一種大型脫硫裝備模塊化控制系統的製作方法
2023-07-04 04:58:51 1
專利名稱：一種大型脫硫裝備模塊化控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及型脫硫裝置控制技術領域，尤其涉及大型溼法脫硫裝置的控制，屬於環保技術領域。
背景技術：
我國政府十分重視SO2的控制工作，控制SO2的排放量是環保的重點。目前煙氣脫硫包括幹法、半乾法和溼法三大類，其中溼法佔脫硫裝置的95%以上。我國的脫硫控制裝置一般都是隨進脫硫裝置一起進入的。其安裝的監測系統按功能劃分有兩類:一類是與脫硫除塵設備配套；另一類則為汙染源監控。根據統計表明，環境監測系統的應用形勢不容樂觀，系統能夠全部運行並發揮作用的幾乎沒有，其中，系統不能運行、停運或從未投入運行的佔總數的45%。造成這種情況的主要原因是在脫硫控制系統沒有進行模塊化，造成且產品的售後服務方面存在較大問題，必定引起脫硫效率的低下和資源的浪費，造成脫硫成本的增加。目前基於上述的脫硫控制技術的難點，需要一種智能化、模塊化的燒結煙氣的脫硫裝置的控制系統。
發明內容
一種大型脫硫裝備模塊化控制系統系統是基於PLC的模塊化控制系統，其中包括脫硫過程控制模塊、過程監控模塊、煙氣檢測模塊、上位機控制模塊。系統將現場的相關數據從現場傳送至各個控制模塊，並加以分析與控制脫硫裝置的運行。過程控制模塊包括以下幾個迴路:脫硫劑濃度調節迴路；脫硫液PH的迴路；脫硫液池液面高度的迴路；引風機控制；氧化壓縮機的控制。過程監控模塊以PLC為控制核心。將現場數據通過輸入輸出模塊傳送至中央處理器，中央處理器通過總線與觸控螢幕相連，操作者可以適時接收現場數據，監控脫硫系統工作情況。煙氣檢測模塊包括煙氣流量、SO2溶度、煙氣溫度、顆粒溶度等。上位機控制模塊包括伺服器、工控機。伺服器瞬時記錄和歷史報表，對於工藝參數進行數據保存，以便生產調試與事故分析、查詢。採用SQL-sever資料庫進行數據採集與存儲。
無
具體實施例方式一種大型脫硫裝備模塊化控制系統系統是基於PLC的模塊化控制系統，其中包括脫硫過程控制模塊、過程監控模塊、煙氣檢測模塊、上位機控制模塊。系統將現場的相關數據從現場傳送至各個控制模塊，並加以分析與控制脫硫裝置的運行。(I)過程控制模塊脫硫過程控制模塊，包括以下幾個迴路:脫硫劑濃度調節迴路；脫硫液PH的迴路；脫硫液池液面高度的迴路；引風機控制；氧化壓縮機的控制。a、脫硫劑濃度調節脫硫劑濃度調節採用秤重法來控制脫硫藥劑的投放量、通過電磁閥來控制水的流量。濃度是脫硫藥劑與水的固定比值，可以進行偏差抑制的PID運算，得到的輸出作用在螺旋給料機的變頻器上，以達到運行的期望。在脫硫劑濃度調節模塊中也可以採用延長PID調節的採樣周期的控制方法，使脫硫劑濃度穩定在一定範圍之內。b、脫硫液PH值調節脫硫液PH值調節的目的在於調節脫硫循環液池的PH值，使煙氣與脫硫液在最適合的PH值下發生化學反應，這是保證脫硫效率的關鍵。當PH值大於設置值時，PLC降低脫硫液泵的轉速來調節的脫硫液的PH值。當PH值小於設置值時，PLC增加脫硫液泵的轉速來調節的脫硫液的PH值。當PH值在兩個設置值之間時，PLC保持脫硫液泵的轉速來維持的脫硫液的PH值的穩定。