畢業(yè)論文--石灰石濕法煙氣脫硫

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　石灰石濕法煙氣脫硫是目前工藝較為成熟、應(yīng)用最廣泛的脫硫工藝，其脫硫過程是氣液反應(yīng)，反應(yīng)速度快、脫硫效率高，綜合經(jīng)濟(jì)性能較好，在國內(nèi)電廠脫硫工藝中被廣泛應(yīng)用。在煙氣脫硫系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否恰當(dāng)直接影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行，甚至影響主機(jī)系統(tǒng)的長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文設(shè)計(jì)的脫硫控制系統(tǒng)有完善的熱工模擬量控制，并

2、且各項(xiàng)功能在DCS系統(tǒng)中統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　首先簡要介紹了石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)及其控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、主要工藝設(shè)備、工藝流程及原理。接著對脫硫控制系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和研究，主要包括自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、聯(lián)鎖保護(hù)條件設(shè)計(jì)等。最后，對脫硫重要儀表進(jìn)行了選型和設(shè)計(jì)。</p><p>　　本文對煙氣脫硫工程的自動化控制給出完整、詳細(xì)的分析和方案。通過國產(chǎn)的HOLLi

3、AS-MACS系統(tǒng)以達(dá)到煙氣脫硫項(xiàng)目的自動化控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：石灰石-石膏；濕法脫硫；控制系統(tǒng)；和利時</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　FGD is a mature technology and the most widely used desulphurization proces

4、s. This desulphurization process with gas-liquid reaction has the high speed, high desulfurization efficiency and the better comprehensive economic performance. It is widely used in the domestic power plant desulfurizati

5、on process. The design of control system is a more important segment in the flue gas desulfurization system. Whether the control system design is reasonable or not, it influences the desulfurization system</p><

6、;p>　　First of all, present situation, Development trend, the main process equipment, Process and principle were introduced briefly. Then, control scheme of desulfurization control system were designed and researched,

7、mainly including Automatic control system design and Interlock protection design and so on . Finally, desulfurization of important instrument were selected and designed.</p><p>　　This paper gives a full anal

8、ysis and program control, detailed on the automation of flue gas desulfurization project. Through the HOLLiAS-MACS system to achieve the project control automation of domestic flue gas desulfurization .</p><p&

9、gt;　　Key words: Limestone-gypsum; FGD; Control system; HOLLiAS</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p>　　第1章 緒

10、論1</p><p>　　1.1 選題背景及意義1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.1 煙氣脫硫技術(shù)研究動態(tài)2</p><p>　　1.2.2 脫硫控制系統(tǒng)研究動態(tài)3</p><p>　　1.3 本文的主要研究工作4</p><p>　　第2

11、章 火電廠脫硫系統(tǒng)的工藝原理5</p><p>　　2.1 煙氣脫硫工藝的簡介5</p><p>　　2.1.1 海水脫硫5</p><p>　　2.1.2噴霧干燥煙氣脫硫6</p><p>　　2.1.3氨水洗滌法脫硫工藝6</p><p>　　2.1.4石灰石-石膏濕法脫硫6</p>&l

12、t;p>　　2.2石灰石-石膏濕法脫硫工藝流程7</p><p>　　2.2.1 煙氣系統(tǒng)8</p><p>　　2.2.2 吸收系統(tǒng)9</p><p>　　2.2.3 石灰石漿液制備系統(tǒng)10</p><p>　　2.2.4石膏脫水系統(tǒng)12</p><p>　　2.2.5 工藝水系統(tǒng)和排放系統(tǒng)13&l

13、t;/p><p>　　2.3脫硫系統(tǒng)運(yùn)行控制方式15</p><p>　　2.3.1 啟動15</p><p>　　2.3.2停運(yùn)16</p><p>　　2.3.3 緊急停運(yùn)17</p><p>　　2.3.4 變負(fù)荷運(yùn)行18</p><p>　　2.3.5 裝置和設(shè)備保護(hù)措施18&l

14、t;/p><p>　　2.4 本章小結(jié)19</p><p>　　第3章 HOLLiAS 系統(tǒng)20</p><p>　　3. 1 分散控制系統(tǒng)20</p><p>　　3.2 HOLLiAS 系統(tǒng)21</p><p>　　3.2.1 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)21</p><p>　　3.2.2 軟件系

15、統(tǒng)功能構(gòu)成23</p><p>　　3.3 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成23</p><p>　　3.3.1 過程輸入/輸出（I/O）23</p><p>　　3.3.2 處理器模件選擇25</p><p>　　3.4 本章小結(jié)26</p><p>　　第4章 FGD系統(tǒng)的DCS控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27</p>

16、<p>　　4.1 工程背景簡介27</p><p>　　4.2 煙氣系統(tǒng)控制27</p><p>　　4.3吸收塔系統(tǒng)控制29</p><p>　　4.3.1 pH值控制29</p><p>　　4.3.2 吸收塔液位控制29</p><p>　　4.4 石灰石漿液制備系統(tǒng)控制30</p&

17、gt;<p>　　4.4.1 石灰石漿液濃度控制30</p><p>　　4.4.2 石灰石漿液箱液位控制31</p><p>　　4.5 石膏脫水系統(tǒng)控制32</p><p>　　4.6 FGD系統(tǒng)儀表選型及影響因素33</p><p>　　4.7 流程總圖35</p><p>　　4.8 M

18、ACSV系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)35</p><p>　　4.8.1數(shù)據(jù)庫總控工程建立35</p><p>　　4.8.2設(shè)備組態(tài)步驟38</p><p>　　4.8.3 控制器程序編寫40</p><p>　　4.8.4 圖形組態(tài)42</p><p>　　4.9本章小結(jié)43</p><p>&

19、lt;b>　　結(jié) 論44</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)45</b></p><p><b>　　致 謝48</b></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1 選題背景及意義</p>&

