電廠溼法煙氣脫硫控制方法
2023-05-03 11:23:11
專利名稱：電廠溼法煙氣脫硫控制方法
技術領域：
本發明涉及一種電廠溼法(溼式)煙氣脫硫(FGD)自動控制方法，具體地說是一種電廠溼法煙氣脫硫裝置進行自動化控制的方法。
背景技術：
我國是一個以煤炭為主要能源的國家，煤炭在我國一次能源的生產和消耗中，一直佔70％以上。隨著國民經濟的發展，我國煤炭消耗量逐年增加。而我國大多數電廠燃用高硫煤，每年向大氣中排放的SO2高達1700-1800萬噸，是導致我國二氧化硫排放量逐年增加的主要原因之一，國際上早在八十年代就開始開發火電廠鍋爐脫硫控制技術，各國投入實用的成熟的煙氣脫硫(FGD)技術不下幾十種，主要分為溼法、幹法、半乾法等幾大類。溼式煙氣脫硫技術是火電廠採用的脫硫主導工藝，佔脫硫裝置總容量的90％以上。溼式石灰石煙氣脫硫工藝具有脫硫效率高，吸收劑利用率高，對煤種適應性強，尤其適用於高硫煤，工藝成熟，運行可靠性高等優勢。
根據國家環境保護總局、國家經貿委、科學技術部環發〔2002〕26號文，200MW以上大容量機組及燃煤含硫量大於1.5％的機組建設煙氣脫硫裝置時，宜優先考慮採用溼式石灰石—石膏工藝，脫硫效率應保證在90％以上。因此，我國大容量發電機組和高硫煤地區，溼式石灰石煙氣脫硫技術將是目前和今後的主導脫硫工藝。國內現階段應用的溼式石灰石煙氣脫硫技術，皆為國外引進技術，目前還沒有國內擁有自主智慧財產權的煙氣脫硫技術應用於200MW以上大型機組煙氣脫硫裝置及適合中國煤種質量變化範圍大進行脫硫的控制方法。
現有的溼式石灰石煙氣脫硫技術由吸收劑製備系統、煙氣系統、吸收氧化系統、石膏脫水及廢水處理系統等部分組成。溼式石灰石煙氣脫硫時煙氣從煙氣進口、經除塵器和鍋爐引風機後的煙道引出，經增壓風機和煙氣換熱器從塔下部進入吸收塔內，噴淋器的吸收漿液與煙氣逆流接觸混合，煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應被脫除，最終反應產物為石膏。脫硫後的煙氣經除霧器除去帶出的細小液滴，經煙氣換熱器加熱升溫後排入煙囪。吸收煙氣後成為脫硫石膏漿，脫硫石膏漿經脫水裝置脫水後回收。脫硫石膏漿脫水稀漿可經返回入口可以能降低物料的消耗。現有對控制溼式石灰石煙氣脫硫時基本是一種引進的控制方法和運行軟體。
因此，用於200MW以上大型機組煙氣脫硫進行脫硫的控制是極為重要的任務。
發明內容
本發明的目的是提供一種對電廠溼式煙氣脫硫(FGD)裝置進行自動化控制的方法。該方法可以使火電廠煙氣脫硫裝置從監測到控制全部實現自動化，關鍵的工藝控制有自身的特點，能根據各個工況進行自動優化，是一種適應中國煤種質量變化範圍大而進行的脫硫控制，使FGD系統處於最佳運行狀態，提高FGD系統的利用率和安全性，降低運行成本。全面提高了煙氣脫硫裝置的運行管理水平。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的根據溼法煙氣脫硫系統存在多變量、大慣性、大滯後的特點，將整個溼法煙氣脫硫系統按工藝分成若干子系統，在對各子系統進行自動化控制的同時，再將若干子系統進行有機地結合，最終實現對整個煙氣脫硫系統自動化控制的目的。