基于PLC的火電廠煙氣脫硫控制系統研究與設計

朱靳

摘要：PLC是火電廠煙氣脫硫系統的重要環節之一，其系統的設計與運用是煙氣脫硫脫硝的重點和難點。本文結合了作者多年來的工作經驗主要闡述了火電廠煙氣脫硫系統及PLC的設計，僅供參考。

關鍵詞：火電廠;煙氣脫硫;控制

隨著現代工業的不斷發展，大氣污染的主要來源于燃煤、煙氣、燃油等，不同地區的工業來源中含有大量的二氧化硫，這就造成了大氣污染。石灰石可以有效的控制脫硫（FGD） 系統污染物的排放。通過了解火電廠脫硫系統的特點，對火電廠煙氣脫硫的控制系統（PLC）進行分析，找到可以控制火電廠脫硫物質的方法。

1.系統介紹

火電廠煙氣脫硫控制系統有2部分組成，分為上位和下位機。上位機用來進行實時監控界面，利用西門子組態軟件進行繪制。下位機通過西門子PLC S7-400，進行設備的控制控制，保證系統的實行，。

通過濕法煙氣脫硫技術來對脫硫系統進行有效的脫硫。系統運用鈉堿液作為脫硫吸收劑，用鈉堿液脫硫的鈉離子的水溶液進行循環，可以有效的處理水泵管道和設備的堵塞狀況，這些有效的保證了系統的運行，減少了資金的浪費。

2.控制系統的研究和設計

控制系統采用PLC，通過傳感器、控制器、上位機等現場技術，保證系統設備的先進性。加上控制系統的程序和HMI技術，保證了基礎結構的穩定性，更便于系統的維護。按照設置的周期要求應用PLC控制系統進行對溫度、壓力、流量、顆粒濃度及SO2濃度值等方面的采集，通過計算統計出SO2的濃度指數，根據實時SO2濃度值對脫硫劑使用量進行控制。控制系統硬件結構包括處理器、溫度傳感器和壓力傳感器等模塊。通過皮托管和壓力變送器的方式測試煙氣的流量和壓力，采用鉑熱電阻來檢測氣體的溫度，用光閃爍的方法檢測煙氣中顆粒物體的濃度。對煙氣系統參數嚴格精確要求，將這些數據傳送給處理器模塊，通過對 SO2濃度測量模塊的統計數值，計算出實時下的二氧化硫濃度值。

脫硫控制系統為西門子S7-400的控制系統，這個控制系統具有遠程的功能，可以和太網相連。可以確保下位機PLC數據可以通過遠程來儲存分析和維護。而上位機和網絡聯系可以幫助人們保證實時煙氣監控。利用PLC收集相關數據，將相關數據傳輸到上位機進行處理，相互間通過太網進行通信監控，確保可以在任何時候都可以第一時間了解系統情況，并根據相關情況作出相應的控制處理方案。利用周期性和系統要求的速率進行采集，采集內容有煙氣的流量和溫度、SO2的溶度等。火電廠煙氣燃煤情況要進行實時的系統控制，因為系統控制具有調節功能，可以有效調節脫硫漿液液位、脫硫漿液的PH值和濃度。脫硫控制系統包括控制器和編程，檢測內容包括溫度、壓力、流量和顆粒的濃度等。確保系統控制可以合理運行，上位機要設置相關的程序進行實時監控，如程序故障、報警和緊急停止程序、狀態程序等進行監控。上位機采用組態監控軟件，對整個程序和系統進行全面性的實時監控。下位機采用S7-400編程進行控制。PC適配器MPI多點接口卡和PLC相結合，做好停電的預防工作，保證不受停電相關的外部因素影響系統運行。上位機的作用為參數的設定、系統的參數設定、系統運行設備的檢測等方面。煙氣脫硫硬件系統控制的要求很嚴格，高要求也保證了系統的安全性和可靠性。PLC系統控制軟件中S7-400 PLC的功能和速度都保持良好的效率，緊湊的結構也是基本的保障。SIMATIC S7-400因為其性能和價格均衡，有較高的性能，所以可編程控制器被國內市場廣泛使用。

脫硫工藝要利用石灰石（石膏）濕法去除煙氣，鍋爐煙氣除塵后，通過引風機系統將煙氣從煙道口排出，降低換熱器溫度。煙氣流向是從下往上進行流動的，石灰液可以充分的吸收煙氣，能夠抵抗干擾，效果很好。嚴格按照系統要求，進行脫硫控制。系統控制需要采集相關的數據進行測量，這就需要做到實時監測pH值、煙塵濃度和溫度、煙氣的壓力等，在第一時間內掌握了解這些必要的數據。保證酸堿溶液的濃度和導電率成正比，對酸堿溶液進行監測。酸堿溶液輸入電導池要注意電極和電容的分配要合理，確保等效電阻。電流流過時，輸出的電流和電導率保持線性關系，保證電導率和溶液的酸、堿度成正比。逐步監測出溶液的電流，測算出酸、堿和鹽的濃度和pH值。pH傳感器輸出4～20 mA信號，經A/E轉換設備，煙塵監測儀可以有效的測量煙塵的濃度，監測儀采用光的發散照射或折射的原理吸收和散射灰塵濃度，定量反射煙塵的濃度。利用不同的溫感設備監測煙氣的溫度，通過PT100軟件控制熱電阻，測量電阻溫度。溫度傳感器可選用PT100型測溫組件，通過PT100或是相應的調理模塊進行對溫度信號的監控。將轉換數值為1～5 V的電壓量的時候，就可以通過轉換裝置輸送到A/E設置。壓力測量傳感器有很多的模式，電阻、電感壓力、電容式、壓點式等多種壓力方式的傳感器，結合環境和壓力的范圍，綜合考慮選擇哪一種形式更為合適的。S7-400 PLC的通信軟件是采用專用的5611卡和MPI接口卡實現完成的。對中小型工業，如坑口電廠中脫硫控制系統，因為資金投入較大、成本較高，造成了這些中小型企業沒辦法合理的運用相關的硬件，保證操作人員的素質和操作技術水平。中小工業只能利用普通插口進行PLC和上位機的通信。目前RS 232也被廣泛的運用到通信工業中。西門子S7-400 PLC可有效的擴寬通信模塊，可利用普通模塊和IPC610相連接，進行通信脫硫技術。

3.結語

火電廠煙氣脫硫脫硝是多個專業相互交融的復雜系統，作為煙氣脫硫脫硝系統其中的一個環節，技術人員要積極的學習和總結經驗，結合項目的實際對系統的PLC進行優化設計，從而提高煙氣脫硫脫硝效率。