20、lt;p>　　近年來，人民物質(zhì)生活水平逐步提高，環(huán)境問題越來越引起人們的關(guān)注。它不但關(guān)系著人民群眾的生活環(huán)境、身體健康，而且還影響國家的形象，甚至制約國家和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　二氧化硫是眾多大氣污染源中最主要的污染源。我國是燃煤大國，一直以來，煤炭占據(jù)一次能源的消費(fèi)總量很高，而且呈不斷增長趨勢。隨著煤炭消費(fèi)的不斷增長，燃煤所排放的污染物二氧化硫也不斷增加，導(dǎo)致我國酸雨和二氧化硫污染日益嚴(yán)

21、重[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年我國原煤總產(chǎn)量為25.23億噸，其中用于火力發(fā)電的燃煤高達(dá)12.82億噸，電煤占據(jù)當(dāng)年原煤總產(chǎn)量的近51%[2]。因此，控制火電廠二氧化硫的排放，對改善大氣環(huán)境質(zhì)量，保障人民群眾身體健康，促進(jìn)火電廠可持續(xù)發(fā)展顯得特別重要。對于二氧化硫的排放控制，我國環(huán)保部門先后出臺了各種的措施和辦法，要求新建的電廠隨同主機(jī)組同步安裝脫硫設(shè)施，已建電廠須對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造,增設(shè)脫硫裝置，從而保證二氧化硫排放量達(dá)到國家規(guī)定的最高

22、允許排放限值，以減少其對環(huán)境造成的嚴(yán)重污染。另外，國家對燃煤電廠脫硫減排情況定期進(jìn)行環(huán)保核查，并據(jù)此執(zhí)行脫硫電價(jià)政策。針對在核查中發(fā)現(xiàn)的脫硫系統(tǒng)停運(yùn)、脫硫效率不達(dá)標(biāo)的企業(yè)，將嚴(yán)格執(zhí)行脫硫電價(jià)扣減以及處罰規(guī)定，并且足額征收二氧化硫排污費(fèi)[3,4]。</p><p>　　國家環(huán)保減排規(guī)定和環(huán)保核查要求越來越嚴(yán)格，脫硫設(shè)施數(shù)據(jù)監(jiān)測是否準(zhǔn)確、脫硫設(shè)備控制情況是否穩(wěn)定，將決定著環(huán)境控制的質(zhì)量管理以及總量控制。國家環(huán)保部規(guī)定

23、，所有脫硫設(shè)施必須安裝分散式控制系統(tǒng)(DCS系統(tǒng))，用以實(shí)時監(jiān)控脫硫系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況。要求DCS系統(tǒng)能隨機(jī)調(diào)閱脫硫設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及歷史趨勢，相關(guān)數(shù)據(jù)必須至少保存六個月以上[4]。分散控制系統(tǒng)是當(dāng)前控制技術(shù)領(lǐng)域的重要控制方式，它的最大優(yōu)點(diǎn)是信息處理快速，計(jì)算和邏輯處理準(zhǔn)確性和可靠性比較高，信息存儲方式靈活多樣，存儲容量較大，而且存儲的信息易于傳遞。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，分散控制系統(tǒng)也越來越完善。關(guān)于脫硫設(shè)備的分散控制系統(tǒng)選型，應(yīng)該遵循成

24、熟、可靠的原則，控制系統(tǒng)必須具備數(shù)據(jù)來集與處理、自動控制、保護(hù)、聯(lián)鎖等多項(xiàng)功能[5]。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 煙氣脫硫技術(shù)研究動態(tài)</p><p>　　從20世紀(jì)初開始，人們就對脫硫技術(shù)進(jìn)行了研究，至今已有90多年的歷史。到了20世紀(jì)70年代，日本、美國率先進(jìn)行二氧化硫排放控制，隨后許多國家陸續(xù)制定了二氧化硫排放

25、標(biāo)準(zhǔn)和控制策略，使得控制二氧化硫排放的速度大大提高，從而在很大程度上加快了煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展[6,7]。</p><p>　　目前，世界上在工業(yè)上應(yīng)用的FGD技術(shù)大約有10多種，其中按脫硫方式和產(chǎn)物處理形式可以分為干法、半干法和濕法三類。這些脫硫技術(shù)主要有:(1)濕法脫硫技術(shù)，約占總量的85%左右，其中石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)約占36.7%，其他濕法脫硫技術(shù)約占48.3%； (2)噴霧干燥脫硫技術(shù)，約占總量的8.

26、4%; (3)爐內(nèi)噴射吸收劑增溫活化脫硫法，約占總量的1.9%； (4)海水脫硫技術(shù)；(5)電子束脫硫技術(shù)；(6)煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)。世界上，主要是日本、美國和德國等國家應(yīng)用濕法脫硫技術(shù)較多，應(yīng)用比例分別為98%、92%和90%[8-11]。</p><p>　　濕法脫硫工藝應(yīng)用最多，而其中以石灰石-石膏法占主導(dǎo)地位，此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：適用煤種廣、鈣的利用率高、脫硫效率高、脫硫劑來源廣泛。石灰石-石膏濕法脫硫技

27、術(shù)是最成熟、應(yīng)用業(yè)績最多、運(yùn)行狀況最穩(wěn)定的脫硫技術(shù)，到現(xiàn)在已經(jīng)有近30年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，它的脫硫效率一般都在90%以上,副產(chǎn)品石膏可以回收利用，也可以拋棄處置[12,13]。</p><p>　　截至目前，發(fā)達(dá)國家大多數(shù)燃煤電廠都安裝了煙氣脫硫設(shè)施。日本是世界上最早安裝脫硫設(shè)施的國家，它的應(yīng)用規(guī)模較大，開發(fā)的脫硫工藝也最多，它主要以石灰石-石膏法為主，大約占總量的75%以上。其中火力發(fā)電廠幾乎全部采用石灰石-石膏工藝

28、。因?yàn)槿毡举Y源較匱乏，F(xiàn)I本國內(nèi)工業(yè)用的石膏基本上全部來自于煙氣脫硫的回收產(chǎn)物。20世紀(jì)60年代末，日本火電廠開始大規(guī)模安裝煙氣脫硫設(shè)施，二氧化硫污染的控制基本上得到了很好的控制。20世紀(jì)80年代以來，F(xiàn)1本又加強(qiáng)了對外出口，分別對美國、德國和一些發(fā)展中國家出口脫硫技術(shù)設(shè)備。另外，日本在控制好二氧化硫污染物排放的基礎(chǔ)上，對煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，并逐步在工業(yè)上得以應(yīng)用[14,15]。</p><p>　　2