電廠溼法煙氣脫硫控制方法1)、煙氣系統控制包括「FGD投入允許」，「煙氣系統故障」，「FGD保護動作」三步措施，2)、吸收塔控制(1).SO2脫除效率的控制調整吸收塔循環泵的運行臺數來調整吸收塔循環漿液量，控制液氣比在一定的範圍內，液氣比變化，吸收塔脫硫效率也迅速跟著變化；通過得出進口煙氣量及出口SO2濃度和循泵運行數量的關係曲線，將此關係輸入DCS，使控制系統可自動判斷所需循泵運行數量；(2)吸收塔漿液的pH值控制或FGD性能控制；(3)吸收塔漿液液位和密度控制3)、漿液製備系統石灰石粉通過粉倉下部的變頻控制旋轉給料閥將石灰石粉計量的送入漿液箱，同時打開濾液水至漿液箱入口門；通過漿液箱攪拌器充分混合後製成30％含固量的石灰石漿液，然後通過漿液泵送至吸收塔；4)、工藝水系統控制工藝水(1)參與製漿、(2)吸收塔內除霧、(3)衝洗管道5)、石膏脫水通過石膏漿液排放閉環控制，決定漿液是返回吸收塔還是排到石膏脫水系統；煙氣系統中升壓風機前設壓力信號和溫度信號，壓力信號主要作為調節升壓風機導葉開度用，溫度信號用來指示FGD入口煙溫；在煙氣換熱器GGH原煙氣進口設了溫度信號，控制入口溫度不得超過160℃，與GGH淨煙氣出口溫度信號一起監視GGH運行狀況即換熱性能；進口壓力信號與出口壓力信號一起監視吸收塔工作狀況。煙氣系統控制設「FGD投入允許」，「煙氣系統故障」，「FGD保護動作」三步措施來保證機組和FGD系統的安全，將FGD投入允許限定在進口的原煙氣的標準設定在煙塵濃度小於300mg/Nm3；FGD進口的原煙氣溫度在90℃～155℃之間；升壓風機動葉角度調節是根據煙氣流量作為前饋信號，以FGD入口壓力作為反饋信號進行微調，將升壓—動葉調節角度關係輸入DCS，在DCS中形成升壓—動葉調節角度關係曲線。升壓風機動葉閉環調節根據此曲線調節動葉角度，以達到預期的調節目的。調整吸收塔循環泵的運行臺數來調整吸收塔循環漿液量，控制液氣比在一定的範圍內，液氣比變化，吸收塔脫硫效率也迅速跟著變化；通過得出進口煙氣量及出口SO2濃度和循泵運行數量的關係曲線，將此關係輸入DCS，使控制系統可自動判斷所需循泵運行數量；同時引入了吸收塔漿液PH值這一重要參數，即當鍋爐負荷基本不變，循環泵數目一定時，通過改變pH值(實際值)來保持脫硫效率。
根據吸收塔石灰石漿液供應量、石膏漿排出量及煙氣進入量等因素的變化造成吸收塔的液位波動，採用調節除霧氣器衝洗時間間隔，實現液位的穩定。
本發明的特點是提供了一種對電廠溼式煙氣脫硫(FGD)裝置進行自動化控制的方法。使火電廠煙氣脫硫裝置從監測到控制全部實現自動化，能根據各個工況進行自動優化，是一種適應中國煤種質量變化範圍大而進行的脫硫控制，使FGD系統處於最佳運行狀態，提高了FGD系統的利用率和安全性。
四
圖1升壓—動葉調節框2吸收塔供漿流量調節框3吸收塔液位調節框圖五具體實施方式
下面以300MW火電廠溼法煙氣脫硫(FGD)控制為例來對本發明作進一步說明。
1、煙氣系統的控制煙氣系統的基本控制要求是保證機組的安全。煙氣自引風機出來，通過煙道到達FGD系統的原煙道。原煙道擋板門上設有差壓信號，用來監視密封風壓力是否大於煙氣壓力，以判斷FGD原煙道區域(原煙氣擋板門後)是否可以進行檢修。熱煙氣通過原煙道，到達升壓風機。升壓風機前設壓力信號和溫度信號。壓力信號主要作為調節升壓風機導葉開度用，溫度信號用來指示FGD入口煙溫。煙氣經升壓風機升壓後送達煙氣換熱器(GGH)。升壓風機出口處設有壓力測點用來監視升壓風機運行狀況。在GGH原煙氣進口設了溫度信號，該信號主要有兩個作用，一是用來保護GGH(入口溫度不得超過160℃)，另一作用是與GGH淨煙氣出口溫度信號一起監視GGH運行狀況(換熱性能)。煙氣經過GGH溫度降低後到達吸收塔。