電廠脫硫裝置自動化控制系統(tǒng)論述

電廠脫硫裝置自動化控制系統(tǒng)論述

Summary：隨著我廠脫硫系統(tǒng)超低排放改造，為保證系統(tǒng)參數(shù)穩(wěn)定。便于操作控制，進(jìn)行脫硫系統(tǒng)供漿自動設(shè)計(jì)。脫硫吸收塔控制電石渣漿液的進(jìn)入量，來調(diào)整塔內(nèi)循環(huán)漿液的PH值，循環(huán)噴淋的漿液與煙氣反應(yīng)（二氧化硫與石灰石反應(yīng)生成無害石膏）降低煙氣中二氧化硫到合格排放標(biāo)準(zhǔn)。脫硫工藝自動化控制中，石灰石漿液流量、PH值、二氧化硫是最重要的工藝控制指標(biāo)。實(shí)現(xiàn)自動化控制，可提高工藝控制品質(zhì)，減輕人員頻繁操作疲勞度，避免因人員操作失誤而導(dǎo)致的環(huán)保超標(biāo)事故。Keys：超低經(jīng)濟(jì)排放、串級加前饋、調(diào)節(jié)慣性、突破傳統(tǒng)、趨勢判斷、脈沖調(diào)節(jié)、供漿、電石渣漿液、自動控制、分配。引言電廠在日常生產(chǎn)過程中，需要對所需要的煤炭材料燃燒產(chǎn)生煙氣廢棄物中的二氧化硫進(jìn)行脫硫處理，其中我廠采用化工生產(chǎn)廢物電石渣一石膏濕法脫硫是當(dāng)前我電廠采用的效率最的脫硫工藝。通過情況下，鍋爐煙氣濕法脫硫也是一種應(yīng)用比較廣泛的脫硫技術(shù)，濕法脫硫采用向脫硫吸收塔內(nèi)供應(yīng)脫硫劑（電石渣漿液），經(jīng)漿液循環(huán)泵送入噴淋層霧化與鍋爐煙氣進(jìn)行逆向接觸反應(yīng)，煙氣中的SO2、SO3、HCL、HF等酸性成分被吸收，再連續(xù)流經(jīng)1層管式除霧器3層屋脊式除霧器而除去所含霧滴。經(jīng)洗滌和凈化的煙氣流出吸收塔，通過凈煙道進(jìn)入煙囪排放。1、概述脫硫超低排放改造后，二氧化硫控制指標(biāo)范圍更窄，控制要求提高，連續(xù)性供漿可實(shí)現(xiàn)對二氧化硫超低排放的自動控制，供漿調(diào)節(jié)門連續(xù)性調(diào)節(jié)主要控制漿液的PH值穩(wěn)定在一個經(jīng)濟(jì)指標(biāo)值內(nèi)。從而間接使?jié){液與煙氣中二氧化硫反應(yīng)比較經(jīng)濟(jì)（加漿太多，漿液ph值偏高，二氧化硫濃度值趨近于零，不太經(jīng)濟(jì)；加漿太少，漿液ph值偏低，二氧化硫濃度值超標(biāo)高于35mg/m3）。最終使吸收塔系統(tǒng)平穩(wěn)可靠地控制煙氣中二氧化硫的超低經(jīng)濟(jì)排放。2.我廠脫硫系統(tǒng)二氧化硫濃度自動控制算法結(jié)構(gòu)我廠脫硫超低排放改造后，結(jié)合工藝要求，安裝選型了一款陶瓷球閥，需要實(shí)現(xiàn)連續(xù)供槳。生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)提出了二氧化硫控制投入自控的需求，脫硫工藝并不繁瑣，但工況惡劣，系統(tǒng)常出現(xiàn)擾動，比如漿液品質(zhì)惡化，原煙氣濃度不穩(wěn)定，閥門流量特性非規(guī)律性，單一地控制PH值，因化學(xué)反應(yīng)有滯后性，工況稍不穩(wěn)定，PH值就超標(biāo)；單一地控制二氧化硫，更是行不通，因?yàn)槊摿蚬に嚤緛砭褪峭ㄟ^控制漿液的PH值來間接控制二氧化硫濃度在指標(biāo)范圍之內(nèi)。怎么弄呢？反復(fù)的試驗(yàn)，最終確定下控制模式:串級加前饋的控制模式(主調(diào)漿液PH值，副調(diào)漿液流量，前饋加入二氧化硫濃度變化的前饋)。如下圖：這種模式解決了單一調(diào)整PH值的滯后性，并能根據(jù)漿液流量的大小反饋快速調(diào)整調(diào)門的開度，避免進(jìn)漿量忽大忽小，PH值控制不住的尷尬。當(dāng)然這一切必須整定好調(diào)節(jié)器的P.I.D參數(shù)；二氧化硫的濃度變化超過25mg/m3，調(diào)整二氧化硫的調(diào)節(jié)器輸出作為前饋疊加到串級調(diào)節(jié)輸出上，增加供漿量，當(dāng)二氧化硫濃度超過33mg/m3，停止串級調(diào)節(jié)，二氧化硫調(diào)節(jié)器單獨(dú)輸出，避免串級調(diào)節(jié)器反調(diào)抵消二氧化硫調(diào)節(jié)器作用。理論上按照這樣的控制邏輯去調(diào)試，會通過前饋的快速反應(yīng)能力，及時抑制二氧化硫濃度增高的趨勢。