29、0世紀(jì)70年代初，美國也開始了對煙氣脫硫技術(shù)的研究，相比較于日本略遲一些。美國1978年重新修改了大氣清潔法后，高煙囪排放不再被允許，煙氣脫硫技術(shù)相應(yīng)地快速發(fā)展了起來。在眾多脫硫技術(shù)中，濕法煙氣脫硫技術(shù)也在美國占據(jù)主導(dǎo)地位。上世紀(jì)70、80年代，美國90%以上的脫硫裝置都采用濕法脫硫技術(shù)。新建的電廠大多都安裝了煙氣脫硫設(shè)施，早期建造的燃煤電廠，基本上沒有脫硫裝置。鑒于此情況，美國環(huán)保局(EPA)組織人力開發(fā)了價(jià)格低廉、運(yùn)行方便、脫硫效率

30、適中、占地面積少的適合現(xiàn)有電廠改造的脫硫技術(shù)，比如多級噴射燃燒法、煙道噴射法以及等離子體脫硫法等技術(shù)，這些技術(shù)都取得了預(yù)期效果[15]。</p><p>　　在歐洲，煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展以德國最為迅速。西德的發(fā)展歷經(jīng)了近30年，煙氣脫硫技術(shù)逐漸趨于實(shí)用化。它一方面引進(jìn)日本、美國先進(jìn)技術(shù)，另一方面十分注重本國技術(shù)的開發(fā)，并于20世紀(jì)70年代末開始在燃煤鍋爐上安裝煙氣脫硫設(shè)施。截止目前，德國90%以上的煙氣脫硫設(shè)施均采

31、用石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)，大約有75%的工業(yè)用石膏來源于脫硫的副產(chǎn)物石膏[16]。</p><p>　　此外，丹麥、芬蘭、挪威等國家也對煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行了大規(guī)模的研究，并相繼開發(fā)出一些先進(jìn)工藝，比如丹麥的SDA法、芬蘭的LIFAC法、挪威的NID法以及海水脫硫工等。這些國家不但在本國安裝了許多煙氣脫硫設(shè)施，而且還向境外出口部分技術(shù)和裝備。而英國和法國對脫硫技術(shù)的研究和應(yīng)用不多，英國主張燃用低硫燃料以及高煙硫稀釋

32、排放，而法國以核電發(fā)電為主[17,18]。</p><p>　　與國外情況相同，在眾多脫硫技術(shù)中，石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)也是我國的主流技術(shù)，是我國控制火電廠二氧化硫排放的最主要途徑[19]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至到2011年底，已經(jīng)投運(yùn)電廠和在建電廠煙氣脫硫技術(shù)中，石灰石-石膏濕法技術(shù)約占90%以上，以前，這些技術(shù)基本上均依賴國外進(jìn)口，相當(dāng)大的一部分利潤也就拱手相讓給了國外廠商。這些年來，我國在引進(jìn)、消化吸收的基礎(chǔ)

33、上開始了自主研發(fā)，并且進(jìn)行了相應(yīng)地創(chuàng)新，我國燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)國產(chǎn)化能力已經(jīng)大幅提高，基本上滿足了國家對二氧化硫減排的要求。另外，部分實(shí)力雄厚的科研單位，以及大學(xué)院校在消化吸收國外引進(jìn)技術(shù)的同時，開始了自主創(chuàng)業(yè)的道路，陸續(xù)開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的脫硫技術(shù)，有些技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在部分電廠了[20]。</p><p>　　1.2.2 脫硫控制系統(tǒng)研究動態(tài)</p><p>　　根據(jù)對脫硫工藝及

34、控制系統(tǒng)功能的要求，目前，世界上通常釆用的脫硫控制系統(tǒng)有以下三種：（1）采用模擬儀表和工控機(jī)的控制系統(tǒng)，此種系統(tǒng)適用于中、小型電廠，它的優(yōu)點(diǎn)是配置簡單、造價(jià)比較低。（2）采用DCS的控制系統(tǒng)，此種系統(tǒng)充分利用了DCS的軟、硬件資源，系統(tǒng)可靠性較高。（1）采用PLC和工控機(jī)的控制系統(tǒng)，此種系統(tǒng)以PLC為控制核心，將工控機(jī)和PLC結(jié)合在一起，以便實(shí)現(xiàn)通訊。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用可知，當(dāng)脫硫系統(tǒng)以模擬量控制為主，且函數(shù)運(yùn)算較多的話，采用DCS控制是最合

35、理的。DCS的控制功能主要有：數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)以及順序控制(SCS)等。另外，若考慮到煙氣脫硫工藝特點(diǎn)這個因素，得出的結(jié)論也是：采用DCS比PLC更好實(shí)現(xiàn)對脫硫系統(tǒng)的控制[21]。</p><p>　　20世紀(jì)90年代后期，我國火電機(jī)組開始同步建設(shè)和安裝濕法煙氣脫硫設(shè)施，隨后，脫硫主系統(tǒng)經(jīng)歷了引進(jìn)、消化和國產(chǎn)化三個過程，脫硫DCS系統(tǒng)也隨之經(jīng)歷了一個變化的過程。一開始，脫硫DCS控制系統(tǒng)隨

36、脫硫工藝系統(tǒng)同步引進(jìn)國外技術(shù)和產(chǎn)品，包括DCS系統(tǒng)以及煙氣分析儀表等，均是完全進(jìn)口。比如，在我國較早投產(chǎn)的脫硫系統(tǒng)中，均釆用進(jìn)口DCS：艾默生的OVATION、上海的?？怂共_、北京的Aro、西門子等，均隨脫硫主系統(tǒng)一起招標(biāo)，基本釆用與主機(jī)DCS 一致的選型方式。在對引進(jìn)設(shè)備進(jìn)行消化吸收之后，我國幾個主要的脫硫系統(tǒng)總承包價(jià)格逐步降低，另外，國內(nèi)的儀控設(shè)備技術(shù)水平也得到了一定的發(fā)展。近5年來，我國新建和改造的脫硫項(xiàng)目，均采用國產(chǎn)DCS控制