GGH出口設有溫度和壓力信號，溫度信號主要是保護吸收塔用，另外它與吸收塔出口煙氣溫度(GGH淨煙氣入口處)一起用來監視吸收塔工作狀況。進口壓力信號與出口壓力信號一起監視吸收塔工作狀況。原煙氣經過吸收塔的入口向上流動穿過噴淋層，在此，煙氣被冷卻飽和，煙氣中的SO2被吸收。經過噴淋洗滌的淨煙氣經過除霧器脫除煙氣中攜帶的漿液霧滴後進入GGH的冷端，離開GGH後被加熱，被加熱的冷煙氣通過煙道進入煙囪。在煙囪兩側設有旁路擋板門，煙氣可以通過旁路擋板門的開關100％經旁路煙道被旁路掉。脫硫系統也可通過旁路擋板門與旁路煙道分離。控制升壓風機系統的關鍵在於調節升壓風機的動葉角度。為了讓未經脫硫的鍋爐尾部煙氣從旁路煙道進入FGD系統，讓脫硫後的淨煙氣進入煙囪，必須通過調節升壓風機的動葉的角度，使煙氣可以克服FGD系統的阻力，順利到達煙囪。升壓風機動葉角度調節是根據煙氣流量作為前饋信號，通過FGD進出口壓差信號細調升壓風機的動葉角度保證FGD進出口的煙氣壓差為零。同時還應保證進出口壓力即旁路擋板門兩端壓力應低於密封風壓力。
煙氣系統控制主要設「FGD投入允許」，「煙氣系統故障」，「FGD保護動作」三步措施來保證機組和FGD系統的安全。
「FGD投入允許」是指FGD投入前煙氣系統所需具備的條件，主要包括(1)鍋爐無MFT信號；(2)鍋爐煤層工作正常；(3)FGD進口的原煙氣煙塵濃度小於300mg/Nm3；(4)FGD進口的原煙氣溫度須在90℃～155℃之間。
只有上述條件同時滿足才允許煙氣進入FGD系統。
「煙氣系統故障」是指FGD在運行過程中出現某種情況對機組安全構成威脅時緊急打開旁路擋板門使煙氣通過旁路擋板門直接進入煙囪，然後聯停FGD系統中的相關設備，停運FGD，導致「煙氣系統故障」的主要情況有(1)FGD在運行過程中原煙氣擋板門突然關閉；(2)FGD在運行過程中淨煙氣擋板門突然關閉；(3)升壓風機停轉(3)FGD在運行過程中GGH轉子停轉；(4)四臺循環漿泵中投入運行的數量少於一臺。
上述情況只要有其中一種情況存在就發出「煙氣系統故障」信號。
「FGD保護動作」是指FGD在運行過程中煙氣系統出現某種情況對FGD設備的運行安全構成一定影響，需緊急停運FGD系統，同時打開旁路擋板門。主要包括(1)鍋爐電除塵電場出現異常；(2)鍋爐煤層工作不正常；(3)鍋爐投油；(4)鍋爐出現MFT信號；(5)FGD進口的原煙氣煙塵濃度大於300mg/Nm3；(6)FGD進口的原煙氣溫度小於85℃或大於160℃。
上述情況只要有其中一種情況存在就發出「FGD保護動作」信號。
另外作為FGD系統中旁路設備的旁路擋板門的開關也是需要著重考量，在本系統中，除了上面提到的「煙氣系統故障」、「FGD保護動作」、「升壓風機的停轉」會聯開旁路門外，操作臺上設置旁路擋板快開硬手操按鈕，從而最大限度的保護機組安全。旁路擋板門的關允許條件主要包括
(1)原煙氣擋板門和淨煙氣擋板門均打開；(2)GGH轉子運行正常；(3)升壓風機運行正常；(4)循環漿泵的運行臺數大於兩臺；(5)「FGD投入允許」。
上述條件必須同時滿足才允許關閉旁路擋板門。
本發明對煙氣系統控制的關鍵在於調節升壓風機的動葉角度。為了讓未經脫硫的鍋爐尾部煙氣從原煙道進入FGD系統，讓脫硫後的淨煙氣進入煙囪，必須通過調節升壓風機的動葉的角度，使煙氣可以克服FGD系統的阻力，順利到達煙囪。升壓風機動葉角度調節是根據煙氣流量作為前饋信號，以FGD入口壓力作為反饋信號進行微調，保持FGD入口壓力穩定，同時還應保證進出口壓力即旁路擋板門兩端壓力應低於密封風壓力。將升壓—動葉調節角度關係輸入DCS，在DCS中形成升壓—動葉調節角度關係曲線。升壓風機動葉閉環調節根據此曲線調節動葉角度，以達到預期的調節目的。
