糖厂烟气脱硫自动控制系统设计[论文]

糖厂烟气脱硫自动控制系统的设计

摘要：我国有不少企业引入了脱硫系统，但其缺陷在于自动化水平不够高，本文针对烟气脱硫工艺进行研究，在此基础上从入口压力控制、吸收塔二氧化硫脱除率、石膏脱水、石灰石浆液密度、吸收塔液位等方面阐述了自动控制系统的功能与原理，使之适合生产过程的实际需求，在很大程度上减少了烟气脱硫的工作量。

关键词：糖厂烟气脱硫自动控制系统

1、引言

随着国家集约型经济理念的日渐深入和环保要求的提升，不少耗煤企业开始重视生产过程中三废治理装置的配备与使用。为实现制糖企业循环经济的发展和综合效益的提升，一些规模大的糖厂已经在立项技改项目，投资技改环保工程建设及配套工程，其中最重要的就是烟气脱硫工程。我国的煤资源储量非常丰富，我国的一次能源来源中，煤炭占据主要地位，达四分之三以上。由于能源结构的不合理，对煤资源使用过于偏重，导致我国环境污染问题日益严重。煤炭通过燃烧转换为能量，其间排出二氧化硫等气体，严重影响了环境空气质量，所以糖厂的燃煤锅炉烟气脱硫除尘改造工程就显得至关重要。当前，我国有不少企业均引入了脱硫系统，但其缺陷在于自动化水平不够高，难以达到预期的调节品质。所以如何设计一套自动化程度高的烟气脱硫控制系统，是一个亟待解决的问题。本文针对烟气脱硫工艺进行研究，在此基础上从入口压力控制、吸收塔so2脱除率、石膏脱水、石灰石浆液密度、吸收塔液位等方面阐

述了自动控制系统的功能与原理。本文对于蔗糠煤粉锅炉烟气脱硫装置技改工程项目具有很好的借鉴意义。

2 、烟气脱硫自动控制系统设计

2.1 自动控制系统框架设计

下图所示即为本研究所设计构建的基于工控机和plc的烟气脱硫自动控制系统。

图：基于工控机和plc的烟气脱硫自动控制系统

图中，系统上位机选择的是西门子工控机，选用工控机的目的是增强抗干扰能力；数据处理功能需要通过上位机和下位机的密切配合来实现，因而本研究选取的下位机是西门子plc。上下位机之间的通讯则通过适配器实现。为了增强系统自身的安全可靠性，配置美国艾默生的不间断电源。此外，系统配置的外围设备包括戴尔公司的彩色显示器、惠普打印机。脱硫系统通过传感器采集信号数据，由plc初步处理后传输至工控机进行显示和分析，相关的操作则通过控制电路与执行机构传输至脱硫系统，实现自动控制。

2.2 脱硫系统模块的功能设计

2.2.1 烟气脱硫系统的入口压力控制设计

为了弥补烟气脱硫系统的压力流失，配置了增压风机模块。增压风机模块可以结合具体的压力值进行自动或者人工调节，从而把烟气脱硫系统入口压力值控制在限定范围之内。结合设备旁路档板前后压差的变化来为控制回路的压力值进行反馈，从而使压差尽可能趋近于0。出于增强烟气脱硫系统压力调节性能的目的，本设计也

把来自糖厂锅炉的负荷实时数据作为调节的前馈参数。一旦检测到糖厂锅炉的实时负荷变化值达到了临界点，则通过回馈数据启动增压风机的负荷调节程序，从而能够降低从引风机装置到烟气脱硫系统入口处的压力变化值，实现优化烟气压力控制回路调节能力的目的，还能降低烟气压力回路对糖厂锅炉的负面效应。考虑到增压风机模块能够对锅炉主机组产生一定的扰动，所以以上的设置也对主机风起到保护作用。

2.2.2 烟气脱硫系统脱除二氧化硫的设计

烟气脱硫系统对于二氧化硫的脱除率大小取决于在系统吸收塔里添加的石灰液总量。在实际操作中，通过对锅炉所拟定的二氧化硫预期脱出效果来确定加入吸收塔的石灰液。考虑到调节碳酸钙流量的时候会对系统吸收塔浆液的酸碱度产生影响，所以要把浆液的酸碱度控制于合理的区间之中。当浆液的酸碱度过于偏酸，则结合事先拟定的算法与系数对碳酸钙流量进行提升。这就表明必须实时对吸收塔的实际酸碱度进行测量与反馈。此处在石膏排出泵排出管道中布设2套传感器装置，实时测量吸收塔的实际酸碱度，并把酸碱度值和与现拟定的数值进行对比，结合对比结果，由事先的比例积分算法生成具体的酸碱度调节系数，来通过调整调节阀的开度实现此时所需的碳酸钙流量。

2.2.3 烟气脱硫系统石膏脱水控制方案的设计

系统实时测量石膏体的高度，并依此为依据用变频器来对带式过滤器的过滤快慢进行控制。当碳酸钙液的密度已经趋近所拟定的排

放值的时候，激活石膏排出泵，将其从系统吸收塔里排走，碳酸钙液被排出后，流过石膏漩流模块进行浓缩处理，并将处理完毕的石膏液送至传输机，继续来调整石膏体的高度。

2.2.4 烟气脱硫系统碳酸钙液密度控制方案的设计

碳酸钙液密度控制的启动信号来源于两个参量，分别是（1）浆液的进水量数值；（2）碳酸钙传输模块的传输速度。在具体控制时，同时监控和对比碳酸钙出口处的浓度值以及进口水流量值，来调节水阀，从而实现对工艺水流量的控制，并进而调节出口密度。

2.2.5 烟气脱硫系统吸收塔液位控制方案的设计

吸收塔以水冷却的方式对热烟气温度进行控制，而气化后流失的水则以除雾器来补充至合理的量。除雾器通过配置在电动阀门之上的间隔开关控制除雾器的冲洗操作，系统预先设定锅炉吸收塔液位的计算方法，得出除雾器启动的间隔时间，进而控制除雾器的冲洗周期，实现烟气脱硫系统吸收塔液位控制。

3、结束语

实践证明，在糖厂引入烟气脱硫在点控制系统之后，能够达到预期的控制效果，控制系统运行可靠性高，系统管理人员可以准确对工况进行调整，使之适合生产过程的实际需求，在很大程度上减少了烟气脱硫的工作量。

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