烟气脱硫技术方案设计

2×170t/h锅炉烟气脱硫工程

ABB（Winmation）

DCS 系统技术方案

第一部系统控制方案概述

系统方案采用高性能处理器PM1800 CPU，按照控制器、电源及通讯网络全冗余架构设计，IO采用荣获“红点设计大奖”的WinIO 1000 系列自诊断智能IO 模块，系统上层设工程师站1 台，操作员站1 台及历史站1 台。同时，系统预留了第三套脱硫系统接口。

IO 全冗余方案，包括：

• IO 电源冗余（不需要电源冗余切换设备）

• CI 通讯冗余

• IO 模块冗余

• IO 背板部通讯总线冗余

•同一个IO 站冗余模块和非冗余模块可以混合组态

•一对冗余模块，主、从模块的工作状态可同时在

1.本系统的主要闭环调节回路（MCS）包括如下：

●1.1 石灰石浆液供给调节：

循环浆液的PH 值与脱硫效率及钙利用率紧密相关。当PH 值过高时，有助于脱硫剂对二氧化的吸收，但会导致溶液中SO3-和CO3-例子浓度的相对增加，降低脱硫剂活性，由此降低了钙利用率；相反，如果PH 值过低，虽然有助于脱硫剂的溶解以及较高钙利用率的实现，但系统脱硫率低。因此在正常运行时，必须调节石灰石浆液流量，控制循环浆液的PH 值在最佳围之，以保证吸收塔吸收的SO2 全部反应为石膏。

此调节回路采用一个串级PID 控制，一级主调节器控制PH 值，二级副调节器控制石灰石浆液供给量，在一级主调节器后的输出引入烟气流量，原烟气中SO2 浓度和一些化学计量因数进行计算修正作为二级副调节器石灰石浆液流量的设定值输入，然后与实测的石灰石浆液供给量（流量和密度计算后得出）一起送入二级副调节器进行偏差PID 调节，其输出以控制石灰石浆液供给调节阀快速响应FGD 负荷变化，将PH 值变化较少到最小。

●1.2 增压风机入口烟气压力调节

增压风机需要克服从原烟气挡板入口开始到净烟气挡板出口结束这段FGD 系统的压力降。此回路一般将FGD 系统入口的静压控制在-5Mbar。采用此值是因为烟囱的自然抽力可保证FGD 装置满负荷时的出口静压。压力控制通过调整增压风机入口导叶的开度来实现。为优化增压风机控制回路的特性，引入锅炉的负荷信号和总送风量信号作为前馈，以抑制锅炉负荷变化造成的干扰，让回路更稳定。

●1.3 吸收塔液位调节

通过对FGD 系统提供充足的工艺水，补充进入吸收塔的热烟气冷却和饱和过程中所蒸发的水分。FGD 运行时，工艺补充水由液滴分离器（除雾器）的冲洗水提供，在需要时还可以从石灰石制备系统供应。吸收塔液位控制通过改变冲洗程序的中断时间来控制由加入到实际烟气中的除雾器冲洗水水量，冲洗程序的中断时间是烟气负荷的函数。在最大烟气量时，对应最小的中断时间，等待时间的长短时受控制的。借助测得的烟气流量和一个函数计算出除雾器冲洗系统需要等待的时间，当实际等待时间到达设定值，被激活的除雾器某层的一个冲洗水阀即被激活打开，同时，积分器上的等待时间设定为0。冲洗一分钟后关闭，除雾器该层的下一个冲洗水阀又开始一个新等待时间。如果该层的冲洗水阀已全部冲完，则由除雾器冲洗程序控制子功能组启动除雾器下一层冲洗程序。

●1.4 真空皮带虑饼厚度调节

系统实时测量滤饼的厚度，以防止因供浆流量变化或其他原因导致的滤饼厚度偏移。在闭环控制中奖设定的滤饼厚度值与实际测量的厚度值比较，通过调节皮带电机变频器转速控制滤饼厚度。

