燃燒后脫硫技術(shù)三大類。

（1）燃燒前脫硫主要是指洗煤轉(zhuǎn)化，能減少煤中含硫的數(shù)量，提升煤的價格，滿足環(huán)保要求的標(biāo)準(zhǔn)。主要包括燃燒低硫煤和物理化學(xué)洗煤在燃燒前脫硫程序中。（2）燃燒脫硫是指在煤中加入石灰石等脫硫劑，使燃燒與脫硫同步進(jìn)行。主要技術(shù)包括型煤固形技術(shù)、循環(huán)流化床脫硫技術(shù)和燃煤鍋爐噴吹/尾部增濕活化技術(shù)。（3）通過物理或化學(xué)方法去除煙氣中的二氧化硫稱為燃燒后脫硫，又叫做煙氣脫硫（FGD）?；痣姀S在治理二氧化硫污染最完善、應(yīng)用最普遍、最靈驗的脫硫技術(shù)是煙氣脫硫。將煙氣脫硫技術(shù)分為濕法煙氣脫硫技術(shù)、干法煙氣脫硫技術(shù)和半干法煙氣脫硫技術(shù)依照脫硫劑和副產(chǎn)物進(jìn)出吸收器的情況。

2.煙氣脫硫自動化系統(tǒng)的重要性

當(dāng)前，空氣里的二氧化硫污染嚴(yán)重在我們國家很多城市中。煤炭能源消費結(jié)構(gòu)是造成我國二氧化硫污染的重要原因。燃煤電站是煤炭消費的主體。二氧化硫排放量接近全社會總排放量的50%。限制二氧化硫污染的關(guān)鍵因素是控制火電廠二氧化硫的排放。在火電廠煙氣脫硫控制系統(tǒng)中起到主要影響的是自動控制系統(tǒng)。所以，務(wù)必提升操作煙氣脫硫自動化系統(tǒng)的水平和質(zhì)量才能提高脫硫效率。

目前工業(yè)上減少二氧化硫排放的主要方法是：煙氣脫硫，即將燃煤后鍋爐排出的煙氣引入石灰水中洗滌，吸收硫磺產(chǎn)品，最后把石灰水洗滌氣加入氫氧化鈉中再生。當(dāng)前包括有石灰石（石灰）-石膏濕法脫硫、噴霧干燥脫硫、氧化鎂脫硫、煙氣循環(huán)流化床脫硫、海水脫硫以及電子束脫硫在煙氣脫硫工藝中應(yīng)用廣泛。其中氧化鎂脫硫和濕法脫硫是兩種應(yīng)用廣泛的脫硫技術(shù)。

3.脫硫PLC/DCS自動化控制系統(tǒng)在煙氣脫硫工程中的應(yīng)用

3.1脫硫PLC/DCS自動化控制系統(tǒng)適用范圍

脫硫PLC/DCS自動控制系統(tǒng)能滿足冶煉企業(yè)鋼鐵燒結(jié)煙氣脫硫和火電廠煙氣脫硫的環(huán)保要求。脫硫PLC/DCS自動控制系統(tǒng)的顯著特點是脫硫效率高、不存在二次污染、可回收再利用二氧化硫等，能夠滿足各企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。

3.2脫硫PLC/DCS自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

根據(jù)脫硫工藝特點，脫硫自動化系統(tǒng)控制一般包括煙氣輸送及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、吸收劑制備及供應(yīng)系統(tǒng)、二氧化硫吸收及氧化系統(tǒng)、副產(chǎn)物處理系統(tǒng)以及廢水處理系統(tǒng)。具體項目脫硫系統(tǒng)組成因條件不同略有不同，結(jié)合用戶需要，可提供DCS或PLC系統(tǒng)方案。

主要通過使用各類堿性吸收劑吸收煙氣中的SO2，同時把它轉(zhuǎn)化成為穩(wěn)固安定容易分離的硫化物，從而達(dá)到脫硫的目的是煙氣脫硫技術(shù)的原理.根據(jù)客戶要求提供多種脫硫工藝控制系統(tǒng)，其中石灰石-石膏脫硫是一種比較經(jīng)濟(jì)實用的脫硫方法，擁有非常好的市場景象和情形。此技術(shù)具備工藝成熟、脫硫效率高、穩(wěn)定性好、系統(tǒng)簡單、脫硫成本低、運行可靠、最終固體產(chǎn)物易處理等優(yōu)點。

