330MW火电机组脱硫系统供浆量自动控制技术设计

46

1 工程概况

330MW火电机组脱硫系统使用了石灰石一石膏湿法脱硫工艺，其使用了5台浆液循环泵构成喷淋系统、3台氧化风机提供氧化风、2台射流泵为吸收塔内部浆液搅拌、2台供浆泵为整个吸收塔提供石灰石浆液还有2台石膏排出泵将浆液排出至石膏旋流器。除浆液循环泵需要根据气液比来确定运行数量以外，其他设备只需要运行一台就可以满足额定工况的需求。

石灰石一石膏湿法脱硫的过程大体可以分为4步：第一步、吸收塔原烟气中的SO 2随着烟气流动与喷淋层喷洒的石灰石过饱和溶液接触后发生吸收反应：SO 2+H 2O→H 2SO 3；第二步、吸收反应生成的H 2SO 3与石灰石过饱和溶液中的CaCO 3发生复分解反应：CaCO 3+H 2SO 3→CaSO 3+CO 2+H 2O；第三步、复分解反应生成的CaSO 3经过吸收塔氧化层与O 2分子发生氧化反应：CaSO 3+1/2O 2→CaSO 4；第四步、氧化反应生成的CaSO 4与吸收塔浆液中的H 2O发生结晶：CaSO 3+1/2H 2O→CaSO 31/2H 2OCaSO 4+2H 2O→CaSO 4·2H 2O。在实际运行的过程中上述4个步骤在不间断的发生，为了方便计算可以将其反应过程合在一起：2CaCO 3+2SO 2+O 2+4H 2O <==> 2 CaSO 4·2H 2O +2CO 2，从式中可以得出参与反应的CaCO 3与SO 2的物质的量比值为1：1，在理论上脱除1mol的SO 2需要1mol的CaCO 3，其中CaCO 3的供应量全靠运行人员的手动调节。

2 脱硫净烟气SO 2浓度控制存在的问题

脱硫吸收塔的供浆控制一直使用手动控制方式，运行人员通过手动调节供浆调门的开度来控制进入吸收塔的浆液量，最终达到控制脱硫净烟气SO 2含量的目的。由于手动调节的可靠性较差，脱硫净烟气SO 2经常出现超标的情况。为了摆脱人工调节的不可靠性，有必要实施脱硫吸收塔的供浆自动调节。

3 脱硫系统供浆量自动控制技术的设计与应用

供浆泵供给吸收塔的浆液中，大部分与烟气中的SO 2反应生成石膏，未能参加反应的随石膏排出整个脱硫系统，因此，吸收塔对石灰石浆液的需求量包含了2

个部分：一部分是参与SO 2吸收反应的浆液量A，另一部分是随石膏排出系统的浆液量B。只需要定量计算出这2个部分，就可以计算出供浆量的基准值Lv。

3.1 计算参与SO 2吸收反应的浆液质量流量

参与SO 2吸收反应的石灰石用量，可以很据SO 2的吸收量结合吸收塔实际的钙硫比进行计算，然后利用石灰石浆液浓度来确定浆液用量A

。

式中：Ca/S——吸收塔的钙硫摩尔比；A ——参与SO 2吸收反应的浆液量，kg/h；

C ——标准状态下的脱硫原烟气SO 2实时浓度，kg/m 3；

Q ——标准状态下的脱硫原烟气实时体积流量，m 3/h；

η——设计脱硫效率；

ω——吸收塔浆液的质量分数，%。

3.2 

钙硫摩尔比的计算方法如下：

式中：Ca/S——吸收塔的钙硫摩尔比；0.6401——SO 2与CaCO 3分子质量之比；M 1——2019年1月的石灰石消耗量，t；

α——2019年1月的石灰石中CaCO 3含量，%；M 2——2019年1月的原烟气SO 2产生量，t；η1——2019年1月的实际脱硫效率，%。

3.3 

计算随石膏排出系统的浆液质量流量：

式中：B ——随石膏排出系统的浆液质量流量，kg/h；

L 1——石膏旋流器底流质量流量，kg/h；α1——石膏中CaCO 3的含量，%；X ——石膏旋流器压头变化系数。

3.4 计算供浆体积流量的基准值

330MW火电机组脱硫系统供浆量自动控制技术设计

雍恒

中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司 宁夏 银川 750000

摘要：本文通过具体工程概况分析出利用定量计算和PID闭环控制可以有效实现330MW火电机组脱硫系统供浆量自动控制，提高了脱硫工艺控制的可靠性，减少了人为因素导致的脱硫净烟气SO 2超标事故。

关键词：脱硫系统 自动控制技术

Design of automatic slurry supply control technology for 330MW thermal power unit desulfurization system

Yong Heng

Sinopec Great Wall Energy Chemical Co.，LTD ，Ningxia 750000

Abstract：Based on the analysis of specific engineering situation，the quantitative calculation and PID closed-loop control can effectively realize the automatic control of slurry supply in the desulfurization system of 330MW thermal power unit，improve the reliability of desulfurization process control，and reduce the accident of SO2 exceeding standard caused by human factors.

