利用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償優(yōu)化脫硫系統(tǒng)石灰石漿液pH控制

劉津

摘? 要：西塞山公司2臺(tái)330MW機(jī)組石灰石漿液供給是由運(yùn)行人員根據(jù)漿液pH濃度值和煙囪入口CEMS二氧化硫的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值來進(jìn)行操作，當(dāng)機(jī)組工況突變，如果調(diào)整不及時(shí)會(huì)造成脫硫效率的下降，影響環(huán)保指標(biāo)。680MW機(jī)組脫硫的石灰石漿液供給，是用實(shí)測(cè)石灰石漿液pH濃度計(jì)算值與pH濃度設(shè)定上下限值進(jìn)行計(jì)算比較，來控制石灰石漿液供給電動(dòng)閥門的開關(guān)以達(dá)到供漿的目的。該文以脫硫控制邏輯的改造為切入點(diǎn)，針對(duì)680MW機(jī)組脫硫pH計(jì)因只有D漿液循環(huán)泵一套漿液測(cè)量系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，因測(cè)量入口法蘭通徑較窄使其漿液流通性差，造成該出口pH計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)，改造方案上利用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償優(yōu)化進(jìn)行了論述，最后就脫硫pH的節(jié)能效果和控制進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)補(bǔ)償優(yōu)化? 脫硫pH? 石灰石漿液? 效果分析

中圖分類號(hào)：X701.3 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）09（a）-0065-03

Abstract： Limestone slurry supply of two 330MW units of Xisaishan company is operated by operators according to slurry pH value and CEMS sulfur dioxide real-time monitoring value at chimney inlet. If the unit working condition changes suddenly， if the adjustment is not timely， the desulfurization efficiency will be reduced and the environmental protection index will be affected. The limestone slurry supply for desulfurization of 680mw unit is calculated and compared with the calculated value of measured limestone slurry pH concentration and the upper and lower limit value of pH concentration to control the switch of limestone slurry supply electric valve to achieve the purpose of slurry supply. In this paper， the transformation of desulfurization control logic is taken as the breakthrough point. When the desulfurization pH meter of 680mw unit has only one set of slurry measurement system of D slurry circulating pump， the measurement of outlet pH meter is inaccurate due to the narrow diameter of measuring inlet flange. The dynamic compensation optimization is used in the transformation scheme. Finally， the energy-saving effect and control of desulfurization pH are analyzed.

Key Words： Dynamic compensation optimization; Desulfurization pH; Limestone slurry; Effect analysis

1? 改造前漿液供給控制邏輯的問題

西塞山公司2臺(tái)330MW機(jī)組在多年的運(yùn)行過程中，石灰石漿液供給是由運(yùn)行人員根據(jù)漿液pH濃度值和煙囪入口CEMS二氧化硫的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值來進(jìn)行操作。pH濃度值下降，煙囪入口CEMS二氧化硫上升時(shí)，啟動(dòng)供漿泵并打開泵出口電動(dòng)門;pH濃度值升高，煙囪入口CEMS二氧化硫下降時(shí)，停止供漿泵并對(duì)供漿管道進(jìn)行沖洗。

然而通過前文的分析可了解到石灰石漿液pH濃度值的測(cè)量穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性都不夠高，只能靠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人工控制。當(dāng)機(jī)組工況穩(wěn)定時(shí)運(yùn)行人員可將脫硫效率控制在合格水平，二氧化硫濃度的變化基本和石灰石漿液pH濃度值的變化呈反比關(guān)系;石灰石漿液密度在此期間基本能夠控制在合格范圍內(nèi)。當(dāng)機(jī)組工況突變負(fù)荷突然上升或突然下降時(shí)，脫硫原煙氣二氧化硫濃度大幅變化，運(yùn)行人員會(huì)投入相當(dāng)大的精力去進(jìn)行調(diào)整[1]，如果調(diào)整不及時(shí)會(huì)造成脫硫效率的下降，煙囪入口CEMS二氧化硫濃度不受控制;漿液循環(huán)泵啟動(dòng)臺(tái)數(shù)少了二氧化硫濃度容易超標(biāo)，啟動(dòng)臺(tái)數(shù)多了二氧化硫濃度到零，同樣算不合格數(shù)據(jù)，環(huán)保指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。雖然二氧化硫濃度小時(shí)數(shù)據(jù)沒有超標(biāo)，但分鐘數(shù)據(jù)時(shí)有超標(biāo)排放情況發(fā)生。如果不對(duì)石灰石漿液供給控制系統(tǒng)進(jìn)行邏輯優(yōu)化，必然無法滿足超低排放改造后的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)[2]。

