本文所涉及的這套控制系統(tǒng)是基于濕法中的雙堿法脫硫技術(shù)而制作的。山東菏澤東明石化6#衍震、7#爐所使用的這套脫硫電氣控制系統(tǒng)是由筆者自行設(shè)計的

1  引言

在現(xiàn)代煙氣脫硫技術(shù)中鹿鳖，存在干法、濕法兩種脫硫方法疫衩；本文所涉及的這套控制系統(tǒng)是基于濕法中的雙堿法脫硫技術(shù)而制作的硅蹦。山東菏澤東明石化6#、7#爐所使用的這套脫硫電氣控制系統(tǒng)是由筆者自行設(shè)計的闷煤，設(shè)計這套控制系統(tǒng)的目的在于：

(1)方便運行人員的操作童芹，由于現(xiàn)場存在很多零碎的設(shè)備：渣漿泵、攪拌機鲤拿、循環(huán)泵假褪、控制閥、灰?guī)斓冉辏\行人員要想做到有的放矢生音、從容不迫就需要一個靈活的操作空間；

(2)plc控制系統(tǒng)的應(yīng)用減少了這些零碎設(shè)備的事故發(fā)生率窒升，減少了脫硫運行成本缀遍；

(3)實時監(jiān)控慕匠，方便存儲記錄，達到自動運行和手動相結(jié)合的效果域醇。

2  脫硫工藝概述

經(jīng)過多年研究总恐，國內(nèi)外目前已開發(fā)出200種以上的so2控制技術(shù)。這些技術(shù)可分為：(1)燃燒前脫硫(如洗煤馍晴，微生物脫硫)坐默；(2)燃燒中脫硫(工業(yè)型煤固硫、爐內(nèi)噴鈣)驱偿；(3)燃燒后脫硫蚜玲，即煙氣脫硫(flue gas desulfurization，fgd)乓托。fgd法是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式结憾，是控制酸雨和二氧化硫污染最主要的技術(shù)手段。

目前剿营，世界上燃煤電廠煙氣脫硫工藝方法很多遗赘，這些方法的應(yīng)用主要取決于鍋爐容量、燃燒設(shè)備的類型千绍、燃料的種類和含硫量的多少疾词、脫硫效率、脫硫劑的供應(yīng)條件及電廠的地理位置灌旧、副產(chǎn)品的利用等因素绑咱。按脫硫的方式和產(chǎn)物的處理形式一般可分為濕法、干法和半干法三大類枢泰。

(1)濕法煙氣脫硫技術(shù)(wfgd技術(shù))

常見的濕法煙氣脫硫技術(shù)主要有石灰/石灰石—石膏法描融、雙堿法(na-ca)、氧化鎂法衡蚂、海水脫硫法窿克、磷銨肥法等。第一代的fgd以石灰/石灰石濕法為代表毛甲，其裝置主要安裝在美國和日本年叮。在美國，大多數(shù)大中型燃煤鍋爐所采用的fgd工藝均為濕法丽啡，濕法約占fgd總?cè)萘康?2%谋右。在日本硬猫，煙氣脫硫技術(shù)主要采用濕法和回收法补箍，其中濕法石灰石-石膏法約占總?cè)萘康囊话搿ｋS著技術(shù)運用的逐步深入啸蜜，雙堿法脫硫技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用橙缔，本文主要以雙堿法進行介紹拟国。

(2)干法煙氣脫硫技術(shù)(dfgd技術(shù))

常見的干法煙氣脫硫技術(shù)，主要包括噴鈣循環(huán)流化床反應(yīng)器元渺、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫工藝排卷、電子束照射法、荷電干式吸收劑噴射脫硫法等勉溉。其中噴鈣循環(huán)流化床反應(yīng)器脫硫技術(shù)由于具有適中的脫硫效率径肖，工藝技術(shù)較為簡單，而得到較為廣泛的應(yīng)用肯锻。

該法具有無污水廢酸排出伍愕、設(shè)備腐蝕小，煙氣在凈化過程中無明顯溫降户犯、凈化后煙溫高蓉庆、利于煙囪排氣擴散等優(yōu)點，但存在脫硫效率相對較低糜透、反應(yīng)速度較慢撤宽、脫硫產(chǎn)物較難綜合利用等問題。