3.3脫硫PLC/DCS自動化控制系統(tǒng)組成及功能

3.3.1系統(tǒng)組成

整個脫硫控制系統(tǒng)采用管理級、控制級、工藝級三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)采集與處理、模擬量控制、順序控制、保護(hù)聯(lián)鎖、報警等功能。

過程級控制關(guān)鍵是對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，使用用PLC和執(zhí)行機構(gòu)（電控閥、變頻器）。此外，使用智能儀表采集系統(tǒng)正常運行時的現(xiàn)場壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)，采用閉環(huán)控制，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值與測量值的差值實現(xiàn)自動控制，使控制值自動穩(wěn)定在設(shè)定值;現(xiàn)場工作者能直接操作控制閥、變頻器等執(zhí)行機構(gòu)當(dāng)自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，即使用手動控制，以確保整體系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、有效運行。

為了完成煙氣脫硫系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，監(jiān)控級運行可通過對實時數(shù)據(jù)收集和操作軟件（監(jiān)控組態(tài)軟件）來達(dá)到。監(jiān)測范圍包括：現(xiàn)場控制設(shè)備的啟停運行和運行狀態(tài);脫硫控制系統(tǒng)動態(tài)參數(shù);脫硫除塵后煙氣中煙塵和SO2的排放濃度。整個系統(tǒng)功能范圍內(nèi)的所有報警項均可在顯示器上顯示并打印。

3.3.2系統(tǒng)功能

可以經(jīng)過脫硫控制系統(tǒng)達(dá)到液位自動操控、調(diào)節(jié)pH值PID、控制排灰精確度等功效，有效提高脫硫效率，使SO2排放達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。該控制系統(tǒng)可靠、高效、經(jīng)濟(jì)，為工業(yè)用戶帶來了很大優(yōu)勢及利益。

3.4鋼鐵廠煙氣脫硫PLC/DCS自動控制系統(tǒng)實例研究

在節(jié)能減排形勢下，做好二氧化硫減排工作的主要任務(wù)之一是煙氣脫硫。綜合當(dāng)前的情況，采用先進(jìn)技術(shù)，設(shè)計了一套完善合理的電廠煙氣脫硫PLC/DCS控制系統(tǒng)方案，沂水大地玉米有限公司、中國重汽濟(jì)南卡車有限公司等數(shù)十家企業(yè)用戶使用了煙氣脫硫裝置的自動化控制系統(tǒng)方案，并取得了優(yōu)異的效果。

結(jié)束語

最近這幾年，我們國家在煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化方面迅速發(fā)展，得以進(jìn)步，并通過自主研究與開發(fā)、從外地或外國引入新的技術(shù)經(jīng)過實踐學(xué)習(xí)后進(jìn)一步改進(jìn)，大體上可以達(dá)到火電廠煙氣脫硫技術(shù)國產(chǎn)化能力“十五”期間二氧化硫減排的需求。而今，我們國家火電廠脫硫配套設(shè)備設(shè)施和材料具備一定的選擇余地，基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。和國外相比，略微顯現(xiàn)滿足不了需要還有少部分大體積專業(yè)設(shè)備設(shè)施、運作操控系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的機能等方面。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)的產(chǎn)生將涉及到許多不同的學(xué)科。目前，現(xiàn)有的各種技術(shù)各有利弊。使用時應(yīng)該詳細(xì)研究，從成本、運作、環(huán)境保護(hù)等方面整體進(jìn)行思考，選用相應(yīng)的脫硫手法。所以，關(guān)注學(xué)習(xí)其他學(xué)科的最新脫硫發(fā)展技術(shù)和探究成果，并將探究成果運用到煙氣脫硫工藝?yán)?，以上是一條重要途徑對于精通掌握運用電氣自動化系統(tǒng)等新型脫硫手法。由于其獨特的特點，將有很大的發(fā)展空間。

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