趙艷敏

( 山東省萊蕪市信息軟件股份有限公司，山東萊蕪271104)

摘 要: 主要介紹了60 萬噸氧化球團(tuán)煙氣脫硫系統(tǒng)的工藝流程、實(shí)現(xiàn)的功能以及所需自控系統(tǒng)的硬件配置，使用此系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的效果。

關(guān) 鍵 詞: 自動(dòng)控制; 工藝流程; 脫硫系統(tǒng)

1   概述

某鋼鐵廠球團(tuán)系統(tǒng)投運(yùn)后，目前隨著國(guó)家環(huán)保要求的提高，為達(dá)到此環(huán)保要求，緊接著上了一套煙氣脫硫系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用石灰－ 石膏法脫硫與高壓濕式電除塵一體化工藝，其自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用施耐德公司昆騰系列PLC，整套脫硫工藝系統(tǒng)將球團(tuán)生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣中的SO₂等有害物質(zhì)通過與堿起化學(xué)反應(yīng)脫除SO₂，最后通過煙囪排放到大氣中。該系統(tǒng)投運(yùn)以來，運(yùn)行非常穩(wěn)定，而且操作簡(jiǎn)便，效果良好。

2   脫硫工藝流程

球團(tuán)主抽風(fēng)機(jī)煙道中的煙氣經(jīng)電除塵器除去部分粉塵后，通過增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)入吸收塔。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的吸收塔10 m 以下是漿液，首先在吸收塔底層注入適量的新水，然后與來自漿液罐的漿液通過3 臺(tái)攪拌器充分混合。吸收塔下安裝了4 臺(tái)漿液循環(huán)泵，并設(shè)置了一個(gè)集水坑，漿液泵的冷凝水通過水槽流入集水坑，再通過地坑泵打入吸收塔內(nèi)用于化學(xué)反應(yīng)。這4 臺(tái)漿液循環(huán)泵不斷地將吸收塔內(nèi)的漿液打到吸收塔中上部的噴淋層處，每臺(tái)漿液循環(huán)泵對(duì)應(yīng)各自的噴淋層，每個(gè)噴淋層都是由一系列噴嘴組成，其作用是將循環(huán)漿液進(jìn)行細(xì)化噴霧，與煙氣全方位地進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)脫除SO₂。反應(yīng)后生產(chǎn)出的一部分石膏通過石膏渣漿泵流入事故池備用，另一部分流入旋流器進(jìn)行石膏和水分離處理，脫離出來的水流入濾液池，再通過濾液泵打入吸收塔內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)旋流器分離出來的石膏再經(jīng)過皮帶脫水機(jī)處理后進(jìn)行外運(yùn)。

處理后的煙氣繼續(xù)向上走，吸收塔頂分別設(shè)有8臺(tái)機(jī)械除霧器和8 臺(tái)電除霧器，其中電除霧器不參與PLC 控制。除霧器主要用于將煙氣所攜帶的漿液霧滴去除，同時(shí)按特定程序通過反沖水泵不時(shí)地對(duì)除霧器上的殘留顆粒進(jìn)行沖洗，防止除霧器堵塞，同時(shí)也可以作為補(bǔ)充水，穩(wěn)定吸收塔液位。最后潔凈的煙氣通過煙道進(jìn)入煙囪排向大氣。煙氣脫硫系統(tǒng)工藝流程圖如圖1 所示。

3   控制系統(tǒng)硬件配置

煙氣脫硫系統(tǒng)采用一套PLC 系統(tǒng)控制，兩臺(tái)上位機(jī)完成對(duì)整個(gè)脫硫系統(tǒng)的監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集。自動(dòng)控制系統(tǒng)采用施耐德Quantum 系列PLC，監(jiān)控軟件采用Ifix4．5，編程軟件采用Unity 8． 0。

控制器與上位機(jī)之間通過交換機(jī)采用以太網(wǎng)TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行通訊。主機(jī)控制單元接收由I /O 接口收集的信號(hào)進(jìn)行開關(guān)量和模擬量的處理后，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制、與監(jiān)控站及上位機(jī)通訊。

其中CPU 采用昆騰系列140-CPU-65150，CPS 采用140-CPS-114-20，NOE 采用140-NOE-771-01，具體硬件配置如圖2 所示。

4   脫硫系統(tǒng)設(shè)備控制功能

脫硫系統(tǒng)自控操作主要包括煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)以及石膏脫水系統(tǒng)等。下面簡(jiǎn)單介紹一下主要系統(tǒng)設(shè)備的控制方法。

4． 1 煙氣系統(tǒng)