吸收塔壓降B計算方式B=2026+(QQ0)21181]]>Q=Qa273.15(273.15+T)(P+101325)(1013253600)]]>其中，Q為煙氣流量(m3/s)，Q0為全負荷煙氣流量(m3/s)，Q0＝430.3248m3/s，Qa為煙氣流量Nm3/h。表1升壓—動葉調節角度關係(同時參考圖1)
2、吸收塔系統吸收塔利用溼式石灰石就地強制氧化工藝去除煙氣中的二氧化硫(SO2)，並形成可做牆板及其它建築材料的副產品—石膏。
由引風機排出的熱煙氣將通過增壓風機，並經過氣氣熱交換器的熱端進入溼式吸收塔進行脫硫。脫硫後的煙氣經過吸收塔出口至GGH的冷端後經煙道排入煙囪。
吸收塔主要包括四層逆流噴淋裝置(3用1備)，和一套兩級除霧器。在滿負荷煙氣流量和設計含硫量的情況下，只有三(3)層噴淋層工作，第四層備用。在滿負荷煙氣流量和最大含硫量的情況下，可通過人工判斷決定是否啟動第四層噴淋層，從而達到95％的脫硫率。煙氣中的SO2按下列主化學反應式被漿液吸收(1)(2)煙氣穿過數層石灰石漿液逆流噴淋層後，再連續流經兩級除霧器除去所含漿液霧滴。在一級除霧器的上面和下面各布置一層清洗噴嘴。清洗水的噴淋將帶走一級除霧器順流面和逆流面上的固體顆粒。煙氣經過一級除霧器後，進入二級除霧器。二級除霧器下部也布置一層清洗噴淋層。穿過二級除霧器後，經洗滌和淨化的煙氣流出吸收塔，經過氣氣加熱器升溫至80℃左右，排入出口煙道和煙囪。
吸收塔漿液和噴淋到吸收塔中的除霧器清洗水流入吸收塔底部漿液罐。吸收塔漿液罐上的4臺側進式攪拌器使漿液罐中的固體顆粒保持懸浮狀態。
吸收塔再循環泵的作用是將吸收塔漿液罐中的漿液經噴嘴循環，並為產生顆粒細小，反應活性高的漿液霧滴提供能量。
吸收塔漿液的pH值是由吸收塔中新製備的石灰石漿液的增加量決定的。而加入吸收塔的新製備石灰石漿液的量的大小將取決於預計的鍋爐負荷，SO2含量以及實際的吸收塔漿液的pH值。
熱的進口煙氣穿過吸收塔時，蒸發並帶走了吸收塔中的水分。另外，脫硫反應生成了固體產物。上述兩個過程導致吸收塔漿液的固體濃度增大。該漿液密度通過主要通過補充過濾水以及除霧器清洗水的增加來控制。位於石膏漿液回流管道中的密度儀將隨時反映吸收塔漿液的密度。實際的濃度值與設計值比較後決定了過濾水補水量。
脫硫反應的產物與新加入的石灰石漿液和密度調節水在吸收塔漿液罐中形成一種新的漿液。吸收塔漿液罐的液位由泵入石膏脫水系統的漿液的排量來控制。石膏漿液由石膏漿液排出泵泵入脫水旋流器中。吸收塔液位在正常工況時應保持在一定範圍之內，維持液位應處理好吸收塔進與出的平衡。
煙氣中本身含的氧量不足以氧化反應生成的亞硫酸鈣。因此，需提供強制氧化系統為吸收塔漿液提供氧化空氣。氧化系統將把脫硫反應中生成的半水亞硫酸鈣(CaSO3·1/2H2O)氧化為2水硫酸鈣(CaSO4·2H2O)即通常所指的石膏。氧化風機將為這一過程提供氧化空氣。
2、吸收塔系統控制吸收塔系統主要包括以下幾個控制迴路(1)吸收塔PH及SO2脫除效率的控制