脫硫液PH值調節採用串級PID控制的算法。C、脫硫液池的液位調節液位調節的目的在於使脫硫液池的液面保持穩定。由於燒結機脫硫過程中不斷消耗水，通過閉環控制迴路使脫硫液池的液位保持在一定的範圍中。系統正常工作時，設置液面的固定高度值，當液面達到一定高度時發出聲光報警，停止向脫硫液池加水。當液面低於一定高度時也發出聲光報警，打開電磁閥向脫硫液池加水，同時按照一定的比例向脫硫液池加入起泡劑。液位調節閉環調節控制算法採用是PID調節，PID算法滿足脫硫液池的工作需要。d、引風機控制系統主要通過燒結煙氣流量來控制引風機，以保證脫硫的正常進行。當檢測到煙氣流量變大時，PLC增加引風機變頻器的輸入電壓，增加風機的轉速；當檢測到煙氣流量變小時，PLC降低引風機變頻器的輸入電壓，降低風機的轉速。其算法主要是PID，這是因為PID算法簡單而且能夠滿足工程的需求。e、氧化壓縮機的控制氧化壓縮機控制主要通過顆粒物溶度來控制氧化壓縮機的轉速。系統首先檢測顆粒物溶度，當顆粒溶度大於設置上限值時，增加氧化壓縮機的轉速；當顆粒溶度小於設置下限值時，系統降低氧化壓縮機的轉速。當顆粒溶度在兩個設置值之間時，系統保持氧化壓縮機的轉速不變。(2)過程監控模塊過程監控模塊以PLC為控制核心。將現場數據通過輸入輸出模塊傳送至中央處理器，中央處理器通過總線與觸控螢幕相連，操作者可以適時接收現場數據，監控脫硫系統工作情況。中央處理器經過分析後控制引風機、氧化壓縮機、石灰乳泵、漿液循環泵、水泵等設備的運行。過程監控模塊將測量系統的液位高度的測量；氧化壓縮風機轉速的測量；石灰乳泵的流量的測量；引風機轉速的測量；PH值的測量；現場視頻的測量。
過程監控模塊按照I分鐘採集一次的速度，周期性地從現場採集上述的數據量。通過數據線傳輸給PLC，並在觸控螢幕中加以顯示，作為操作人員監視和操作現場設備的提供了依據。其基本功能有:數據採集、數據顯示、報警、數據存儲。(3)煙氣檢測模塊煙氣檢測模塊包括煙氣流量、SO2溶度、煙氣溫度、顆粒溶度等。煙氣流量採用皮托管法。即在管道中流動的燒結煙氣同時受到兩種壓力的作用，即靜壓和動壓。由於氣體的流速與氣體的動壓的平方根成正比，因此可根據測得的動壓計算氣體的流速。SO2溶度採用紫外差分吸收光譜法測量，當紫外光照射到SO2的氣體分子時，其吸收特定波長的紫外光。差分吸收光譜法將氣體的吸收光譜分解為快變和慢變兩個部分，然後利用快變部分進行計算分析確定被測氣體的濃度。煙氣溫度利用鉬熱電阻隨溫度產生變化的特性來測量燒結煙氣溫度，顆粒溶度採用光閃爍法測量，通過測量光的閃爍幅度即可得到煙道氣體中的顆粒物濃度測量值。含氧量即採用氧化鋯氧含量傳感器來測量。(4)上位機控制模塊為了方便系統的管理和操作，將整個系統的功能操作集中到監控中心，同時通過有效的組態實現整個系統的適時狀態的功能，使整個系統的局部與總貌呈現在整個上位機上，同時根據現場需要將相應的實時數據採集到資料庫中，在歷史曲線和歷史報表中體現出來。上位機控制模塊包括伺服器、工控機。伺服器瞬時記錄和歷史報表，對於工藝參數進行數據保存，以便生產調試與事故分析、查詢。採用SQL-sever資料庫進行數據採集與存儲。工控機可控制現場所有設備的啟停、物料的供給和輸送、控制量設定等操作。