37、系統(tǒng)，這也是目前脫硫控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。在控制系統(tǒng)國產(chǎn)化的進(jìn)程中，五大發(fā)電集團(tuán)情況也不盡相同，其中華電集團(tuán)和中電投較多地釆用國產(chǎn)DCS，華電集團(tuán)甚至在2009年發(fā)文規(guī)定，所有新建以及改造的脫硫項(xiàng)目必須釆用國產(chǎn)DCS作為控制系統(tǒng)。在國產(chǎn)DCS品牌中，和利時以及國電智深使用率最高[22]。</p><p>　　1.3 本文的主要研究工作</p><p>　　本論文課題是在研究石灰石-石膏濕法煙

38、氣脫硫技術(shù)和工藝的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)合理適用的脫硫控制系統(tǒng)，達(dá)到穩(wěn)定、可靠監(jiān)視和控制設(shè)備運(yùn)行的目的，實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)的正常工作和異常工況的系統(tǒng)安全，從而保證鍋爐及機(jī)組的安全運(yùn)行。</p><p>　　本論文的具體研究內(nèi)容主要包括以下幾方面：</p><p>　　第1章 緒論，闡述了本課題的選題背景與意義，研究現(xiàn)狀。</p><p>　　第2章 分析研究了火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)

39、的工藝流程原理。 </p><p>　　第3章 介紹了和利時系統(tǒng)的軟、硬件的構(gòu)成及特點(diǎn)</p><p>　　第4章 設(shè)計(jì)濕法煙氣脫硫的各個系統(tǒng)的DCS設(shè)計(jì)</p><p>　　第2章 火電廠脫硫系統(tǒng)的工藝原理</p><p>　　2.1 煙氣脫硫工藝的簡介</p><p>　　近年來，西方發(fā)達(dá)國家在火電廠脫硫技術(shù)方面取

40、得了大量的研究成果，開發(fā)了多種脫硫技術(shù)，根據(jù)美國 EPRI 統(tǒng)計(jì)，己經(jīng)開發(fā)的脫硫技術(shù)大約有近 200 種，但真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的僅 10 多種[23]。已經(jīng)進(jìn)行工業(yè)示范和應(yīng)用的主要技術(shù)類型有</p><p>　?。?） 燃燒前脫硫技術(shù)。</p><p>　　采用化學(xué)、物理、或生物方法對煤炭進(jìn)行脫硫處理的技術(shù)。物理法一般可脫除20-40%的硫；化學(xué)方法投資比較大；生物法目前處于研究階段，預(yù)計(jì)脫

41、硫效率可達(dá)到80-90%。</p><p>　?。?） 燃燒中脫硫技術(shù)。</p><p>　　燃燒過程中的脫硫方法。如：爐內(nèi)噴鈣，循環(huán)硫化床(CFB，PCFB)，脫硫效率一般可達(dá)到 50-70%。</p><p>　?。?） 燃燒后煙氣脫硫技術(shù)(簡稱 FGD)</p><p>　　燃燒后對煙氣進(jìn)行脫硫的方法。如濕法、簡易濕法、干法、半干法、氨

42、法、電子束法、海水脫硫等。</p><p>　　2.1.1 海水脫硫</p><p>　　海水煙氣脫硫技術(shù)是近年發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，它利用海水吸收、中和煙氣中的 SO2，經(jīng)反應(yīng)生成可溶性的硫酸鹽排回大海。海水 PH 值為 7.8-8.3，所含碳酸鹽對酸性物資有緩沖作用，海水吸收 SO2生成的產(chǎn)物是海洋中的天然成分，不會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。</p><p>　　海水

43、脫硫系統(tǒng)主要由煙氣系統(tǒng)、再熱系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)組成。主要特點(diǎn)：一是脫硫工藝依靠現(xiàn)場的自然堿度；二是脫硫產(chǎn)生的硫酸鹽完全溶解后才返回大海，無固體生成物；三是所需設(shè)備少，運(yùn)行簡單。</p><p>　　雖具上述優(yōu)點(diǎn)，但由于該項(xiàng)技術(shù)必須在沿海地區(qū)使用，因此局限較大。我國的深圳西部電力有限公司#2*300MW 機(jī)組引進(jìn)海水脫硫技術(shù)，于 1998 年 7 月建成運(yùn)行，此系統(tǒng)在設(shè)計(jì)工況條件下的脫硫率大于 90％

44、[24]。</p><p>　　2.1.2噴霧干燥煙氣脫硫</p><p>　　噴霧干燥煙氣脫硫采用石灰乳液噴霧干燥工藝脫除二氧化硫。把石灰制備成石灰乳液，經(jīng)過氣流噴霧器霧化后噴入脫硫塔同進(jìn)入塔中的煙氣充分混合接觸，進(jìn)行傳質(zhì)傳熱過程，石灰乳霧滴吸收 SO2后生成 CaSO3和 CaSO4。煙氣中熱量將霧滴水份逐漸蒸發(fā)后呈干灰狀，部分經(jīng)脫硫塔下部排出，部分經(jīng)高效除塵器排出?；驹頌椋?lt

45、;/p><p>　　Ca(OH)2+SO2→CaSO3 ?1/2H2O+1/2H2O （1）</p><p>　　Ca(OH)2+SO2+1/2O2+H2O → CaSO4?2H2O （2）</p><p>　　生成的亞硫酸鈣經(jīng)干燥得到粉末狀亞硫酸鈣，可利用除塵設(shè)備捕集。本法消除了設(shè)備結(jié)垢問題，工藝流程也比較簡單

46、，投資和運(yùn)行費(fèi)用以及耗電方面也比濕法有所降低[25]。</p><p>　　該技術(shù)的主要問題是：一是鍋爐燃燒狀態(tài)不穩(wěn)定，起伏較大，給設(shè)計(jì)、操作、運(yùn)行帶來困難，同時影響脫硫效率；二是反應(yīng)生成物的固體粉末太細(xì)小，給除塵帶來一定的難度；三是材料的腐蝕問題仍然是一個突出的技術(shù)關(guān)鍵，即使裝置的內(nèi)襯處理得好，但只要一些零部件或細(xì)小得地方處理得不太理想，腐蝕也會很嚴(yán)重[26]。</p><p>　　2.