Keywords：Desulfurization system；Automatic control technique

47

式中：L v——供浆体积流量基准值，m 3/h；

A ——参与SO 2吸收反应的浆液质量流量，kg/h；

B ——随石膏排出系统的浆液质量流量，kg/h。ρ——石灰石浆液密度，kg/m 3。

3.5 供浆体积流量基准值L v计算公式的整定

先使用DCS控制系统计算出供浆体积流量的基准值L v，并给Lv添加历史存贮，然后将运行人员手工调节产生的供浆流量L s与L v一并添加至历史曲线当中，对比两者之间的差距，同时不断调整L v计算公式中的相关参数，最终使L s与Lv数值逐渐接近，两者相差±10 m 3/h左右时，L v公式的整定就算结束了，为保证计算的准确性，需要使用一个月的运行数据来整定 L v公式。

3.6 在DCS控制系统中为供浆调门制作串级PID

控制逻辑

图1 系统示意图

3.6.1 主PID调节器的整定

脱硫净烟气SO 2实时浓度与净烟气SO 2的设定值相减，将偏差输入给主PID调节器，限定主PID调节器的输出上限为＋15，输出下限为－10，整定主PID调节器的参数，使其比例调节作用强一些，可以较快的实时修正Lv的计算偏差。

3.6.2 副PID调节器的整定

主PID调节器的输出与供浆体积流量基准值Lv相加得出最后的供浆体积流量L，L作为副PID调节器的给定信号与供浆流量计测量的实际流量Lf相减，将偏差输入给副PID调节器，根据供浆流量计的量程上限来设定副PID调节器的输出上限，副PID调节器的输出下限为0，整定副PID调节器的参数使其可以较快的跟随L的变化来调节Lf。

4 结束语

利用定量计算和P I D 闭环控制可以有效的实现330MW火电机组脱硫系统供浆量自动控制，提高了脱硫工艺控制的可靠性，减少了人为因素导致的脱硫净烟气SO 2超标事故。

作者简介

雍恒（1987-），男，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：石油、煤化工、火电。

井中注入微生物，通过提高微生物的繁殖量来提高微

生物采油效率，这种方法投入成本比较低，在低渗透油田开采过程中可以得到有效的应用。

3 低渗透油田采油技术的优化措施3.1 对抽油泵采油工艺的优化

低渗透油田开采过程中会用到抽油泵，但是由于低渗透油田的渗透率比较低，如果采油抽油泵进行抽油，其原油的流动速度会非常慢，不能有效的充满油泵，影响抽油泵的运行效率。针对这一问题可以采用螺杆泵采油技术，有效解决油井开采中存在的供液不足的问题。

在应用抽油机系统进行采油的过程中，需要制定科学合理的工作制度，不断提高油井的开采效率。对于低渗透油田中供液能力不足的油井而言，需要对其进行动态分析，并采取相应的措施有效提高油井的供液能力，进一步满足机械采油的需求。为了进一步提高低渗透油田的经济效益，可以选择使用节能型的电动机系统，使驱动机械的电能消耗可以进一步降低，同时可以在抽油泵中安装变频调速装置，根据实际的采油工作需求，对抽油泵的运行参数进行合理设置，使其有杆的旋转速度和力度能够符合采油工作的需求。选择抽油机时可以选择具有节能效果的抽油机，以免抽油机使用过程中系统载荷量过大导致机械耗能过高，从而影响油井的开采时效率。

3.2 低渗透油田采油工艺的未来发展趋势

首先需要加大对油田数字化建设的研究，提高油田生产设备的自动化水平，对石油开采的整个过程进行实时监督，以免设备在使用的过程中出现问题，不利于设备的有效应用。可以在抽油机的应用现场安装传感器，对抽油机的运行情况进行远程监测，一旦发现突发问题则可以立即停止机械运转，对机械进行维修，从而降低机械故障对采油工作的影响。

4 结束语

综上所述，随着社会经济的发展，人们对石油的需求量越来越大，我国众多的油田中，有很多都是低渗透油田，具有低孔、低渗和低丰度的特点，增大了石油开采工作的难度。为了提高低渗透油田的开采时效率，石油开采人员应该加大对低渗透油田作业现场的分析，对井下油层、岩石等进行分析，从而根据实际情况采用合适的采油工艺技术，例如超完善完井采油工艺、注水井增注采油工艺以及微生物采油工艺等，并对采油工艺进行合理的优化和改造，进一步提高采油技术水平，促进低渗透油田采油效率的不断提升。

参考文献 

[1]索立军.适应低渗透油田的采油工艺技术措施[J].化工管理，2018（30）：123.

[2]闫怀宝.试论低渗透油田采油工艺的应用[J].化工管理，2014（35）：217.

（上接第40页）