系統有現場、本地、集中操作三種控制方式。顯示部分顯示整體系統工藝、脫硫塔的各個部分的運行情況及各個參數的實時狀態等。系統故障時，聲光報警，報警欄顯示報警故障，並將故障的位置，名稱、時間記錄到後臺資料庫中以供事後追憶與分析。下面結合具體的實施例對本發明作進一步的說明。脫硫過程控制模塊採用西門子的300系列的PLC，該模塊能滿足大型煙氣脫硫裝置的性能的要求。通過控制系統有效的控制引風機、氧化壓縮機、石灰乳泵、漿液循環泵、水泵等設備的運行。過程監控模塊採用西門子的300系列開關、模擬量輸入輸出模塊，有效的測量系統液位高度、PH值、壓力、轉速等。煙氣檢測模塊採用西門子的300系列模擬量輸入輸出模塊，有效測量煙氣流量、SO2溶度、煙氣溫度、顆粒溶度等值上位機控制模塊採用電腦作為伺服器和工控機，採用組態軟體進行系統的編程。
權利要求
1.一種大型脫硫裝備模塊化控制系統，其特徵在於:它包括脫硫過程控制模塊、過程監控模塊、煙氣檢測模塊、上位機控制模塊四個模塊。
2.根據權利要求1所述的脫硫過程控制模塊，包括以下幾個迴路: (1)脫硫劑濃度調節迴路； (2)脫硫液PH迴路; (3)脫硫液池液面高度迴路； (4)引風機控制迴路； (5)氧化壓縮機 控制迴路。
3.根據權利要求2所述的脫硫控制迴路模塊，其特徵在於: (1)控制脫硫劑濃度調節，控制部件包括電磁閥、螺旋給料器； (2)控制脫硫液PH，控制部件包括脫硫循環泵、攪拌機； (3)控制脫硫液池液面高度，控制部件包括水泵、電磁閥； (4)控制引風機轉速，控制部件包括引風機； (5)控制氧化壓縮機轉速，控制部件包括氧化壓縮機。
4.根據權利要求1所述的過程監控模塊，其特徵在於: (1)液位高度的測量； (2)氧化壓縮風機轉速的測量； (3)石灰乳泵流量的測量； (4)引風機轉速的測量； (5)PH值的測量； (6)現場視頻的監控。
5.根據權利要求1所述的煙氣檢測模塊，其特徵在於: (1)煙氣流量值； (2)煙氣SO2溶度值； (3)煙氣溫度值； (4)顆粒物濃度值； (5)煙氣含氧量值。
6.根據權利要求1所述的上位機控制模塊，其特徵在於: (1)伺服器保存下位機所測量的模擬量、開關量、電氣開關量； (2)工控機顯示及控制系統的狀態。
全文摘要
一種大型脫硫裝備模塊化控制系統，屬於環保控制技術領域，所述的控制系統適用於溼法煙氣脫硫系統。根據脫硫裝置的特點及組態化的原理把脫硫裝備模塊化控制系統分為三個組要部分脫硫過程控制模塊、過程監控模塊、煙氣檢測模塊、上位機控制模塊。脫硫過程控制模塊包括引風機、氧化壓縮機、石灰乳泵、漿液循環泵等的控制。過程監控模塊包括模擬量檢測模塊、開關量檢測模塊、現場視頻等量的監控。煙氣檢測模塊包括二氧化硫、氮氧化物、溫度、壓力等量的測量。上位機模塊包括伺服器和工控機等對下位機的控制。本發明有利於大型脫硫設備的電控裝置的研發，從而達到對二氧化硫的治理，保護環境。
文檔編號B01D53/50GK103157354SQ20111040738
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者朱復東, 賈樹山, 紀正飈, 李東亮 申請人:江蘇東嘉能源科技有限公司