47、1.3氨水洗滌法脫硫工藝</p><p>　　該脫硫工藝以氨水為吸收劑，副產(chǎn)品為硫酸銨化肥。鍋爐排出的煙氣經(jīng)煙氣換熱器冷卻至 90-100℃，進(jìn)入預(yù)洗滌器經(jīng)洗滌后除去HCI和HF，洗滌后的煙氣經(jīng)過液滴分離器除去水滴進(jìn)入前置洗滌器中。在前置洗滌器中，氨水自塔頂噴淋洗滌煙氣，煙氣中的SO2被洗滌吸收除去，洗滌的煙氣排出后經(jīng)液滴分離器除去攜帶的水滴，進(jìn)入脫硫洗滌器。在該洗滌器中煙氣進(jìn)一步被洗滌，經(jīng)洗滌塔頂?shù)某F器除去霧

48、滴，再經(jīng)煙氣換熱器加熱后經(jīng)煙囪排放。洗滌工藝中產(chǎn)生的濃度約30％的硫酸銨溶液排出洗滌塔，可以送到化肥廠進(jìn)一步處理或直接作為液體氨肥出售，也可以把這種溶液進(jìn)一步濃縮蒸發(fā)干燥加工成顆粒、晶體或塊狀化肥出售[27]。</p><p>　　2.1.4石灰石－石膏濕法脫硫</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前己經(jīng)投運(yùn)或正在計(jì)劃建設(shè)的脫硫系統(tǒng)中，濕法煙氣脫硫技術(shù)占80%左右。在濕法煙氣脫硫技術(shù)中，石灰石-

49、石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)是最主要的技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是：</p><p>　　(1)技術(shù)成熟，脫硫效率高，可達(dá) 95%以上</p><p>　　(2)原料來源廣泛、易取得、價(jià)格低廉</p><p>　　(3)大型化技術(shù)成熟，容量可大可小，應(yīng)用范圍廣</p><p>　　(4)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，變負(fù)荷運(yùn)行特性優(yōu)良</p><p>　　

50、(5)副產(chǎn)品可充分利用，是良好的建筑材料</p><p>　　(6)只有少量的廢物排放，并且可實(shí)現(xiàn)無廢物排放</p><p><b>　　(7)技術(shù)進(jìn)步快</b></p><p>　　其主要缺點(diǎn)相對其他方法無投資優(yōu)勢和系統(tǒng)簡化優(yōu)勢，即初期投資較大，系統(tǒng)復(fù)雜，但有大幅度降低投資的空間。</p><p>　　它是以石灰石作為

51、脫硫劑，含塵的煙氣進(jìn)入后，通過噴淋進(jìn)行一級凈化；噴淋后的煙氣下行至儲液池，脫去煙塵中有害氣體，然后上行經(jīng)百葉導(dǎo)風(fēng)板形成的旋轉(zhuǎn)氣流，沿旋風(fēng)筒下行進(jìn)行二次凈化；凈化過程中，儲液池液體表面形成的懸浮物隨時由溢流管排出，為了提高對 SO2的吸收能力，再噴淋液中加入適量的石灰石，使其經(jīng)常處于吸收 SO2的最佳狀態(tài)。煙塵被引風(fēng)機(jī)送入該裝置后，充分吸收煙氣中煙塵、SO2。被吸收液捕集的煙塵及石膏等下沉到集塵箱內(nèi)，定期與爐渣一起排出。</p>

52、;<p>　　石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)及其簡化技術(shù)最適合我國國情。權(quán)威部門指出：“石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)是世界上應(yīng)用最多、最為成熟的技術(shù)，應(yīng)用范圍寬，并有較大幅度降低工程造價(jià)的可能性，為了適應(yīng)大機(jī)組脫硫的需要，我國應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展這一技術(shù)”。對石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)在我國的應(yīng)用給予了充分的肯定和支持。目前，我國已經(jīng)投入運(yùn)行的火力發(fā)電系統(tǒng)配套的脫硫裝置以石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)及其簡化技術(shù)采用的最多，容量最大，

53、重慶洛磺電廠、廣西合山電廠、浙江半山電廠、江蘇揚(yáng)州電廠、大唐石門電廠等均采用了此項(xiàng)技術(shù)[29,30]。</p><p>　　2.2石灰石－石膏濕法脫硫工藝流程</p><p>　　石灰石-石膏法脫硫裝置的工藝圖如圖2-1，其主要包括煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)等。石灰石漿液通過噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴與塔內(nèi)煙氣

54、逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的SO2、SO3及HCl、HF 被吸收。SO2吸收產(chǎn)物的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏。</p><p>　　為了維持石灰石漿液的pH值恒定并減少石灰石耗量，石灰石被連續(xù)加入吸收塔，同時吸收塔內(nèi)攪拌器、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地?cái)噭樱约涌焓沂跐{液中的均布和溶解。</p><p>　　圖2-1 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝流程

55、圖</p><p>　　2.2.1 煙氣系統(tǒng)</p><p>　　從鍋爐引風(fēng)機(jī)出來的煙氣，經(jīng)過電除塵設(shè)備除去灰塵后，到達(dá)煙道，在煙道內(nèi)設(shè)置有兩路通道：其一是經(jīng)過原煙氣擋板進(jìn)入煙氣脫硫系統(tǒng)，除去S02，再通過除霧器消除霧滴，到達(dá)凈煙氣擋板處，最后從煙囪排出。其二是在某些特殊情況下經(jīng)旁路煙道直接從煙肉排出。該系統(tǒng)的主要設(shè)備包括:</p><p><b>　　a

