自動控制技術在火電廠煙氣濕法脫硫中的應用

張國梁

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

關鍵詞：自動控制；火力發電廠；煙氣濕法脫硫

在相當長的一段時間里，我國的能源將以消耗煤炭的火力發電為主。其裝機容量和發電量均占全國的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，而火力發電產生的二氧化硫是大氣中二氧化硫的主要來源。能夠對火力發電中二氧化硫進行合理的控制，就能有效地減少酸雨發生，利于環境保護。對于促進火力發電的長期持續健康地發展，實現經濟效益和環境的全面協調發展具有十分重要的作用。

一、簡述濕法煙氣脫硫技術的特點

濕法煙氣脫硫技術的工作原理主要是利用氣液反應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排放出的二氧化硫并最終將其轉變為液態的一種技術，濕法煙氣脫硫技術特別適合一些能夠產生大量二氧化硫并對空氣造成嚴重污染的火力發電廠。該種技術使用面極為廣泛，且在生產運作的過程中不僅反應迅速，脫硫的效率極高，而且安全性能也能夠得到保障。

二、自動控制技術應用于發電廠煙氣濕法脫硫的改進效果

雖然濕法脫硫對火力發電廠煙氣處理起到了重要的作用，但傳統的煙氣濕法脫硫技術還存在許多的不足，例如運行成本高、液氣大導致脫硫效果不佳、廢水處理難、煙氣腐蝕、系統運行穩定性差等，均屬于較為嚴重的幾類問題。基于這種現狀，我國也一直在尋求科學、有效的改進技術，以期能進一步促進煙氣濕法脫硫的效果。近幾年，隨著自動控制技術的成熟與發展，將其應用于煙氣濕法脫硫中，起到了十分良好的作用。而自動控制技術在火力發電廠煙氣濕法脫硫中具體的應用策略與效果如下：

2.1 系統基礎要求

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

2.2 建立自動化脫硫控制系統

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

（1）數據采集。自動化脫硫控制系統中的數據采集系統采用周期循環的方式，不斷地采集濕法脫硫系統的開關模擬量，然后通過網絡將所采集的信息輸送到上位機顯示屏上，脫硫操作人員便可根據數據信息展開操作。同時數據采集系統還具有存儲歷史數據與報警功能，若出現異常時可以進行預警。（2）組態軟件。組態軟件是指對脫硫系統數據采集與監視控制的軟件，軟件種類諸多，主要根據工程設計目的實現為原則選擇。根據煙氣溫法脫硫系統所需要的采樣速度、技術支持、可靠性要求等綜合分析后，選擇最為適用的組態軟件。（3）模擬量控制。模擬量控制系統對濕法脫硫的自動控制起到關鍵作用，主要的控制調節參量包括吸收塔液位、增壓風機人口壓力、石灰石供漿流量、濾餅厚度等。該系統利用閉合回路，對各參量進行控制，通過檢測獲得參量參數值，并與所規定的數值進行比對，得出正負偏值后啟動相應反饋，以保證參量能夠穩定在額定值范圍內。

（4）順序控制。順序控制系統的應用，能夠起到節約人力成本、促進工作效率的作用。按照煙氣濕法脫硫的原理設定合理、規范的運行程序與順序，然后通過自動化、智能化系統的控制，使系統按照設定程序自行運轉，操作人員只需監測系統的運行情況即可。同時通過順序控制系統的約束，一旦發生異常運行現象便可對設備進行連鎖與保護，以此提高系統運行的安全性與穩定性，節約人力資本。

三、煙氣濕法脫硫對發電廠廢氣的處理作用

我國十分重視對發電廠生產過程中污染物的控制，例如發電廠普遍應用的濕法脫硫系統，便屬于發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裝置，去除煙道氣等工業廢氣中的硫氧化物，進而控制廢氣排放，促進環境保護。由于濕法脫硫的反應速度快、脫硫效率高、脫硫添加劑利用率高，在火力發電廠的煙氣脫硫中得到了廣泛應用。

四、應用實例分析

某火力發電廠應用2X300MW機組進行發電，配備有一套完整的自動控制化煙氣濕法脫硫系統，其中所用吸收塔、煙氣系統、石膏脫水系統、廢水處理系統等均是嚴格按照自動控制的要求配置，完全可滿足該機組的脫硫要求。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。漿液再通過反應成為石膏，將脫硫后煙氣加熱升溫后排出煙囪，石膏經脫水后收集出售，廢水處理達標后排放。實例分析可見，該自動控制的脫硫系統技術成熟，脫硫效果佳，通過自動控制技術的應用，使操作人員能實時監控、有效控制各種參數，進而保證了系統長期的安全穩定運行，降低了操作人員的勞動強度，同時還為促進節能減排，保護環境作出了最大貢獻。

五、結語

將自動控制技術應用于火力發電廠煙氣濕法脫硫工作當中，可以使脫硫程序更加規范，提高煙氣處理的效率，保證處理過程的穩定與安全，從而盡最大程度降低發電廠廢氣中的硫含量，控制環境當中的硫污染，為促進火力發電廠環保與經濟效益奠定堅實基礎。

參考文獻

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