自動控制技術(shù)在火電廠煙氣濕法脫硫中的應(yīng)用

張國梁

摘 要：基于我國火力發(fā)電廠的生產(chǎn)運行過程分析，使人們了解發(fā)電廠所排放大量煙氣對大氣造成的嚴(yán)重污染。本文先從濕法煙氣脫硫技術(shù)的特點簡述入手，接著提出煙氣濕法脫硫?qū)μ幚戆l(fā)電廠廢氣的重要作用，同時論述自動控制技術(shù)應(yīng)用于發(fā)電廠煙氣濕法脫硫中的效果。最后通過某發(fā)電廠實例應(yīng)用，評價發(fā)電廠煙氣濕法脫硫中自動控制技術(shù)的實際應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：自動控制；火力發(fā)電廠；煙氣濕法脫硫

在相當(dāng)長的一段時間里，我國的能源將以消耗煤炭的火力發(fā)電為主。其裝機(jī)容量和發(fā)電量均占全國的80%左右，是名副其實的煤炭消耗大戶。因此，我國的二氧化硫主要是來自于煤炭的大量燃燒，而火力發(fā)電產(chǎn)生的二氧化硫是大氣中二氧化硫的主要來源。能夠?qū)鹆Πl(fā)電中二氧化硫進(jìn)行合理的控制，就能有效地減少酸雨發(fā)生，利于環(huán)境保護(hù)。對于促進(jìn)火力發(fā)電的長期持續(xù)健康地發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境的全面協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的作用。

一、簡述濕法煙氣脫硫技術(shù)的特點

濕法煙氣脫硫技術(shù)的工作原理主要是利用氣液反應(yīng)來處理煙氣中伴生的二氧化硫，是通過具有吸附作用的液體來吸收工業(yè)排放出的二氧化硫并最終將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的一種技術(shù)，濕法煙氣脫硫技術(shù)特別適合一些能夠產(chǎn)生大量二氧化硫并對空氣造成嚴(yán)重污染的火力發(fā)電廠。該種技術(shù)使用面極為廣泛，且在生產(chǎn)運作的過程中不僅反應(yīng)迅速，脫硫的效率極高，而且安全性能也能夠得到保障。

二、自動控制技術(shù)應(yīng)用于發(fā)電廠煙氣濕法脫硫的改進(jìn)效果

雖然濕法脫硫?qū)鹆Πl(fā)電廠煙氣處理起到了重要的作用，但傳統(tǒng)的煙氣濕法脫硫技術(shù)還存在許多的不足，例如運行成本高、液氣大導(dǎo)致脫硫效果不佳、廢水處理難、煙氣腐蝕、系統(tǒng)運行穩(wěn)定性差等，均屬于較為嚴(yán)重的幾類問題。基于這種現(xiàn)狀，我國也一直在尋求科學(xué)、有效的改進(jìn)技術(shù)，以期能進(jìn)一步促進(jìn)煙氣濕法脫硫的效果。近幾年，隨著自動控制技術(shù)的成熟與發(fā)展，將其應(yīng)用于煙氣濕法脫硫中，起到了十分良好的作用。而自動控制技術(shù)在火力發(fā)電廠煙氣濕法脫硫中具體的應(yīng)用策略與效果如下：

2.1 系統(tǒng)基礎(chǔ)要求

為促進(jìn)自動控制技術(shù)的應(yīng)用效果，首先要重視對煙氣濕法脫硫系統(tǒng)的整體優(yōu)化；（1）吸收塔。煙氣中的有害氣體可以吸收塔中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被吸收，吸收塔的類型較多，基于噴淋塔的吸收效果佳，效率高，可以優(yōu)先選擇。（2）煙氣系統(tǒng)。由于濕法脫硫時會對煙氣進(jìn)行降溫，導(dǎo)致降溫后的煙氣無法順利排出，因此需應(yīng)用煙氣系統(tǒng)，對脫硫后的煙氣進(jìn)行加溫，以便能順利排出。（3）石膏脫水系統(tǒng)。脫硫反應(yīng)的生成物是石膏，可以將其作為附加產(chǎn)品出售，因此需采用石膏脫水系統(tǒng)，將石膏中水份分離出。（4）廢水處理系統(tǒng)。在石膏分離出的同時也會排出廢水，廢水處理不當(dāng)仍會到環(huán)境造成污染，因此需建立廢水處理系統(tǒng)，將廢水進(jìn)行匯集沉淀，接著導(dǎo)人到澄清系統(tǒng)中，通過污泥去除、藥物分解等操作將廢水處理至排放標(biāo)準(zhǔn)方可排放。

2.2 建立自動化脫硫控制系統(tǒng)