SO2脫除效率通常是FGD系統首先要考慮的控制量。當機組負荷或者燃煤含硫量變化的時候，控制系統也必須滿足SO2脫除率不低於95％的要求。鑑於此，本發明所採取的控制策略是通過調整吸收塔循環泵的運行臺數來調整吸收塔循環漿液量，從而提高或者降低液氣比。通過這種方法保持液氣比在一定的範圍內。液氣比變化，吸收塔脫硫效率也迅速跟著變化。一套FGD有4臺循泵，3用1備。通過調試，得出進口煙氣量及出口SO2濃度和循環泵運行數量的關係曲線，將此關係輸入DCS，使控制系統可自動判斷所需循泵運行數量(經過人工確認)。但是，如果僅僅採用這種控制策略，為達到一定脫硫效率往往會造成石灰石漿液還沒有充分被反應便排至脫水系統。因此，引入了吸收塔漿液PH值這一重要參數，即當鍋爐負荷基本不變，循環泵數目一定時，通過改變pH值(實際值)來保持脫硫效率。具體調節方案是在一定的條件下CaCO3流量的理論值為需脫除的SO2量乘以CaCO3與SO2的摩爾比重，需脫除的SO2量為原煙氣的SO2量乘以預計的SO2脫除率，通過測量原煙氣的體積流量和原煙氣的SO2含量可得到原煙氣的SO2量。
由於CaCO3流量的調節影響著吸收塔反應池中漿液的pH值，為保證脫硫性能，應將該pH值保持在某一設定範圍內，當pH值降低，所需的CaCO3流量應按某一修正係數增加。故應測量吸收塔反應池中漿液的實際pH值，兩個安裝在石膏排出泵排出管道中在線pH值探頭用來測量吸收塔漿液的pH值，將它與pH設定值進行比較，通過pH值控制器產生一修正係數，對所需的CaCO3流量進行修正。實際供給吸收塔的CaCO3流量為實際測得的石灰石漿流量乘以石灰石漿濃度和石灰石中CaCO3的純度係數。將經pH值修正後的所需CaCO3流量與實際的CaCO3流量進行比較，通過一比例積分控制器控制石灰石漿調節閥的開度。
與控制吸收塔漿液循環量不同的是，吸收塔漿液pH值的控制是一個連續控制過程，它可以使石灰石漿液得到更充分的利用。
溼式脫硫系統中最重要的控制參數就是吸收塔漿液的pH值，因此pH值的控制也被稱作為FGD性能控制。該迴路的合理設計將使石灰石得以最大限度的利用，並可提供隨負荷變化而調節系統的靈活性。
吸收塔漿液的pH值必須控制在一定範圍內，pH值的設計值(5.4-5.5)通過性能實驗和FGD系統的操作經驗得到的。如果pH值過高，低物料利用率將會導致吸收塔和除霧器生鏽或者堵塞，影響副產品品質，增加物料消耗。如果pH值過低，脫硫效率達不到要求。
吸收塔漿液的pH值是通過兩個裝設在石膏漿液回流管道中的在線pH值探頭測得的。控制系統選擇其一作為控制參數(選小的)。若該值超出上限或下限，系統將會報警。另外，若兩個讀值之差超出設定範圍，系統也會報警。
測得的實際pH值將用來與設計值進行比較，若實際值超出設計範圍，則將兩者的差值進行整定後作為調節石灰石漿液給料量的反饋信號，調節石灰石漿液給料控制閥。但是，由於吸收塔中漿液量很大，改變給料量引起pH值變化會非常慢，而且這種控制也是非線性的。因此引入鍋爐負荷信號和FGD進口SO2含量信號作為石灰石漿液給料量調節的前饋(預示)信號。這個前饋信號的加入使這控制也成為線性的閉環控制，大大提高了FGD的控制水平。另外，FGD出口SO2含量也將作為反饋信號，監視SO2脫除效率，從而改變石灰石漿液給料量。
(2)吸收塔漿液液位和密度控制為了優化FGD系統的運行及保持整套系統的水平衡，我們認為吸收塔液位控制是非常重要且必要的。一是可以防止泵空轉，二是保證一定的液位就可以通過調節反應池漿液固體含量(漿液密度)來保持正確高效的過程化學反應。因此液位控制和漿液密度控制是密切相關的，這裡將它們放到一起討論。
吸收塔漿液池必須維持一定的液位，這樣才能保證適當的固體停留時間，以及防止吸收塔漿液泵的氣蝕。在吸收塔上設置有溢流箱，為防止吸收塔溢流，設置了液位變送器(3取2)對吸收塔液位連續檢測，吸收塔石灰石漿液供應量、石膏漿排出量及煙氣進入量等因素的變化造成吸收塔的液位波動。根據測量的液位值，調節除霧氣器衝洗時間間隔，實現液位的穩定。