#3機(jī)組吸收塔pH表#1、#2分別安裝于3C、3D循泵出口管路，當(dāng)2套石灰石漿液測(cè)量系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行或C漿液循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)，pH的計(jì)算值沒有問題，能夠準(zhǔn)確反映實(shí)時(shí)的漿液pH濃度，漿液自動(dòng)供給可以投入運(yùn)行。當(dāng)只有D漿液循環(huán)泵一套漿液測(cè)量系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，參與自動(dòng)控制的pH計(jì)算值不準(zhǔn)確，和實(shí)測(cè)正常pH值偏差較大，漿液自動(dòng)供給無法正常投入，運(yùn)行人員無法準(zhǔn)確判斷和及時(shí)操作，容易造成二氧化硫的排放值超標(biāo)。

2? 解決方案

測(cè)量系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)參與自動(dòng)控制的pH計(jì)算值不準(zhǔn)確，和實(shí)測(cè)正常pH值偏差較大，漿液自動(dòng)供給無法正常投入，運(yùn)行人員無法準(zhǔn)確及時(shí)判斷和操作，就容易造成二氧化硫的排放值超標(biāo)。利用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償優(yōu)化控制邏輯圖是為了提升儀表測(cè)量準(zhǔn)確率、投入率和完好率，分析儀表的可靠性提升的同時(shí)使脫硫系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，環(huán)保數(shù)據(jù)的控制和測(cè)量水平也達(dá)到一個(gè)新的高度[3]。

2.1 優(yōu)化給控制策略圖

經(jīng)過檢查控制邏輯策略圖后發(fā)現(xiàn)，只有3C漿液循環(huán)泵的漿液pH濃度值參與了自動(dòng)控制，3D漿液循環(huán)泵的漿液pH濃度值沒有參與自動(dòng)控制，所以如果3C泵不啟動(dòng)漿液自動(dòng)供給就無法進(jìn)行。

在策略圖中添加3D漿液循環(huán)泵pH濃度值，添加3C和3D漿液循環(huán)泵的運(yùn)行反饋信號(hào)、兩個(gè)與模塊（AND）、兩個(gè)選擇模擬輸出模塊（SWCH）、三個(gè)投切模塊（CIN）、一個(gè)取平均模塊。

2.2 引入兩個(gè)pH值參與計(jì)算

2臺(tái)循泵的漿液pH濃度值最后為選擇功能塊（SWCH）的輸出值，再連接一個(gè)取平均功能塊后，輸出最終的漿液pH濃度實(shí)時(shí)計(jì)算值。

進(jìn)行邏輯組態(tài)后，當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)運(yùn)行人員可以根據(jù)漿液循環(huán)泵的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，在上位機(jī)畫面上控制功能塊的輸出來實(shí)現(xiàn)讓已運(yùn)行循泵對(duì)應(yīng)的pH濃度值參與自動(dòng)控制，已停止循泵對(duì)應(yīng)的pH濃度值退出自動(dòng)控制。當(dāng)只有3C循泵運(yùn)行時(shí)功能塊均輸出3C循泵pH濃度值，經(jīng)過取平均功能塊輸出當(dāng)前pH濃度值;當(dāng)只有3D循泵運(yùn)行時(shí)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)操作，輸出3D循泵pH濃度值;當(dāng)2臺(tái)循泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，則2臺(tái)循泵pH濃度值同時(shí)輸出至取平均功能塊進(jìn)行計(jì)算;如果C、D這2臺(tái)循泵同時(shí)運(yùn)行但有一個(gè)pH濃度值不準(zhǔn)確，將該臺(tái)不準(zhǔn)確的pH計(jì)退出自動(dòng)控制的計(jì)算。漿液pH濃度值計(jì)算邏輯得到完善，運(yùn)行人可根據(jù)循泵運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整，使?jié){液pH濃度值能夠真實(shí)反映實(shí)際運(yùn)行情況。