將煙氣濕法脫硫控制系統(tǒng)分為三大部分（煙氣處理系統(tǒng)、洗滌吸收系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)），采用DCS系統(tǒng)作為每個部分的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、組態(tài)軟件、模擬量控制、順序控制四個部分所組成。

（1）數(shù)據(jù)采集。自動化脫硫控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用周期循環(huán)的方式，不斷地采集濕法脫硫系統(tǒng)的開關(guān)模擬量，然后通過網(wǎng)絡(luò)將所采集的信息輸送到上位機(jī)顯示屏上，脫硫操作人員便可根據(jù)數(shù)據(jù)信息展開操作。同時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還具有存儲歷史數(shù)據(jù)與報警功能，若出現(xiàn)異常時可以進(jìn)行預(yù)警。（2）組態(tài)軟件。組態(tài)軟件是指對脫硫系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制的軟件，軟件種類諸多，主要根據(jù)工程設(shè)計目的實現(xiàn)為原則選擇。根據(jù)煙氣溫法脫硫系統(tǒng)所需要的采樣速度、技術(shù)支持、可靠性要求等綜合分析后，選擇最為適用的組態(tài)軟件。（3）模擬量控制。模擬量控制系統(tǒng)對濕法脫硫的自動控制起到關(guān)鍵作用，主要的控制調(diào)節(jié)參量包括吸收塔液位、增壓風(fēng)機(jī)人口壓力、石灰石供漿流量、濾餅厚度等。該系統(tǒng)利用閉合回路，對各參量進(jìn)行控制，通過檢測獲得參量參數(shù)值，并與所規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行比對，得出正負(fù)偏值后啟動相應(yīng)反饋，以保證參量能夠穩(wěn)定在額定值范圍內(nèi)。

（4）順序控制。順序控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠起到節(jié)約人力成本、促進(jìn)工作效率的作用。按照煙氣濕法脫硫的原理設(shè)定合理、規(guī)范的運行程序與順序，然后通過自動化、智能化系統(tǒng)的控制，使系統(tǒng)按照設(shè)定程序自行運轉(zhuǎn)，操作人員只需監(jiān)測系統(tǒng)的運行情況即可。同時通過順序控制系統(tǒng)的約束，一旦發(fā)生異常運行現(xiàn)象便可對設(shè)備進(jìn)行連鎖與保護(hù)，以此提高系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性，節(jié)約人力資本。

三、煙氣濕法脫硫?qū)Πl(fā)電廠廢氣的處理作用

我國十分重視對發(fā)電廠生產(chǎn)過程中污染物的控制，例如發(fā)電廠普遍應(yīng)用的濕法脫硫系統(tǒng)，便屬于發(fā)電廠廢氣處理中常用的方法。煙氣濕法脫硫是指利用安裝于煙道末端、除塵器之后的一種脫硫系統(tǒng)裝置，去除煙道氣等工業(yè)廢氣中的硫氧化物，進(jìn)而控制廢氣排放，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)。由于濕法脫硫的反應(yīng)速度快、脫硫效率高、脫硫添加劑利用率高，在火力發(fā)電廠的煙氣脫硫中得到了廣泛應(yīng)用。

四、應(yīng)用實例分析

某火力發(fā)電廠應(yīng)用2X300MW機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，配備有一套完整的自動控制化煙氣濕法脫硫系統(tǒng)，其中所用吸收塔、煙氣系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等均是嚴(yán)格按照自動控制的要求配置，完全可滿足該機(jī)組的脫硫要求。脫硫時采用石灰石作為脫硫吸收劑，通過磨粉加水將其攪拌成吸收漿液，并在吸收塔內(nèi)將吸收漿液與煙氣混合，使煙氣中二氧化硫被吸收至漿液中。漿液再通過反應(yīng)成為石膏，將脫硫后煙氣加熱升溫后排出煙囪，石膏經(jīng)脫水后收集出售，廢水處理達(dá)標(biāo)后排放。實例分析可見，該自動控制的脫硫系統(tǒng)技術(shù)成熟，脫硫效果佳，通過自動控制技術(shù)的應(yīng)用，使操作人員能實時監(jiān)控、有效控制各種參數(shù)，進(jìn)而保證了系統(tǒng)長期的安全穩(wěn)定運行，降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，同時還為促進(jìn)節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境作出了最大貢獻(xiàn)。

五、結(jié)語

將自動控制技術(shù)應(yīng)用于火力發(fā)電廠煙氣濕法脫硫工作當(dāng)中，可以使脫硫程序更加規(guī)范，提高煙氣處理的效率，保證處理過程的穩(wěn)定與安全，從而盡最大程度降低發(fā)電廠廢氣中的硫含量，控制環(huán)境當(dāng)中的硫污染，為促進(jìn)火力發(fā)電廠環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益奠定堅實基礎(chǔ)。

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