用一隻濃度計測量石膏漿排放泵出口漿液的濃度，該信號送至控制系統並與濃度控制設定值進行比較來打開或失閉吸收塔濃度控制閥。通過閥門的開關來維持濃度為固體懸浮物含量在17％與19％之間。該濃度控制是斷續式的，當固體懸浮物含量達到19％時打開濃度控制閥，當固體懸浮物含量降至17％時關閉該濃度控制閥。
(3)除霧器衝洗控制吸收塔的除霧器(ME)必須進行衝洗，以防漿液固體顆粒沉積在葉片上。除霧器的衝洗是分段進行的，這樣可以使衝洗後除霧器的攜帶水量最小，以及需要的泵流量最小。衝洗控制系統根據設定的順序開合控制閥門。但在循環間的停止時間是根據鍋爐負荷功能而變化。當鍋爐負荷降低，循環間的停止時間將提高。這種自動方式，在維持衝洗的最大量時，可提供最恰當的水平衡控制，這一點對除霧器的性能很重要。
以下除霧器衝洗頻率暫按設計煤種，100％工況考慮。頻率可現場調試。
R1＝一級除霧器下部閥門×時間＝7×1 R2＝一級除霧器上部閥門×時間＝7×1R3＝二級除霧器下部閥門×時間＝7×1R4＝二級除霧器上部，根據實際工況需要進行。
3、石灰石制粉、製漿系統石灰石製備系統由1個石灰石料倉，2個石灰石粉倉，2臺石灰石磨機，2套選粉系統，4臺旋轉給料機(變頻)，以及2個石灰石漿液池等組成，石灰石漿液池備有一攪拌器。
顆粒石灰石進入石灰石制粉系統，經幹磨系統後製成符合要求的石灰石粉。石灰石粉經輸送系統引至石灰粉倉。石灰石粉倉設有除塵裝置以防卸料時粉塵飛揚。料倉筒體和錐形料鬥用混凝土澆制，粉倉筒體是混凝土澆制，錐形鬥則用碳鋼製成。為增強石灰石粉的流動性，每個料鬥均裝有氣體流化裝置在制粉、製漿系統中，與脫硫系統性能密切相關的是石灰石漿液的製備。旋轉給料閥是變頻控制的。在工業水進水量恆定的情況下，調節旋轉給料機的速度，從而控制加入石灰石漿液箱的石灰石粉量，以便產生含30％(±2％)左右的懸浮石灰石漿液。漿液濃度在石灰石給料泵的排出口測量。
石灰石製漿系統採用連續製漿，進口SO2濃度和煙氣負荷決定進吸收塔的石灰石漿液流量，該流量決定了漿液箱的液位變化，為保持漿液箱液位在一個比較平穩的位置，需要對落粉量做出變化(改變頻率)，從而也就決定了濾液水的流量。然後再以石灰石漿液回流管上的密度計信號和實際的液位變化作為反饋信號進行修正。
4、石膏脫水系統通過石膏漿液排放閉環控制，可以決定漿液是返回吸收塔還是排到石膏脫水系統。
當石膏漿液在旋流站被預脫水後存儲在石膏漿液罐內，由石膏漿液泵送至真空皮帶機進行脫水處理。石膏漿液排放閉環控制器是通過計算實際進入吸收塔的石灰石量得出CaCO3的量A，設定的石膏漿液密度和實際測得石膏漿液密度相減得到的差值進行比例一積分運算得出B，通過設定一個係數C，使得A×B×C得到一個0～100％的值D；此值再與一個鋸齒波發生器輸出的鋸齒疊加得E，E再通過一個限值開關。當E大於限值時，輸出排放信號，當E小於限值時，輸出關閉排放信號來實現對石膏漿液的閉環控制。
當石膏漿液在旋流站被預脫水後經石膏漿液罐緩衝由石膏漿液泵送至真空皮帶機進行脫水處理，濾餅的厚度測量信號直接作用於控制器，厚度設定值與測量值進行比較，由兩者的比較結果調整真空皮帶機的轉速從而達到真空皮帶機的正常運行。
本發明在多個火電廠的煙氣脫硫系統實施後，取得了理想的效果。提高電廠運行的安全穩定性，增強企業效率；可以替代進口產品，節約外匯；優化設備運行，利於環境保護；提高能源利用率，促進節能降耗。