(3)半干法煙氣脫硫技術(shù)(sdfgd技術(shù))

常見的半干法煙氣脫硫技術(shù)主要包括循環(huán)懸浮式半干法粤咪、噴霧干燥法谚中、循環(huán)流化脫硫裝置等。其中循環(huán)懸浮式半干法煙氣脫硫技術(shù)較為成熟寥枝，應(yīng)用也較為廣泛藏杖。

3  工藝介紹

3.1工藝介紹

本工藝先經(jīng)除塵器除去99.5%以上的煙塵，再進行脫硫脉顿。在電除塵器后的引風機后面引出兩路煙道蝌麸，一路接至脫硫系統(tǒng)，一路作為旁路系統(tǒng)艾疟，當脫硫系統(tǒng)發(fā)生故障時可及時切換至旁路来吩，保證鍋爐系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

本方案選用高效鈉鈣雙堿法脫硫技術(shù)蔽莱。該工藝成熟可靠弟疆，系統(tǒng)簡便，運行穩(wěn)定盗冷，具有“雙高雙低”的突出優(yōu)勢怠苔，即脫硫效率高、系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠台凰、投資費用低义黑、運行費用低。已在不同規(guī)模鍋爐煙氣脫硫除塵的工業(yè)應(yīng)用中獲得巨大成功橘曙。

該法使用na2co3或naoh液吸收煙氣中的so2慷递，生成hso3-儒剧、so32-與so42-，反應(yīng)方程式如下：

(1)脫硫過程

na2co3+so2→na2so3+co2-                     (1)

2naoh+so2→na2so3+h2o                      (2)

na2so3+so2+h2o→2nahso3                   (3)

其中：式(1)為啟動階段na2co3溶液吸收so2的反應(yīng)祸芙；

式(2)為再生液ph值較高時(高于9時)停唐，溶液吸收so2的主反應(yīng)；

式(3)為溶液ph值較低(5~9)時的主反應(yīng)钱锉。

(2)氧化過程(副反應(yīng))

na2so3+o2→na2so4                        (4)

nahso3+o2→nahso4                       (5)

(3)再生過程

2nahso3+ca(oh)2→caso3+na2so3+2h2o         (6)

na2so3+ca(oh)2→caso3+2naoh                (7)

式(6)為第一步再生反應(yīng)时憾，式(7)為再生至ph＞9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應(yīng)。

在石灰漿(石灰達到過飽和狀況)中诊捆，nahso3很快跟石灰反應(yīng)從而釋放出[na+]陕射，隨后生成的[so32-]又繼續(xù)跟石灰反應(yīng)生成caso3而以半水合物形式沉淀下來，從而使[na+]得到再生掠恢，吸收液恢復(fù)脫硫能力而循環(huán)使用棺克。

3.2 濕法脫硫工藝說明

脫硫工藝如圖1所示。

圖1  脫硫工藝圖

整個工藝由四大部分組成：

(1)煙氣處理系統(tǒng)：鍋爐煙氣通過除塵器线定，經(jīng)霧化增濕和初步脫硫后進入脫硫塔娜谊，在塔內(nèi)煙氣與脫硫液逆流接觸傳質(zhì)反應(yīng)。完成脫硫后的煙氣通過塔體上段的高效除霧裝置斤讥，除去煙氣中的霧滴纱皆，可有效地防止風機帶水。凈化后的煙氣經(jīng)過煙囪排放芭商，出脫硫塔的脫硫液進入循環(huán)系統(tǒng)派草。

(2)脫硫液循環(huán)系統(tǒng)：包括泵前池、反應(yīng)池铛楣、沉淀池近迁、化灰池、石灰漿儲池簸州、循環(huán)池等鉴竭。出脫硫塔的脫硫液流入反應(yīng)池與加入的石灰反應(yīng)，鈉堿得到再生岸浑，再生后的脫硫液在沉淀池中沉淀出固相產(chǎn)物后流入泵前池搏存，再由循環(huán)泵打回脫硫塔內(nèi)繼續(xù)使用,在反應(yīng)池和泵前池設(shè)置ph自動監(jiān)控報警系統(tǒng)，根據(jù)ph值的變化情況調(diào)整系統(tǒng)加入石灰漿液和鈉堿液量慷郎。