56、、煙氣擋板</b></p><p>　　煙氣擋板是連接 FGD 系統(tǒng)和鍋爐的主要部件，有 FGD 入口擋板門、出口擋板門、旁路擋板門三個重要設(shè)備，用于 FGD 的隔離、投入。通常有單百葉窗式、雙百葉窗式擋板和閘板門三種。原、凈煙氣擋板的作用：在正常情況下,使煙氣通過脫硫系統(tǒng)。旁路擋板作用：當(dāng)煙氣脫硫裝置發(fā)生故障或者周期性檢修時,可選擇從旁路擋板直排；還有一種情況就是當(dāng)鍋爐剛點(diǎn)火時，由于使用了油槍助燃，

57、此時，煙氣中含有許多油滴以及炭墨等，如果它們進(jìn)入脫硫系統(tǒng),會降低脫硫系統(tǒng)的使用壽命。</p><p><b>　　b、增壓風(fēng)機(jī)</b></p><p>　　增壓風(fēng)機(jī)的作用：從鍋爐引風(fēng)機(jī)出來的煙氣中含有大量的粉塵，首先經(jīng)過電除塵裝置的除塵(粉塵可以作為水泥的輔料)，再到脫硫吸收塔除去二氧化硫，在此過程中受到各種阻力的影響，煙氣的壓力會降低，到達(dá)吸收塔后，不能逆流而上與石

58、灰石裝液充分反應(yīng)，導(dǎo)致脫硫效率的降低，所以必須通過增壓風(fēng)機(jī)對其進(jìn)行增壓，以補(bǔ)償煙氣在系統(tǒng)中(主要是吸收塔與煙道)的壓力損失。</p><p>　　c、煙氣-煙氣換熱器(GGH)</p><p>　　吸收塔出口煙氣被冷卻到45-59℃，達(dá)到飽和含水量，是否對脫硫煙氣再加熱，取決于各國環(huán)保要求。</p><p>　　煙氣-煙氣加熱器是蓄熱加熱工藝的一種，用它將未脫硫的煙

59、氣（一般為130-150℃）去加熱已脫硫的煙氣，一般加熱到80℃左右然后排放，其主要功能是：①增強(qiáng)污染物的擴(kuò)散；②降低煙羽的可見度；③避免煙囪降落液滴；④避免洗滌器下游設(shè)備的腐蝕。其工作原理與電廠中使用的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器原理相同。</p><p>　　2.2.2 吸收系統(tǒng)</p><p>　　如圖2-2，吸收系統(tǒng)是FGD的核心裝置，煙氣中的SO2在吸收塔內(nèi)與石灰石漿液進(jìn)行接觸，SO2被吸收

60、生成CaSO3，在氧化空氣和攪拌器的作用下最終生成石膏，產(chǎn)生的石膏漿液通過石膏漿液排出泵抽出，送至石膏水力旋流器濃縮，濃縮后的石膏漿液再送至二級脫水系統(tǒng)。主要設(shè)備是：</p><p><b>　　圖2-2 吸收系統(tǒng)</b></p><p>　　1、吸收塔（以噴淋吸收塔為例）</p><p>　　噴淋吸收塔又稱空塔或噴淋塔，塔內(nèi)不減少、結(jié)垢可能性

61、小，阻力低，是濕法脫硫FGD裝置的主流塔形，通常采用煙氣與漿液逆流接觸方式布置。</p><p>　　漿液噴淋系統(tǒng)包括噴淋組件及噴嘴。一個噴淋層由帶連接支管的母管制漿液分布管道和噴嘴組成，噴淋組件及噴嘴的布置設(shè)計(jì)對稱、均勻，覆蓋吸收塔的橫截面，并達(dá)到要求的噴淋漿液覆蓋率，使吸收漿液與煙氣充分接觸，從而保證在適當(dāng)?shù)囊簹獗认驴煽康貙?shí)現(xiàn)95%的脫硫效率，且在吸收塔的內(nèi)表面不產(chǎn)生結(jié)垢。</p><p&

62、gt;　　噴嘴是噴淋吸收塔的關(guān)鍵設(shè)備之一。一般脫硫漿液的入口壓力為0.05-0.2MPa，流量為30-170m3/h，噴嘴噴霧角為90°左右，大部分液滴直徑為500-3000μm，并要求盡量均勻。噴嘴噴出的液滴的直徑小、比表面積大、傳質(zhì)效果好、在噴霧區(qū)停留時間長，均有利于提高脫硫接的利用率。</p><p>　　吸收塔頂部布置有放空閥，正常運(yùn)行時該閥是關(guān)閉的。當(dāng)FGD裝置走旁路或停運(yùn)時，放空閥開啟以排除

63、塔內(nèi)的濕氣，消除吸收塔氧化風(fēng)機(jī)還在運(yùn)行時或停運(yùn)后冷卻下來時產(chǎn)生的與大氣的壓差。</p><p>　　2、吸收塔漿液循環(huán)泵</p><p>　　漿液循環(huán)系統(tǒng)采用單元制設(shè)計(jì)，每個噴淋層配一臺漿液循環(huán)泵，每臺吸收塔配三或四臺漿液循環(huán)泵，由于漿液循環(huán)泵的運(yùn)行介質(zhì)為低pH值漿液，且含有固體顆粒，因此必須進(jìn)行防腐耐磨設(shè)計(jì)。</p><p>　　一般在循環(huán)泵前裝設(shè)有不銹鋼濾網(wǎng)，可

64、以防止塔內(nèi)沉淀物吸入泵體而造成泵的堵塞和損壞。</p><p><b>　　3、除霧器</b></p><p>　　除霧器是FGD的關(guān)鍵設(shè)備，其性能直接影響到濕法FGD系統(tǒng)能否連續(xù)可靠運(yùn)行。當(dāng)帶有液滴的煙氣進(jìn)入除霧器通道時，由于流線的偏折，在慣性的作用下煙氣實(shí)現(xiàn)液氣分離，部分液滴撞擊在除霧器葉片上被捕集下來。除霧器故障會造成脫硫系統(tǒng)停運(yùn)，因此，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和使用除霧