5、工藝水系統水系統主要分兩大部分，即衝洗水(工藝水)部分和冷卻水(閉式循環水)部分。主體工藝水送到脫硫島工藝水箱。根據工業水箱液位控制器的反饋信號來控制工藝水入口門的開、關。工藝水泵要供應下列系統a.GGH、除霧器衝洗、b.氧化空氣加溼、c.水管站、d.真空過濾。
權利要求
1.電廠溼法煙氣脫硫控制方法將整個溼法煙氣脫硫系統按工藝分成若干子系統，在對各子系統進行控制，並將若干子系統控制進行有機地結合，實現對整個煙氣脫硫系統控制1)、煙氣系統控制包括「FGD投入允許」，「煙氣系統故障」，「FGD保護動作」三步措施，2)、吸收塔控制(1)SO2脫除效率的控制調整吸收塔循環泵的運行臺數來調整吸收塔循環漿液量，控制液氣比在一定的範圍內，液氣比變化，吸收塔脫硫效率也迅速跟著變化；通過得出進口煙氣量及出口SO濃度和循泵運行數量的關係曲線，將此關係輸入DCS，使控制系統可自動判斷所需循泵運行數量；(2)吸收塔漿液的pH值控制或FGD性能控制；(3)吸收塔漿液液位和密度控制3)、漿液製備系統石灰石粉通過粉倉下部的變頻控制旋轉給料閥將石灰石粉計量的送入漿液箱，同時打開濾液水至漿液箱入口門；通過漿液箱攪拌器充分混合後製成30％含固量的石灰石漿液，然後通過漿液泵送至吸收塔；4)、工藝水系統控制工藝水(1)參與製漿、(2)吸收塔內除霧、(3)衝洗管道5)、石膏脫水通過石膏漿液排放閉環控制，決定漿液是返回吸收塔還是排到石膏脫水系統；其特徵是在煙氣換熱器GGH原煙氣進口設了溫度信號，控制入口溫度不得超過160℃，與GGH淨煙氣出口溫度信號一起監視GGH運行狀況即換熱性能；進口壓力信號與出口壓力信號一起監視吸收塔工作狀況；煙氣系統控制設「FGD投入允許」，「煙氣系統故障」，「FGD保護動作」三步措施來保證機組和FGD系統的安全，將FGD投入允許限定在進口的原煙氣的標準設定在煙塵濃度小於300mg/Nm3；FGD進口的原煙氣溫度在90℃～155℃之間；升壓風機動葉角度調節是根據煙氣流量作為前饋信號，以FGD入口壓力作為反饋信號進行微調，將升壓-動葉調節角度關係輸入DCS，在DCS中形成升壓-動葉調節角度關係曲線，升壓風機動葉閉環調節根據此曲線調節動葉角度；調整吸收塔循環泵的運行臺數來調整吸收塔循環漿液量，控制液氣比在一定的範圍內，液氣比變化，吸收塔脫硫效率也迅速跟著變化；通過得出進口煙氣量及出口SO2濃度和循泵運行數量的關係曲線，將此關係輸入DCS，使控制系統可自動判斷所需循泵運行數量；同時引入了吸收塔漿液PH值這一重要參數，即當鍋爐負荷基本不變，循環泵數目一定時，通過改變pH值(實際值)來保持脫硫效率；根據吸收塔石灰石漿液供應量、石膏漿排出量及煙氣進入量等因素的變化造成吸收塔的液位波動，採用調節除霧氣器衝洗時間間隔，實現液位的穩定。
2.由權利要求1所述的電廠溼法煙氣脫硫控制方法其特徵是所述SO2脫除效率的控制中通過吸收塔漿液的pH值控制來完成設有安裝在石膏排出泵排出管道中在線pH值探頭用來測量吸收塔漿液的pH值，將它與pH設定值進行比較，通過pH值控制器產生一修正係數，對所需的CaCO3流量進行修正。將經pH值修正後的所需CaCO3流量與實際的CaCO3流量進行比較，通過一比例積分控制器控制石灰石漿調節閥的開度。
3.由權利要求1所述的電廠溼法煙氣脫硫控制方法其特徵是SO2脫除效率的控制中通過引入鍋爐負荷信號和FGD進口SO2含量信號作為石灰石漿液給料量調節的前饋(預示)信號；這個前饋信號的加入使這控制也成為線性的閉環控制；FGD出口SO2含量也將作為反饋信號，監視SO2脫除效率，從而改變石灰石漿液給料量。
