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火电厂脱硫系统控制技术及现状分析

北极星环保网来源:基层建设 王旬2017/10/11 14:15:31我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硫系统 脱硫工艺 脱硫技术

北极星环保网讯:采用合理的脱硫处理方式,保证处理后排放物达到环境要求,对于保护自然环境和人民的身体健康具有重要意义。在当前我国火电厂发展的过程中,烟气脱硫技术有着十分重要的作用,它的不仅可以对环境进行有效的保护,减少了烟气对大气的污染,还有利于我国社会经济的发展。本文对分散控制系统和烟气脱硫系统的相关内容进行了简要的介绍,讨论了分析控制系统在烟气脱硫系统中的实际应用。

电厂脱硫

由于我国绝大多数火电厂采用燃煤提供动力,其带来的严重后果是大量SO2气体对外排放,造成对环境的严重污染。根据《国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复》,对火电厂二氧化硫排放提出了明确要求,即要求“两控区”的火电厂做到:到2000年底达标排放;新建、改造燃煤含硫量大于1%的电厂,必须建设脱硫设施;现有燃煤含硫量大于1%的电厂,要在2000年前采取减排措施;在2010年前分期分批建成脱硫设施或采取其他具有效果的减排二氧化硫措施。

1脱硫工艺简介

在我国火电工业发展的过程中,人们一般都是采用锅炉引风设备来对烟气进行排放,来利用脱硫增压设备来对其处理,使得烟气和石灰石浆液相互接触,从而发生化学反应,将烟气中存在的有害气体进行固化。这样就有效的避免了火电厂在电力生产的过程中,产生的有害气体进入到大气层当中,给人们的生活环境带来极大的污染。

对火力发电厂实施烟气脱硫FGD是控制二氧化硫污染最有效的方法之一。烟气脱硫技术主要有石灰石-石膏湿法、镁法、钠法、海水法等。其中石灰石-石膏湿法以其脱硫效率高、投资省、易控制、操作稳定以及适用于高中低硫煤等优点得到广泛应用。国家电力公司已将石灰石-石膏湿法脱硫工艺确定为火电厂烟气脱硫的主导工艺。

烟气由原烟气通道进入吸收塔内向上流动,被向下流动的石灰石浆液滴以逆流方式所洗涤。石灰石浆液滴则是通过喷浆层喷射到吸收塔中,将SO2、SO3、HCI和HF分离,与此同时生成石膏(CaSO4•2H2O)作为主要产品,并消耗作为吸收剂的石灰石。用作补给剂量而添加的石灰石进入吸收塔循环泵入口,与收集池的石膏浆液混合,通过循环泵将混合浆液向上输送到吸收塔中。

吸收塔收集池中的pH值通过注入石灰石进行控制,使其在5.8~6.2之间。如果在吸收塔中,石灰石浆液已经转化为石膏,则通过石膏浆液泵将其打入脱水站。通过分配器、石膏或者被送到浆液罐,或者再循环回到吸收塔中。

在洗气区域中,烟气冷却至饱和温度,被来自再循环浆液中的水蒸汽所饱和,经过净化处理的烟气流经卧式除雾器,在此处将清洁烟气中所携带的浆液微滴除去,除雾器按照程序自动地进行冲洗。在吸收塔出口处,烟气被冷却且为水蒸汽所饱和。在蒸汽再热器(SR)中,烟气被循环于管内的大量蒸汽加热到80℃以上。最后,洁净烟气通过洁净烟气通道进入烟囱。

2控制系统技术现状

2.1脱硫控制系统组成

目前在火力发电的过程中,人们一般都是采用分散控制系统,来对火力发电中的各个系统的运行现状和信息进行有效的控制管理。其中主要包括了烟气脱硫系统,二氧化硫吸收系统等。其中分散控制应用,主要是在计算机信息技术、机电一体化技术等先进科学技术的支持下,来对烟气脱硫系统进行在线监控,从而让人们对相关的信息数据进行有效的了解,以方便人们对烟气脱硫系统的有效控制。

