脫硫裝置及其控制技術

黃有國

（山西省電力建設四公司，山西 太原 030012）

目前，控制燃煤污染技術有燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后煙氣脫硫3種。而在這3種不同階段的脫硫中，燃燒后煙氣脫硫是唯一大規(guī)模商業(yè)化運作的脫硫技術。按脫硫過程是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫可分為干法、半干法和濕法3種。本文主要介紹的是濕法脫硫工藝。

1 濕法脫硫工藝及控制

1.1 濕法脫硫工藝介紹

典型的石灰石濕法煙氣脫硫裝置主要由下列系統(tǒng)構成：由石灰石粉料倉、石灰石研磨及測量站構成的石灰石漿液制備系統(tǒng)；由增壓風機、回轉式煙氣——煙氣換熱器和煙氣擋板門等構成的煙氣系統(tǒng)；由吸收塔、除霧器、循環(huán)漿液泵和氧化風機等設備構成的吸收系統(tǒng)；由水力旋流分離器、真空過濾皮帶機和廢水旋流站等組成的石膏脫水系統(tǒng)；由工藝水、事故排放和壓縮空氣系統(tǒng)構成的公用系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)。

1.1.1 石灰石漿液制備系統(tǒng)

石灰石漿液制備系統(tǒng)的任務是為脫硫系統(tǒng)提供足夠數(shù)量和符合質量要求的石灰石漿液，包括石灰石卸料、儲存，石灰石漿液磨制，以及石灰石漿液輸送和石灰石漿液供應等。

1.1.2 煙氣系統(tǒng)

煙氣系統(tǒng)是按一套機組配備一套脫硫裝置設計，由煙風道、脫硫增壓風機、擋板門及其輔助設備組成。通過切換旁路擋板和脫硫裝置進出口擋板的開關，從而實現(xiàn)“脫硫裝置的運行”和“脫硫裝置的旁路運行”，以保證在任何情況下不影響發(fā)電機組的安全運行。

1.1.3 吸收系統(tǒng)

吸收系統(tǒng)主要由5大部分組成：吸收區(qū)域、漿液循環(huán)泵、持液槽、除霧器和氧化系統(tǒng)。

1.1.4 石膏脫水系統(tǒng)

石膏脫水系統(tǒng)包括吸收塔排出泵系統(tǒng)、石膏旋流器、真空皮帶脫水機和廢水旋流站。

1.1.5 FGD公用系統(tǒng)

FGD公用系統(tǒng)主要由工藝水和壓縮空氣系統(tǒng)構成。

1.1.6 廢水處理系統(tǒng)

脫硫廢水處理系統(tǒng)采用石灰乳中和，PAC和PAM凝聚，水平沉淀池沉淀，疊片式過濾器過濾的處理工藝。

1.2 脫硫閉環(huán)控制回路

（1）增壓風機導葉自動控制。

（2）吸收塔石灰石漿液流量控制。

（3）吸收塔石膏漿液排放控制。

（4）吸收塔液位控制。

（5）濾液水箱液位控制。

（6）工藝水箱液位控制。

（7）廢水流量控制。

（8）石膏餅厚度控制。

（9）濕式球磨機控制。

（10）石灰石漿液濃度控制。

2 石灰石濕法煙氣脫硫常用控制裝置儀表的測量原理

2.1 壓力測量

濕法煙氣脫硫裝置需要測量煙氣、氧化空氣、漿液泵的密封水、漿液管道及工藝水的壓力，應根據(jù)不同的應用場合選擇適宜的壓力測量裝置。

2.1.1 壓力變送器的工作原理

電容式壓力變送器是先將壓力的變化轉換為電容量的變化，然后進行測量。當工作時，高低壓側的隔離膜片和灌充液將過程壓力傳遞給灌充液，灌充液將壓力傳遞到傳感器中心的傳感膜片上。傳感膜片是一個張緊的彈性元件，其位移隨所受壓力的變化而變化，兩側的電容極板檢測傳感膜片的位置。傳感膜片和電容極板之間電容的差值被轉換為相應的電流、電壓或數(shù)字HART輸出信號。

2.1.2 壓力儀表的選型

壓力計的選用應根據(jù)脫硫工藝生產(chǎn)過程對壓力測量的要求，再結合其他各方面的情況，來加以全面地分析。

壓力測量儀表一般分為兩種：就地壓力表和遠傳壓力變送器。就地壓力表選型原則：測量工藝水、漿液泵的密封水、氧化空氣壓力選用彈簧管壓力表；測力煙道煙氣壓力選用膜盒式壓力表；測量漿液管道壓力選用隔膜壓力表。所有泵出口的壓力表都選用耐震型的。

2.2 流量測量

隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，流量測量的任務越來越重，要求也越來越高，環(huán)境污染也越來越嚴重，為了減少污染，必須對排放的廢氣污水進行計量和控制。

2.2.1 差壓式流量計

測量原理：差壓式流量計由一次檢測原件和二次裝置組成。一次檢測原件包括標準節(jié)流裝置和非標準節(jié)流裝置。標準節(jié)流裝置包括標準孔板、標準噴嘴以及文丘里噴嘴；非標準節(jié)流裝置包括1/4圓噴嘴、雙重孔版、圓孔噴版。不同的節(jié)流裝置有不同的界限雷諾系數(shù)。

2.3 液位測量

FGD系統(tǒng)中需要測量的物位有石灰石倉料位、吸收塔液位、石灰石漿及石膏漿箱池液位、工藝水及濾液水箱池液位等物位，應根據(jù)不同的應用場合選擇適宜的物位測量裝置。

2.3.1 差壓式液位計

測量原理：根據(jù)流體靜力學，可以用壓力來表示液柱高度。因此，表征液柱高度的液位可直接通過測量相應的壓力值來測定。

2.3.2 物位測量傳感器

物位測量傳感器可分為兩大類：一類是測量物位連續(xù)變化的傳感器；另一類是測量以狀態(tài)為目標的開關式傳感器。連續(xù)式測量傳感器主要用于連續(xù)控制的料倉、漿液液位等方面；開關式物位測量傳感器主要用于順序控制的限位、報警等。

2.4 pH計

2.4.1 pH計的檢測原理

pH計的測量儀器是電子電位差計，其基本原理是在被測溶液中插入兩個不同的電極，其中一個電極的電位隨溶液氫離子濃度的改變而變化，稱為工作電極；另一個電極具有固定的電位，稱為參比電極。這兩個電極組成了一個原電池，通過測定兩電極間的電勢就可知道被測溶液的pH值。