4.由權利要求1所述的電廠溼法煙氣脫硫控制方法其特徵是所述吸收塔液位控制方法如下在吸收塔上設置有溢流箱，並設置液位變送器對吸收塔液位連續檢測，調節除霧氣器衝洗時間間隔，實現液位的穩定。
5.由權利要求1所述的電廠溼法煙氣脫硫控制方法其特徵是吸收塔濃度控制中用一隻濃度計測量石膏漿排放泵出口漿液的濃度，該信號送至控制系統並與濃度控制設定值進行比較來打開或關閉吸收塔濃度控制閥；通過閥門的開關來維持濃度為固體懸浮物含量在17％與19％之間；該濃度控制是斷續式的，當固體懸浮物含量達到19％時打開濃度控制閥，當固體懸浮物含量降至17％時關閉該濃度控制閥。
6.由權利要求1所述的電廠溼法煙氣脫硫控制方法其特徵是石膏脫水系統的控制方法如下使用石膏漿液排放閉環控制器，通過計算實際進入吸收塔的石灰石量得出CaCO3的量A，設定的石膏漿液密度和實際測得石膏漿液密度相減得到的差值進行比例-積分運算得出B，通過設定一個係數C，使得A×B×C得到一個0～100％的值D；此值再與一個鋸齒波發生器輸出的鋸齒疊加得E，E再通過一個限值開關。當E大於限值時，輸出排放信號，當E小於限值時，輸出關閉排放信號來實現對石膏漿液的閉環控制。
7.由權利要求6所述的電廠溼法煙氣脫硫控制方法其特徵是當石膏漿液在旋流站被預脫水後經石膏漿液罐緩衝由石膏漿液泵送至真空皮帶機進行脫水處理，濾餅的厚度測量信號直接作用於控制器，厚度設定值與測量值進行比較，由兩者的比較結果調整真空皮帶機的轉速從而達到真空皮帶機的正常運行。
8.由權利要求1所述的電廠溼法煙氣脫硫控制方法其特徵是SO2脫除效率的控制方法是通過調整吸收塔循環泵的運行臺數來調整吸收塔循環漿液量，從而提高或者降低液氣比；通過調試，得出進口煙氣量及出口SO2濃度和循環泵運行數量的關係曲線，將此關係輸入DCS，使控制系統可自動判斷所需循泵運行數量；並引入吸收塔漿液PH值參數，即當鍋爐負荷基本不變，循環泵數目一定時，通過改變實際pH值來保持脫硫效率；調節方案是在一定的條件下CaCO3流量的理論值為需脫除的SO2量乘以CaCO3與SO2的摩爾比重，需脫除的SO2量為原煙氣的SO2量乘以預計的SO2脫除率，通過測量原煙氣的體積流量和原煙氣的SO2含量可得到原煙氣的SO2量。
9.由權利要求1所述的電廠溼法煙氣脫硫控制方法其特徵是通過FGD進出口壓差信號細調升壓風機的動葉角度保證FGD進出口的煙氣壓差為零；同時還保證進出口壓力即旁路擋板門兩端壓力應低於密封風壓力。
全文摘要
本發明是一種火電廠溼法煙氣脫硫(FGD)自動控制方法。根據溼法煙氣脫硫系統存在多變量、大慣性、大滯後的特點，將整個煙氣脫硫系統按工藝特點分成若干子系統，在對子系統進行自動化控制的同時，再對幾大子系統進行有機地結合，煙氣系統控制包括「FGD投入允許」，「煙氣系統故障」，「FGD保護動作」三步措施，吸收塔控制，尤其是通過調整吸收塔循環泵的運行臺數來調整吸收塔循環漿液量最終實現對整個煙氣脫硫系統自動化控制、通過控制升壓風機的動葉角度來實現控制升壓風機。該方法可以使火電廠煙氣脫硫裝置從監測到控制全部實現自動化，是一種適應中國煤種質量變化範圍大而進行的脫硫控制，使FGD系統處於最佳運行狀態。
文檔編號B01D53/50GK1785483SQ20051009541
公開日2006年6月14日 申請日期2005年11月11日 優先權日2005年11月11日
發明者劉國耀, 方正, 韋金海, 趙文慶 申請人:南京科遠控制工程有限公司