石灰石漿液pH濃度實(shí)時(shí)值經(jīng)過取平均功能塊計(jì)算后，再連接高級(jí)計(jì)算功能塊進(jìn)行計(jì)算。在此邏輯中將該模塊設(shè)置為手動(dòng)輸出，能夠?qū)崿F(xiàn)將pH高、低限值設(shè)置并輸出至模塊中參與計(jì)算。加入高級(jí)計(jì)算功能塊可實(shí)現(xiàn)各種不同的邏輯控制功能，通過在其內(nèi)部進(jìn)行組態(tài)實(shí)現(xiàn)pH濃度值的計(jì)算比較輸出功能——3個(gè)模擬量輸入計(jì)算后輸出開關(guān)量。

通過比較設(shè)定值與實(shí)時(shí)值實(shí)現(xiàn)了漿液補(bǔ)給電動(dòng)門的自動(dòng)連鎖控制功能：漿液實(shí)時(shí)pH濃度值小于設(shè)定下限值開門，大于設(shè)定上限值關(guān)門。為了確保漿液補(bǔ)給電動(dòng)門檢修調(diào)試的便利性，加入一個(gè)手自動(dòng)投切按鈕（PB）。按鈕PB分別連接與邏輯塊（AND）和脈沖邏輯塊，脈沖模塊設(shè)定時(shí)間為2s，確保指令順利發(fā)出。石灰石漿液補(bǔ)給電動(dòng)門的控制模塊，該功能塊也為高級(jí)計(jì)算塊，其內(nèi)部邏輯組態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)模塊，電動(dòng)門和泵、風(fēng)機(jī)均使用此控制塊邏輯組態(tài)。

在石灰石漿液補(bǔ)給電動(dòng)門上位機(jī)操作畫面內(nèi)，增加了pH濃度設(shè)定值的操作窗口，并在電動(dòng)門下方增加自動(dòng)投切按鈕。

3? 優(yōu)化邏輯后的效果

680MW機(jī)組脫硫石灰石漿液供給自動(dòng)控制邏輯修改完成后，通過對(duì)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行調(diào)節(jié)過程的觀察情況來看改造效果良好。通過查閱漿液供給電動(dòng)閥門的資料得知該電動(dòng)閥門本體為不銹鋼材質(zhì)的蝶形閥。2臺(tái)供漿泵的運(yùn)行方式為一臺(tái)24h連續(xù)運(yùn)行，另一臺(tái)設(shè)為備用或根據(jù)需要可隨時(shí)進(jìn)行倒泵操作。

在供漿電動(dòng)閥門前安裝有漿液回流管，供漿門關(guān)閉時(shí)漿液可回流至石灰石漿液箱;供漿電動(dòng)閥門后還有管道沖洗水電動(dòng)門，當(dāng)pH濃度值達(dá)到設(shè)定上限值后關(guān)閉供漿電動(dòng)閥門，閥門全關(guān)反饋信號(hào)到位時(shí)管道沖洗水電動(dòng)門立即自動(dòng)打開，全開反饋信號(hào)到位并延時(shí)1min沖洗供漿管道后，再自動(dòng)關(guān)閉。

分析石灰石供漿閥門開反饋和pH濃度值趨勢(shì)圖可知，從上至下第一條和第二條曲線為石灰石pH濃度值，當(dāng)其降至設(shè)定低限值時(shí)，供漿閥門開反饋（第三條曲線）由0變?yōu)?即石灰石供漿閥門打開;當(dāng)pH濃度升至設(shè)定高限值時(shí)，供漿閥門開反饋（第三條曲線）由1變?yōu)?即石灰石供漿閥門關(guān)閉。從整個(gè)趨勢(shì)圖組來看，此時(shí)兩臺(tái)pH計(jì)的濃度值都投入自動(dòng)控制，石灰石供漿閥門始終根據(jù)設(shè)定的上下限值來開關(guān)對(duì)pH濃度值進(jìn)行調(diào)整，2臺(tái)循泵出口的pH濃度值的變化趨勢(shì)基本一致，pH值降低時(shí)閥門打開，反之則關(guān)閉，pH濃度值基本運(yùn)行在5.0～6.0之間。綜上情況來看，680MW機(jī)組脫硫可通過設(shè)定pH濃度上下限值，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償來調(diào)整石灰石供漿閥門的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)對(duì)漿液pH濃度值的控制，自動(dòng)供漿邏輯的修改成功。

4? 結(jié)語

超低排放改造工程完成后，利用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償優(yōu)化提高了漿液pH的穩(wěn)定性和石膏漿液使用質(zhì)量，并延長了設(shè)備、表計(jì)的使用壽命，保護(hù)了環(huán)境，符合國家環(huán)保要求。

參考文獻(xiàn)

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