65、器對保證FGD系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著非常重要的意義。</p><p><b>　　4、氧化空氣系統(tǒng)</b></p><p>　　氧化空氣系統(tǒng)包括氧化風(fēng)機(jī)，氧化裝置（氧化空氣分布網(wǎng)、氧化噴槍）等。在濕法脫硫工藝中自然氧化和強(qiáng)制氧化，二者主要區(qū)別在于是否向吸收塔注入墻紙氧化空氣。自然氧化工藝中不通入強(qiáng)制氧化空氣，吸收漿液中的SO2有少量在吸收區(qū)被煙氣中的氧氣氧化；強(qiáng)制氧化是向

66、吸收塔內(nèi)的氧化區(qū)噴入空氣，促使可溶性亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽，控制結(jié)垢，最終結(jié)晶生成石膏。</p><p>　　氧化裝置一般有兩種布置方式，即管網(wǎng)式和噴槍式。</p><p><b>　　5、吸收塔攪拌器</b></p><p>　　吸收塔攪拌器水平徑向布置在吸收塔下部，一般為3~4個，其作用使?jié){液保持在流動狀態(tài)，石灰石顆粒也均勻懸浮狀態(tài)，保證漿液

67、對SO2的吸收和氧化。</p><p>　　2.2.3 石灰石漿液制備系統(tǒng)</p><p>　　如圖2-3，采用石灰石濕磨制漿時，一般要求漿液中90%的石灰石粒徑小于或等于250目（63μm）。用車將石灰石（粒徑小于或等于20㎜）送入卸料斗，經(jīng)給料機(jī)、斗式提升機(jī)送入石灰石貯藏內(nèi)，再由稱重給料機(jī)送到濕式球磨機(jī)磨成漿液，石灰石漿液用泵輸送到水力旋流器經(jīng)分流，大尺寸物料再循環(huán)，合格的溢流存儲于石

68、灰石漿液箱中，而后經(jīng)石灰石漿液泵送至吸收塔。</p><p><b>　　圖2-3 制漿系統(tǒng)</b></p><p>　　石灰石濕磨制漿系統(tǒng)主要包括卸料斗、石灰石貯存、石灰石輸送機(jī)、承重給料機(jī)、石灰石磨機(jī)、磨機(jī)漿液循環(huán)泵，磨機(jī)再循環(huán)箱、水力旋流器、石灰石漿液箱、石灰石漿液泵及石灰石漿液箱攪拌器等。</p><p>　　磨機(jī)一般選用濕式球磨機(jī)。電

69、動機(jī)通過離合器與球磨機(jī)小齒輪連接，驅(qū)動球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)。潤滑系統(tǒng)包括低壓油潤滑系統(tǒng)和高壓油潤滑系統(tǒng)。低壓油潤滑系統(tǒng)通過低壓液壓泵向球磨機(jī)兩端的齒輪箱噴淋潤滑油，對傳動齒輪進(jìn)行潤滑和降溫；高壓油潤滑系統(tǒng)則通過高壓液壓泵打向球磨機(jī)兩端的軸承，并將磨機(jī)軸頂起。來自球磨機(jī)軸承的有再打回油箱，油箱設(shè)有加熱器，用以提高油溫，降低粘度，從而保證油具有良好的流動性。低壓油潤滑系統(tǒng)設(shè)有水冷卻系統(tǒng)，可降低低壓潤滑油的溫度，防止球磨機(jī)齒輪和軸承等轉(zhuǎn)到部件溫度過高。

70、齒輪噴淋裝置當(dāng)主電動機(jī)工作時自動啟動，主電動機(jī)停止時自動停止。</p><p>　　每臺球磨機(jī)配置一組石灰石漿液旋流器，該旋流器用于球磨機(jī)出口石灰石漿液的分離。分離后的溢流漿液（濃度控制在25wt%-30wt%，密度為1250kg/m3）直接進(jìn)入石漿箱，底流返回球磨機(jī)繼續(xù)研磨。</p><p>　　石灰石漿箱液位和濃度通過石灰石和水的流量來調(diào)節(jié)。為了維持石灰石漿箱中液位和漿液濃度，應(yīng)控制向

71、石灰石漿液箱的石灰石漿液補(bǔ)充工藝水和過濾水。石灰石漿箱的漿液濃度通過維持石灰石和過濾水的比率保持恒定。</p><p>　　2.2.4石膏脫水系統(tǒng)</p><p>　　石膏脫水系統(tǒng)的作用是脫除石膏漿液中的水分以方便存儲及外運(yùn)脫除的水分返回至吸收塔或吸收劑制備系統(tǒng)重復(fù)利用以節(jié)約用水量。石膏脫水系統(tǒng)分為一級脫水系統(tǒng)和二級脫水系統(tǒng)。</p><p><b>　　

72、1、一級脫水系統(tǒng)</b></p><p>　　在吸收塔內(nèi)于SO2反應(yīng)生成的石膏晶體被石膏漿液排出泵送至石膏旋流器中進(jìn)行初步分離，以保證吸收塔內(nèi)密度維持在設(shè)定值（一般為1070-1110kg/m3）。由吸收塔來密度在15wt%左右的漿液經(jīng)過石膏旋流器中初步分離后，頂流濃度為3wt%-4wt%，底流濃度通常為50wt%。石膏旋流器底流漿液送至緩沖箱，一部分返回吸收塔，另一部分則由泵送至廢水旋流器進(jìn)行處理。

73、</p><p><b>　　a、石膏漿液排出泵</b></p><p>　　石膏漿液排出泵一般采用離心泵，且設(shè)有變頻器裝置，主要作用是將濃度在15wt%左右的漿液送至石膏旋流器中初步脫水。通過變頻裝置調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，以恒定石膏旋流器的入口壓力。當(dāng)FGD系統(tǒng)檢修時，石膏漿液排出泵將吸收塔內(nèi)的漿液送至事故漿液箱。</p><p>　　石膏漿液排出泵

