电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用研究

张宏哲 胡永光

摘要：近年来，伴随着快速发展的科研技术，社会的环境问题已然上升到法律层面。一部分新的还处于试验阶段的脱硫技术，已经被我们国家的科研工作人员开发出来了，然而多数需要继续进行工业实践考证。伴随大家越来越重视对环境治理以及工业烟气排放量的持续增长，我国脱硫技术发展的主要趋势是利用成本少、运行资金低、脱硫效能高、脱硫剂使用率高、低污染、没有二次污染的电气自动化系统脱硫技术。本文简要阐述电气自动化系统在烟气脱硫工程中的应用，以期提供参考。

关键词：电气自动化;烟气脱硫;应用研究

引言

二氧化硫是有毒气体中的一个类别。对二氧化硫有害气体很敏锐尤其是人类若是患有心脏病和呼吸系统的疾病。即便是正常人也会生病如果在高浓度二氧化硫的环境中。占90%以上使用钙法溶气浮选的工业技术。脱硫技术有以下几种：包含湿法、干法和半干法（半湿法）依照脱硫进程中吸收剂和脱硫产物的干湿状况来进行分类。脱硫脱硝装置工艺采用雾化石灰浆与喷雾干燥塔烟气接触。与二氧化硫反应后，石灰浆生成干固体反应物。最后与粉煤灰一起由除尘器收集。烟气脱硫脱硝装置的腐蚀控制是影响装置长期安全运行的关键问题之一。二氧化硫是一种无色、有气味的气体。在世界二氧化硫年排放量排行中我国二氧化硫年排放量的“名列前茅”。因此，依据这种情况，本文研究了烟气脱硫PLC/DCS自动化控制系统，该系统能处理二氧化硫，符合环保要求。

1.烟气脱硫的主要技术类别

当前，烟气脱硫的主要技术主要包括燃烧前脱硫技术、燃烧中脱硫技术和燃烧后脱硫技术三大类。

（1）燃烧前脱硫主要是指洗煤转化，能减少煤中含硫的数量，提升煤的价格，满足环保要求的标准。主要包括燃烧低硫煤和物理化学洗煤在燃烧前脱硫程序中。（2）燃烧脱硫是指在煤中加入石灰石等脱硫剂，使燃烧与脱硫同步进行。主要技术包括型煤固形技术、循环流化床脱硫技术和燃煤鍋炉喷吹/尾部增湿活化技术。（3）通过物理或化学方法去除烟气中的二氧化硫称为燃烧后脱硫，又叫做烟气脱硫（FGD）。火电厂在治理二氧化硫污染最完善、应用最普遍、最灵验的脱硫技术是烟气脱硫。将烟气脱硫技术分为湿法烟气脱硫技术、干法烟气脱硫技术和半干法烟气脱硫技术依照脱硫剂和副产物进出吸收器的情况。

2.烟气脱硫自动化系统的重要性

当前，空气里的二氧化硫污染严重在我们国家很多城市中。煤炭能源消费结构是造成我国二氧化硫污染的重要原因。燃煤电站是煤炭消费的主体。二氧化硫排放量接近全社会总排放量的50%。限制二氧化硫污染的关键因素是控制火电厂二氧化硫的排放。在火电厂烟气脱硫控制系统中起到主要影响的是自动控制系统。所以，务必提升操作烟气脱硫自动化系统的水平和质量才能提高脱硫效率。

目前工业上减少二氧化硫排放的主要方法是：烟气脱硫，即将燃煤后锅炉排出的烟气引入石灰水中洗涤，吸收硫磺产品，最后把石灰水洗涤气加入氢氧化钠中再生。当前包括有石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫、喷雾干燥脱硫、氧化镁脱硫、烟气循环流化床脱硫、海水脱硫以及电子束脱硫在烟气脱硫工艺中应用广泛。其中氧化镁脱硫和湿法脱硫是两种应用广泛的脱硫技术。