3.我廠脫硫系統(tǒng)二氧化硫濃度投入自動控制實(shí)踐分析實(shí)踐應(yīng)用中，因在線分析儀器測量的二氧化硫濃度有時是個虛高值，當(dāng)二氧化硫濃度長起來之后，漿液PH值并沒有下降的趨勢，這時多加進(jìn)去漿液，就會導(dǎo)至串級控制器震蕩，漿液PH值忽大忽小，自控控制失效。如下圖（此圖為傳統(tǒng)自動算法控制的曲線）：圖中棕黃線就是二氧化硫濃度曲線，當(dāng)濃度升高時，白色的閥門曲線上升并持續(xù)在56%閥位上，當(dāng)二氧化硫濃度曲線下降時，因加漿太多，漿液PH值（紅色的曲線）持續(xù)升高，白色的閥門曲線下降并持續(xù)在20%閥位上，這樣一個工況干擾，漿液PH值就忽高忽低，自控曲線震蕩，自動控制失效。怎么控制才能更有效？這是二氧化硫?qū)崿F(xiàn)自控最難的地方，嘗很過很多方法，多次地詢問脫硫?qū)９?，運(yùn)行班長，他們遇到這樣的工況該怎么調(diào)？仔細(xì)分析問題所在，就是怎樣解決當(dāng)二氧化硫濃度增高時，如何判斷是不是虛高值。如下圖（此圖為重新設(shè)計(jì)自動控制算法的曲線）：圖中棕黃線就是二氧化硫濃度曲線，當(dāng)濃度升高時，但自控邏輯算法判斷此時為虛高值，白色的閥門曲線并未響應(yīng)上升，反而下降去調(diào)整漿液中偏高的PH值（紅色曲線）。該怎樣解決二氧化硫調(diào)節(jié)器加漿調(diào)節(jié)慣性（調(diào)節(jié)算法輸出增大后，需要減小時反應(yīng)滯后，不能滿足操作人員的趨勢判斷，迅速關(guān)閥門至小閥位）問題。這需要突破傳統(tǒng)的自控邏輯算法設(shè)計(jì)，當(dāng)調(diào)節(jié)器增加輸出時，自控算法判斷二氧化硫濃度有下降趨勢，迅速歸零二氧化硫調(diào)節(jié)器的輸入，讓輸出大幅減小，快速關(guān)門到小閥位，及時大幅減小供槳量，減小對串級系統(tǒng)的沖擊，穩(wěn)定漿液PH值。另外在自控邏輯算法中增加二氧化硫濃度增趨勢判斷設(shè)計(jì)，漿液PH濃度減趨勢判斷設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)當(dāng)真實(shí)的二氧化硫濃度高時，通過二氧化硫調(diào)節(jié)器快速準(zhǔn)確加漿，當(dāng)二氧化硫濃度有下降趨勢時，及時關(guān)小閥位，保證串級控制系統(tǒng)的穩(wěn)定，漿液PH值不會出現(xiàn)大幅波動。通過實(shí)踐應(yīng)用，當(dāng)二氧化硫濃度增高時，通過所設(shè)計(jì)的邏輯，準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)了實(shí)時脈沖式開關(guān)門的效果，有效地控制了加漿量。如下圖（此圖為重新設(shè)計(jì)自動控制算法的曲線）：圖中棕黃線就是二氧化硫濃度曲線，當(dāng)濃度升高時，自控邏輯算法判斷此時二氧化硫濃度真實(shí)升高，白色的閥門曲線快速響應(yīng)上升；當(dāng)濃度升高后，自控邏輯算法判斷有下降趨勢，白色的閥門曲線迅速拉低。往復(fù)這樣幾次脈沖調(diào)節(jié)，精準(zhǔn)地控制進(jìn)漿量，漿液PH值（紅色曲線）沒有出現(xiàn)大幅波動。經(jīng)過實(shí)踐證明，這種自控邏輯的設(shè)計(jì)，可有效地適應(yīng)脫硫塔內(nèi)不穩(wěn)定的工況，穩(wěn)定地投入二氧化硫自控。如下圖（此圖為重新設(shè)計(jì)自動控制算法的曲線）：圖中棕黃線就是二氧化硫濃度曲線，當(dāng)濃度保持在25mg/m3以下時，自控算法只調(diào)整漿液PH值，白色閥門曲線不在響應(yīng)棕黃線二氧化硫濃度曲線的變化。5、結(jié)語以上闡述的自控邏輯算法，可有效地為運(yùn)行操作提供更加安全可靠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行手段，粗略統(tǒng)計(jì)，自控運(yùn)行模式與手動調(diào)整模式相比，每天可節(jié)約30T成品漿液，能比較平穩(wěn)地控制住吸收塔內(nèi)漿液的PH值。最終實(shí)現(xiàn)二氧化硫的超低經(jīng)濟(jì)排放的自動控制。Reference[1]王森，張廣文，蔡井剛.燃煤電廠濕法脫硫廢水“零排放”蒸發(fā)濃縮工藝應(yīng)用綜述[J].陜西電力，2014，42（6）：94-98