2.2DCS控制系统简介

DCS是分布式控制系统的英文缩写(DistributedControlSystem),在国内自控行业又称之为集散控制系统。即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面,DCS和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。计算机技术突飞猛进,更多新的技术被应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备,它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛,以至于有些人已做出预测:基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。

3分散控制系统技术分析

当前,分散控制系统在技术应用的过程中,其使用功能主要表现为数据采集和处理,模拟量控制、开关量顺序的控制以及热工保护这几个方面。

3.1数据采集系统(DAS)

在烟气脱硫系统运行的过程中,人们可以采用分散控制系统来对相关的数据信息进行收集处理,并且在根据人们的相关需求,来对这些信息数据计量在数据库当中,这样不仅有利于人们对脱硫系统的运行状况有着一定的了解,还能对烟气脱硫系统中存在的故障问题进行及时的处理,以确保烟气脱硫系统的正常运行。

3.2模拟量控制系统(MCS)

对模拟量的控制管理是分散控制系统运行过程中重要的功能一,它可以对脱硫控制中的闭环回路、增压风机入口的压力、吸收塔液位以及石灰石浆液的流量等进行有效的调节,从而使得烟气脱硫效果得到进一步的提高。

3.3顺序控制系统(SCS)

顺序控制系统(SCS)可以使操作人员在控制室内监视和控制脱硫系统的所有电机、阀门,并实现设备的连锁及保护。顺序控制系统(SCS)能完成大量设备的高度智能化控制,它将设备按功能相关原则归组和划分为功能组和功能子组,减少了操作人员的手动介入降低了操作人员的劳动强度和误操作风险。

3.4热工保护

脱硫系统的热工保护由DCS独立的分散处理单元来完成。主要实现的保护功能:FGD装置的保护动作条件包括FGD进口温度异常、出口压力异常、炉主燃料跳闸(MFT)、换热器故障、循环浆泵投入数量不足、原烟气挡板或净烟发生上述情况时,FGD装置停运.通过关闭原烟气挡板和净烟气挡板来断开进入FGD装置的烟气通道向烟囱排放。

4仪表测量

4.1主要检测仪表

为了防止原烟气SO2溶于凝结水腐蚀烟道壁,原烟气温度必须大于120度;为了防止吸收塔内浆液温度过高,且原烟气温度要小于180度,在FGD装置原烟道和净烟道上均装有烟气温度测量元件,而且采用三取二测量方式。FGD装置主要检测仪表有FGD出入口烟气压力、旁路挡板差压、原烟气SO2浓度、原烟气O2浓度、净烟气SO2浓度、净烟气O2浓度、净烟气O2浓度、净烟气NOX浓度、净烟气烟尘浓度、增压风机出入口压力、石灰石液箱液位等。

4.2仪表设置原则

为保证测量可靠,重要的保护用的过程状态信号和自动调节的模拟量信号等采用三重或双重测量方式。如吸收塔液位、三取二测量方式,石膏浆PH值、石灰石浆液箱液位、石膏浆液箱液位、工艺水箱液位等采用双重测量方式。

结论

由此可见,在当前人们在对烟气脱硫系统进行控制管理的过程中,分散控制系统已经得到了人们的广泛应用,这不仅让烟气脱硫控制系统的管理水利逐渐向着多功能、智能化的方向发展,还有效的提高了烟气脱硫系统运行的可靠性,从而对周围的生态环境起到了一个很好的保护作用,促进人类社会经济的可持续发展。

参考文献

[1]张春生电厂化学水处理DCS的应用与研究[J].应用能源技术,2011,05:1-5.

[2]郑友.浅谈电厂DCS系统的选择及其未来发展[J].黑龙江科技信息,2010,10:25.

[3]开双龙.电厂DCS的发展及应用问题[J].广东科技,2012,11:98-99.

延伸阅读:

煤电烟气污染控制技术与装备发展报告

某燃煤电厂脱硫系统改造及效果分析

火电厂湿法脱硫系统水平衡测试分析

全面了解燃煤电厂脱硫系统超低排放改造及运行优化措施

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