3.脱硫PLC/DCS自动化控制系统在烟气脱硫工程中的应用

3.1脱硫PLC/DCS自动化控制系统适用范围

脱硫PLC/DCS自动控制系统能满足冶炼企业钢铁烧结烟气脱硫和火电厂烟气脱硫的环保要求。脱硫PLC/DCS自动控制系统的显著特点是脱硫效率高、不存在二次污染、可回收再利用二氧化硫等，能够满足各企业循环经济的要求。

3.2脱硫PLC/DCS自动化控制系统的优势

根据脱硫工艺特点，脱硫自动化系统控制一般包括烟气输送及温度调节系统、吸收塔系统、吸收剂制备及供应系统、二氧化硫吸收及氧化系统、副产物处理系统以及废水处理系统。具体项目脱硫系统组成因条件不同略有不同，结合用户需要，可提供DCS或PLC系统方案。

主要通过使用各类碱性吸收剂吸收烟气中的SO2，同时把它转化成为稳固安定容易分离的硫化物，从而达到脱硫的目的是烟气脱硫技术的原理.根据客户要求提供多种脱硫工艺控制系统，其中石灰石-石膏脱硫是一种比较经济实用的脱硫方法，拥有非常好的市场景象和情形。此技术具备工艺成熟、脱硫效率高、稳定性好、系统简单、脱硫成本低、运行可靠、最终固体产物易处理等优点。

3.3脱硫PLC/DCS自动化控制系统组成及功能

3.3.1系统组成

整个脱硫控制系统采用管理级、控制级、工艺级三层网络结构，包括数据采集与处理、模拟量控制、顺序控制、保护联锁、报警等功能。

过程级控制关键是对生产过程进行控制，使用用PLC和执行机构（电控阀、变频器）。此外，使用智能仪表采集系统正常运行时的现场压力、温度、流量等数据，采用闭环控制，系统根据设定值与测量值的差值实现自动控制，使控制值自动稳定在设定值;现场工作者能直接操作控制阀、变频器等执行机构当自动控制系统出现异常时，即使用手动控制，以确保整体系统的安全、稳定、有效运行。

为了完成烟气脱硫系统的监控和管理，监控级运行可通过对实时数据收集和操作软件（监控组态软件）来达到。监测范围包括：现场控制设备的启停运行和运行状态;脱硫控制系统动态参数;脱硫除尘后烟气中烟尘和SO2的排放浓度。整个系统功能范围内的所有报警项均可在显示器上显示并打印。

3.3.2系统功能

可以经过脱硫控制系统达到液位自动操控、调节pH值PID、控制排灰精确度等功效，有效提高脱硫效率，使SO2排放达到国家环保标准。该控制系统可靠、高效、经济，为工业用户带来了很大优势及利益。

3.4钢铁厂烟气脱硫PLC/DCS自动控制系统实例研究

在节能减排形势下，做好二氧化硫减排工作的主要任务之一是烟气脱硫。综合当前的情况，采用先进技术，设计了一套完善合理的电厂烟气脱硫PLC/DCS控制系统方案，沂水大地玉米有限公司、中国重汽济南卡车有限公司等数十家企业用户使用了烟气脱硫装置的自动化控制系统方案，并取得了优异的效果。

结束语

最近这几年，我们国家在烟气脱硫产业化方面迅速发展，得以进步，并通过自主研究与开发、从外地或外国引入新的技术经过实践学习后进一步改进，大体上可以达到火电厂烟气脱硫技术国产化能力“十五”期间二氧化硫减排的需求。而今，我们国家火电厂脱硫配套设备设施和材料具备一定的选择余地，基本实现国产化。和国外相比，略微显现满足不了需要还有少部分大体积专业设备设施、运作操控系统和监控系统的机能等方面。

随着科学技术的发展，新技术的产生将涉及到许多不同的学科。目前，现有的各种技术各有利弊。使用时应该详细研究，从成本、运作、环境保护等方面整体进行思考，选用相应的脱硫手法。所以，关注学习其他学科的最新脱硫发展技术和探究成果，并将探究成果运用到烟气脱硫工艺里，以上是一条重要途径对于精通掌握运用电气自动化系统等新型脱硫手法。由于其独特的特点，将有很大的发展空间。

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