●1.5 磨一级再循环箱液位调节

一级循环箱的容积非常小，所以液位闭环控制的围也非常小，精度要求也较高。通常一级循环箱的液位是通过控制一级旋流器溢流回流调节阀来控制的，当一级循环箱的液位低时，回流调节阀将开大。

●1.6 磨二级再循环箱液位调节

原理同磨一级再循环箱液位调节类似。

●1.7 烟风挡板密封风温度调节

为了防止烟风挡板门的腐蚀，烟风挡板密封风温度必须加热提高到一定温度（约100-110℃），通过控制蒸汽加热器进气流量调节阀的开度来控制密封风温度。

●1.8 石膏浆排放控制

吸收塔石膏排出量与石膏一级脱水旋流器实际运行的旋流子数量是直接相关的，而石膏旋流子的运行数量与吸收塔的石灰石加药量或石膏生成量有比例关系，控制方案组态中实际旋流

子的运行数量是通过石膏浆液的密度值进行控制的。石膏排出泵送来的浆液，首先经过在线密度计测量。当密度值低于某预设定值时，减少旋流子运行数目，由于此时旋流站供浆集箱的压力升高，利用石膏旋流器入口联箱上的压力变送器信号与石膏旋流器入口回流气动调节阀的闭环控制，将回流调节阀开度加大，使供浆集箱的压力维持恒定。当浆液密度值低于最小值时（即石膏生成量不足），关闭所有旋流器，回流调节阀全开，使含石膏较少的浆液全部返回到吸收塔继续反应生成石膏。反之，当所测密度值大于设定值时，增开旋流子数目，回流调节阀开度减少。超过最大值时，打开所有旋流子，调节阀全关。运行过程中石膏供浆集箱的压力始终依靠石膏浆液回流管调节阀来维持稳定，以保证运行旋流子的正常工作。

2.顺序控制系统（SCS）

顺序控制即开环逻辑控制，是机组主要控制系统之一。其任务是按照各设备的启停运行要求及运行状态，经逻辑判断发出操作指令，对机组主要设备组或子设备组进行顺序启停。运行人员通过操作站即可实现各设备的运行状态及进行启停或开关操作。

根据本工程特点，脱硫系统顺序控制系统的控制水平按功能组级，子功能组级和驱动级三级方式考虑，运行人员能通过操作员站对功能组和子功能组中的相关设备进行顺序启停，也可以对SCS中的单个设备单独进行启停操作，以便在系统或者局部设备发生故障时，操作员可以选择较低的水平控制，而不致丧失对整个过程的控制。同时，SCS 中还涉及系统及单个设备的联锁保护。

本工程SCS 逻辑设计主要包括以下功能组和子功能组：

A) 烟气系统功能组

烟气系统功能组还包括以下子功能组：

增压风机顺序控制子功能组

烟道挡板及其密封风机顺序控制子功能组

GGH 顺序控制子功能组

GGH 蒸汽吹灰顺序控制子功能组

GGH 高压水吹灰顺序控制子功能组，等等。

B) 吸收塔系统功能组

吸收塔系统功能组包括以下子功能组：

循环浆泵顺序控制子功能组

石灰石供浆顺序控制子功能组

石膏浆排出顺序控制子功能组

石膏浆溢流顺序控制子功能组

除雾器冲洗顺序控制子功能组

氧化风机顺序控制子功能组

PH 计冲洗顺序控制子功能组，等等。

C) 石灰石制备系统功能组

石灰石制备系统功能组包括以下子功能组：

布袋除尘器顺序控制子功能组

除铁器顺序控制子功能组，等等。

D) 石灰浆磨制系统功能组

石灰浆磨制系统功能组包括以下子功能组：

称重式皮带给料机顺序控制子功能组

湿式球磨机顺序控制子功能组

湿式球磨机给水顺序控制子功能组

磨一级循环泵顺序控制子功能组