(3)脫硫灰渣處理系統(tǒng)：在化灰池中經(jīng)化灰處理的石灰漿液流入石灰漿儲池啡产，根據(jù)ph值的控制要求打入反應(yīng)池。

(4)脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)：包括沉淀池促驶、氧化池肢有、壓濾機等。沉淀池中的硫酸鈣和亞硫酸鈣水合物由渣漿泵打入渣漿池叼榄，經(jīng)壓濾處理后綜合利用乳侮，清液則泵回循環(huán)池重復(fù)使用。

4  控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與控制方式

4.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)根據(jù)該脫硫系統(tǒng)工藝要求和設(shè)計要求硼货，采用德國西門子公司的s7-300系列plc為主控制單元诉德。其實用和維修方便，運行速度快钢怪，可靠性高柱洽，易于擴展。按“集中管理鲁修，分散控制”的原則本谜，采用了分布式結(jié)構(gòu)。該脫硫系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)由主控制室監(jiān)控偎窘、plc就地控制站和現(xiàn)場儀表及電控柜構(gòu)成二級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)乌助。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

控制系統(tǒng)為1臺監(jiān)控計算機陌知，還有1個plc控制主站他托。通過現(xiàn)場總線將主控制室和plc就地控制站中相連接，便于監(jiān)控仆葡。并將主控制室的計算機接入以太網(wǎng)赏参，由管理機完成各項管理功能。這樣整個自動化監(jiān)控系統(tǒng)便形成了沿盅，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集把篓、處理、監(jiān)視及對現(xiàn)場設(shè)備進行控制等功能腰涧。

4.2 控制方式

該系統(tǒng)中主要工藝設(shè)備采用三種控制模式韧掩，即就地手動控制、遠程plc控制和自動控制〗颜。現(xiàn)場的泵類终睦、攪拌機等設(shè)備的開關(guān)信號、各流程模擬信號(如do谨跌、液位否抛、流量等)全部通過plc在上位機上顯示。

5  系統(tǒng)控制功能介紹

5.1 設(shè)備選型

根據(jù)圖1所示的工藝流程選取需要的點數(shù)吊烫，如表1所示

表1 點數(shù)匯總表

由此可以得到：di:24言酪，do:10，ai:6谍钝。

根據(jù)表1所列點數(shù)選取plc模塊如表2所示败饵。

表2  plc模塊選取

說明：(1)根據(jù)上述點數(shù)的描述我們可以對plc及其附屬設(shè)備進行選取椭徙；

(2)每個機架總驅(qū)動電流為1.2a熊过，最多可使用0.8a吝重。

5.2 plc系統(tǒng)原理圖

現(xiàn)場工作實際狀況如圖3所示。

圖3  plc系統(tǒng)原理圖

5.3 實現(xiàn)功能簡介

plc s7-300在本脫硫控制系統(tǒng)中所實現(xiàn)的功能如下：將兩臺循環(huán)泵(m1胖真、m2)沦匿、3臺攪拌機(m3、m4振峻、m5)實現(xiàn)了順序起動臼疫，起動順序為m1→m2→m3→m4→m5,時間間隔為1min，停車時的順序為m5→m4→m3→m2→m1扣孟，時間間隔為30s烫堤。程序如圖4所示。

圖4 電機順序起凤价、停梯形圖

6  結(jié)論

plc s7-300在脫硫系統(tǒng)中的成功運用鸽斟，大大提高了脫硫系統(tǒng)的自動化程度，其可靠性利诺、易維修性的特點極大的減少了運行工人的勞動強度湾盗，達到了現(xiàn)代水處理的要求。該系統(tǒng)自正式投入運行以來立轧，控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定格粪，設(shè)備工作狀況良好，各項指標均達到了設(shè)計要求氛改，設(shè)備的利用率得到提高帐萎，操作人員的工作量和勞動強度大大降低，在一定程度上解決了脫硫系統(tǒng)設(shè)備分散臊癞、復(fù)雜辐逝、難以控制的難題，并配合脫硫工藝完成了脫硫目標绣嫉，達到了預(yù)期效果黄惭。

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