鋼鐵廠燒結(jié)工藝脫硝自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

楊寶仁

（張家口宣鋼機電工程有限公司 河北 張家口 075100）

引言

作為國家產(chǎn)業(yè)的重要一部分，鋼鐵產(chǎn)業(yè)對環(huán)境保護的要求越來越嚴格。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鋼鐵工廠內(nèi)各種設(shè)備釋放的氮氧化物的總量不僅是二氧化硫的釋放，而且是固定源的第二個。根據(jù)歐盟IPPC的調(diào)查，燒結(jié)煙氣氮氧化物排放約占鋼鐵廠氮氧化物排放總量的一半左右，因此對燒結(jié)煙氣氮氧化物排放量的嚴格控制可有效降低鋼廠氮氧化物的排放量。

1 鋼鐵廠燒結(jié)工藝脫硝工藝選擇

1.1 SCR脫硝工藝

選擇性接觸還原（SCR）過程主要是特定溫度和催化劑的存在，但廢氣還原劑NH3將廢氣中的NOx還原為無害的氮和水。在現(xiàn)有的排煙脫硝過程中，scr脫硝過程具有最高的脫硝效率，并被廣泛使用。但是，煤炭火力發(fā)電廠廢氣處理的高溫scr主要使用，反應(yīng)溫度需要320-400℃。低溫的scr在燒結(jié)廢氣中是必要的，但是反應(yīng)溫度需要在200～280℃之間。為了避免煙道氣中粉塵和高濃度SO2引起的催化劑的毒性阻塞，通常需要使用低溫SCR。

1.2 臭氧脫硝工藝

煙道氣中的主要氮氧化物是NO，不易溶于水，難以吸收。臭氧脫硝技術(shù)的基本機制是，在煙道氣體中難以溶于水的NO通過附加的脫氮器的氧化轉(zhuǎn)換成易溶于水的高價氮氧化物。然后，利用具有大表面積的吸附粒子作為循環(huán)流層反應(yīng)器中的湍流作為載體，通過高價氮氧化物和鈣類吸收劑的快速反應(yīng)來完成脫硝過程。臭氧是最強大的氧化劑之一，可以將任何二次污染物質(zhì)都不殘留地有效地將NO轉(zhuǎn)換成高原子價狀態(tài)[1]。

2 鋼鐵廠燒結(jié)工藝脫硝自動化控制系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)特點

在鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)工序中，通過全部工序進行安全性的生產(chǎn)，在系統(tǒng)設(shè)計中保護生產(chǎn)工序的安全性是系統(tǒng)整體的最優(yōu)先課題。在系統(tǒng)設(shè)計中，手動啟動和停止、聯(lián)鎖啟動和停止、自動保護啟動和停止所有設(shè)備的啟動和停止都將增加3個級別的訪問許可。最高級別的自動保護啟動和停止是閉環(huán)控制，沒有人介入該系統(tǒng)作為安全生產(chǎn)的保護措施，選擇了根據(jù)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定性和可靠性、先進技術(shù)原則的控制系統(tǒng)選擇。簡單的操作和之后的發(fā)展，我們會選擇安全可靠的制造商。經(jīng)過長時間和多個測試，產(chǎn)品沒有主要的質(zhì)量問題，而且編程方法簡單易懂。使用新機器后[2]。

2.2 自動控制系統(tǒng)

2.2.1 設(shè)備啟停

為了確保整個制造工序的安全性，減少人員誤動作造成的危險性，所有設(shè)備的啟動、停止按鈕都有二次確認箱，重要設(shè)備的啟動或停止具有容許條件。添加二次子彈盒開始停止允許條件的文本描述，并在滿足允許條件時修改顏色。在設(shè)備操作彈出窗口中設(shè)置禁止操作按鈕。按鈕操作后，所有的啟動停止按鈕都不動作。這樣，操作接口的寫入不僅能夠防止誤動作的大部分，還能夠使操作員能夠理解裝置在時間上起動而不停止的理由。系統(tǒng)設(shè)備的啟動和停止分為三個階段，保護開始和停止處于最高水平。下面的計算機被編程為設(shè)置自動保護啟動和停止的條件。在滿足條件的情況下，操作者可以在沒有操作裝置的情況下自動啟動和停止[3]。

2.2.2 吹灰系統(tǒng)

在脫硝系統(tǒng)中，全蒸汽排放子系統(tǒng)由12 rake煙塵噴射器組成。各塵斗在開始時按照機械設(shè)定速度向前執(zhí)行，之后到達最后后返回原點。基于兩端的限位開關(guān)，裝置的電控制系統(tǒng)將前向和反向的三個di信號反饋給plc。由于煤塵鼓風機的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計不能同時執(zhí)行兩個煙塵鼓吹，所以在系統(tǒng)中，每一個煙塵鼓風器都會一個接一個地被執(zhí)行，直到所有的煙塵被執(zhí)行為止，這被認為是煙塵處理的結(jié)束。在系統(tǒng)中使用順序控制方法，通過低階計算機實現(xiàn)子系統(tǒng)。具體而言，設(shè)定作為序列控制的各步驟數(shù)的標志變量，將標志設(shè)為實際變量。例如，如果標記變量是1，則意味著子系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到第一步驟，并且當標記變量是2時，子系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到第二步驟。在滿足各步驟的結(jié)束條件之后，對標志變量加1，可以進入下一步驟。下一步驟的開始條件是當標志變量等于上一個標志變量+1的值時。一個煤風機在操作期間可能會發(fā)生器材故障，或者操作員想跳過設(shè)備的必要條件，所以系統(tǒng)在子程序中添加旁路功能。所有12個煙塵的圖例都有相應(yīng)的旁路按鈕。設(shè)置旁路按鈕時，不啟動對應(yīng)的燃燒器。然后，標志變量和一個程序跳至下一步[4]。

2.2.3 補燃系統(tǒng)

輔助燃燒系統(tǒng)的控制是整個控制系統(tǒng)中最復雜的系統(tǒng)。主要功能是將煙道氣加熱到催化作用溫度。輔助燃燒系統(tǒng)有3種輔助燃燒器。燃燒器的每一套主要由點火管、火災(zāi)檢測裝置和燃氣管線上的各種閥門構(gòu)成。自動控制系統(tǒng)主要分為點火、關(guān)機、監(jiān)控。點火系統(tǒng)的燃氣管道更加危險，因此控制系統(tǒng)有很多保護措施。管道內(nèi)的4個氣壓排氣閥在停電或煤氣損失的情況下全部自動打開，在停電的情況下，將管道內(nèi)的氣體放空，或使氣壓箱內(nèi)的氣體不放空。當燃氣主氣壓閥停止輔助燃燒風機、升壓風機和GGH時，或打開任意燃燒器的氣體早閉閥1和氣體早閉閥2，并在發(fā)出氣體壓力警報時，具有用于切斷主管道內(nèi)的氣體的保護關(guān)閉作用。準備在點火前插入點火槍，點火時關(guān)閉排氣閥，在排氣閥關(guān)閉位置信號接通后啟動點火槍，同時打開對應(yīng)的2根閉閥。當點火檢測傳感器在點火槍的設(shè)定運行時間內(nèi)檢測到火災(zāi)信號時，表示點火成功。此時，點火槍必須手動完成，直到下一步點火為止[5]。

3 結(jié)語

綜上所述，本文通過實例分析深入了解鋼鐵廠燒結(jié)工藝脫銷控制系統(tǒng)的設(shè)計，該系統(tǒng)對于目前鋼鐵企業(yè)需要減少污染物排放的迫切需求具有非常有效的實用參考價值。