煙氣系統(tǒng)主要包括煙道、煙氣擋板、密封風(fēng)機(jī)和氣—氣加熱器( GGH) 等關(guān)鍵設(shè)備。煙氣部分啟動(dòng)方法為機(jī)旁手動(dòng)和PLC 遠(yuǎn)程操作。當(dāng)脫硫部分啟動(dòng)完畢，增壓風(fēng)機(jī)控制柜出現(xiàn)啟動(dòng)信號(hào)，人工現(xiàn)場(chǎng)或在上位機(jī)監(jiān)控畫面上啟動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)。增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，把主擋板門開到位，逐步關(guān)旁通擋板門。停止時(shí)的順序?yàn)?開旁通擋板門到位，人工現(xiàn)場(chǎng)/控制室停止增壓風(fēng)機(jī)，主擋板門關(guān)到位。

4． 2 吸收塔系統(tǒng)

吸收系統(tǒng)的主要設(shè)備是吸收塔，它是FGD 設(shè)備的核心裝置，煙氣在塔中完成對(duì)SO₂有害氣體的脫除。脫硫部分啟動(dòng)分為機(jī)旁手動(dòng)和PLC 遠(yuǎn)程操作。首先人工現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)開富胺泵出口閥和富胺泵入口閥，然后啟動(dòng)APU 的過濾部分，再把貧胺泵出口閥和貧胺泵入口閥打開，最后開回流泵出口閥和回流泵入口閥。打開現(xiàn)場(chǎng)閥門后，操作人員觀察吸收塔液位情況，液位到達(dá)3 m 時(shí)，打開塔底攪拌器，使?jié){液與水充分混合。到達(dá)5 m 時(shí)，開氧化風(fēng)機(jī)，將石灰氧化，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。等到煙氣達(dá)到100 ℃以上，開啟漿液循環(huán)泵和增壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行脫硫。當(dāng)停止系統(tǒng)時(shí)，先關(guān)富胺泵出口閥和富胺泵入口閥，停APU 過濾部分，再關(guān)貧胺泵出口閥、貧胺泵入口閥和回流泵出口閥。

4． 3 制漿系統(tǒng)

制漿系統(tǒng)主要設(shè)備有螺旋給料機(jī)、漿液罐、漿液攪拌器、制漿罐補(bǔ)水電動(dòng)閥和漿液泵。制漿系統(tǒng)所涉及的設(shè)備控制方式也分為機(jī)旁手動(dòng)和PLC 遠(yuǎn)程操作。當(dāng)制漿罐液位為0． 01 m 時(shí)，開啟制漿罐補(bǔ)水電動(dòng)閥門向制漿池里注水; 當(dāng)液位升高至1． 3 m 時(shí)，關(guān)閉制漿罐補(bǔ)水電動(dòng)閥門，開螺旋給料機(jī)，正常給定1． 5 t 石灰至制漿罐，達(dá)到1． 5 t 后自動(dòng)關(guān)。石灰倒入制漿罐后，打開制漿攪拌器進(jìn)行攪勻。當(dāng)煙氣出口SO₂濃度達(dá)到80 mg /m³ 時(shí)，開漿液泵，往吸收塔里灌入漿液與煙氣反應(yīng)，SO₂濃度降到40 mg /m³ 時(shí)自動(dòng)關(guān)漿液泵。

4． 4 廢水系統(tǒng)

當(dāng)脫硫系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，將脫硫塔內(nèi)廢水排入廢水池中，并開啟攪拌器進(jìn)行攪拌，檢測(cè)水中物質(zhì)是否達(dá)標(biāo)，如果不達(dá)標(biāo)打開加藥泵和加藥攪拌器與水中物質(zhì)充分反應(yīng)后排出。

4． 5 石膏脫水系統(tǒng)

石膏脫水系統(tǒng)包括石膏渣漿泵、旋流器和真空皮帶脫水機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備。石膏脫水部分首先將脫硫塔生產(chǎn)出的石膏漿液通過石膏渣漿泵流入到旋流器進(jìn)行一級(jí)脫水，然后從旋流器出口流出的石膏增稠漿液再流入到真空皮帶脫水機(jī)上進(jìn)行二次脫水，經(jīng)脫水后的石膏含固率達(dá)到90%以上進(jìn)行外運(yùn)。

5   總結(jié)

脫硫系統(tǒng)采用了先進(jìn)的SDTL 煙氣脫硫除塵一體化技術(shù)，以及基于施耐德公司先進(jìn)的PLC 自動(dòng)控系統(tǒng)，具有脫硫和除塵效率高、吸收劑利用率高、占地少、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，對(duì)污染減排工程來說起到了極大的成效。采用脫硫系統(tǒng)前后效果對(duì)比表如表1 所示。

參 考 文 獻(xiàn):

［1］ 岑望來．燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀［J］． 工業(yè)安全與環(huán)保，2007(7) : 27-29．

［2］ 張楊帆．我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)［J］． 環(huán)境科學(xué)與管理，2006(4) : 124-127．