74、的管道上設(shè)有兩臺pH計(jì)和兩臺密度計(jì)，并分別將pH值和密度值送至脫硫分布式控制系統(tǒng)（DCS）畫面上。</p><p>　　石膏漿液排出泵管道上設(shè)有回流管，部分石膏漿液回收再循環(huán)。</p><p><b>　　b、石膏旋流器</b></p><p>　　石膏旋流器主要是用于分離及分類顆粒物。當(dāng)帶有壓力的石膏漿液進(jìn)入旋流器后，在強(qiáng)制離心沉降的作用下，

75、大小顆粒實(shí)現(xiàn)分離。旋流器的進(jìn)口起導(dǎo)流作用，減弱因流向改變產(chǎn)生的紊流擾動，柱體部分為預(yù)分離區(qū)，大小顆粒受離心力的不同而由外向內(nèi)分散在不同的軌跡，為后期的分離提供條件；錐體部分為主分離區(qū)，石膏漿液受減縮的器壁的影響，逐漸形成內(nèi)、外旋流，大小顆粒之間實(shí)現(xiàn)分離；溢流口和底流口分別將溢流和底流水力導(dǎo)出，并防止二者之間的摻混。</p><p>　　石膏旋流器的工作壓力一般為0.2MPa左右，入口壓力越大，則溢出部分漿液的顆粒

76、就越??；通過改變石膏旋流器的沉砂嘴直徑就也可變換旋流器頂流（底流）的漿液量及濃度。因此，通過上面所述的兩種方式可以提高石膏旋流器的分級效率。</p><p>　　石膏旋流器底流中，合格的石膏漿液送至石膏漿液箱，不合格的石膏漿液則返回吸收塔進(jìn)一步結(jié)晶。</p><p><b>　　c、廢水旋流器</b></p><p>　　廢水旋流器工作原理類似

77、于石膏旋流器。石膏旋流器的頂流漿液部分送至廢水旋流器，廢水旋流器的底流漿液送至吸收塔，廢水旋流器的頂流部分漿液送至廢水箱，含有廢棄成分的廢水再經(jīng)廢水泵送至廢水處理系統(tǒng)。</p><p><b>　　2、二級脫水系統(tǒng)</b></p><p>　　石膏旋流器底流漿液通過魚尾形進(jìn)料口輸送到真空皮帶脫水機(jī)，均勻地分布在皮帶機(jī)的濾布上，依靠真空吸力和重力在運(yùn)轉(zhuǎn)的濾布上形成石膏餅

78、。石膏漿液中的水分沿程被逐漸吸出，含固量為90wt%的石膏餅則由運(yùn)轉(zhuǎn)的濾布輸送到皮帶機(jī)的頭部（驅(qū)動電動機(jī)一端），卸料托改變?yōu)V布轉(zhuǎn)向，石膏餅在重力的作用下落入石膏倉。轉(zhuǎn)向后的濾布被濾布沖洗噴嘴清洗干凈后又轉(zhuǎn)回到石膏漿液進(jìn)料口的下部，開始新的脫水循環(huán)。濾液被收集到濾液水箱重復(fù)利用（返回吸收塔或用于石灰石漿液制備系統(tǒng)用水），從脫水機(jī)吸來的空氣經(jīng)真空泵排到大氣中。</p><p><b>　　真空皮帶脫水機(jī)&l

79、t;/b></p><p>　　真空皮帶脫水機(jī)由脫水皮帶、皮帶滾筒、脫水電動機(jī)、皮帶和濾布支撐托、真空盤、濾布、濾布張緊裝置、濾布糾偏裝置、限位開關(guān)、拉線開關(guān)盒急停按鈕和進(jìn)料口。</p><p><b>　　水環(huán)真空泵</b></p><p>　　水環(huán)真空泵是進(jìn)行石膏漿液脫水的動力設(shè)備。真空泵工作時，因偏心葉輪的轉(zhuǎn)動，泵體和葉輪之間形成月

80、牙形空腔，產(chǎn)生負(fù)壓。在負(fù)壓的作用下，石膏漿液的游離水隨抽吸的空氣一起經(jīng)皮帶機(jī)真空箱進(jìn)入濾液回流母管，然后切向進(jìn)入氣水分離器。在氣水分離器內(nèi)，由于氣體和液體不同的離心作用發(fā)生分離，空氣又真空泵排到大氣，水在重力的作用下進(jìn)入濾液箱。</p><p>　　圖2-4 石膏脫水系統(tǒng)流程圖</p><p>　　2.2.5 工藝水系統(tǒng)和排放系統(tǒng)</p><p><b>

81、　　1、工藝水系統(tǒng)</b></p><p>　　FGD的工藝水一般來自電廠循環(huán)水，也可以深井水及灰場回水（取決于水中氯離子、硫酸根離子和雜質(zhì)含量）。</p><p><b>　　工藝水主要用途</b></p><p>　　補(bǔ)充煙氣攜帶、廢水排放、石膏攜帶水而造成的水損失。</p><p>　　除霧器沖洗及維持

82、吸收塔正常液位的補(bǔ)充水。</p><p>　　各設(shè)備及管道的沖洗、各設(shè)備的密封及冷卻水。</p><p>　　石灰石漿液制備系統(tǒng)補(bǔ)水。</p><p>　　氧化空氣增濕冷卻水。</p><p><b>　　工藝水系統(tǒng)的組成</b></p><p>　　工藝水系統(tǒng)主要包括：工藝水箱（該工藝水箱設(shè)計(jì)要

83、確保FGD裝置安全運(yùn)行）、工藝水泵及除霧器沖洗水泵。</p><p><b>　　2、排放系統(tǒng)</b></p><p>　　漿液排放系統(tǒng)主要包括漿液箱（罐）和地坑系統(tǒng)。</p><p>　　事故漿液箱用于臨時儲存吸收塔內(nèi)的漿液。當(dāng)FGD裝置檢修或發(fā)生故障而需要排空吸收塔內(nèi)漿液時，吸收塔漿液由石膏排出泵排至事故漿液箱。通過事故漿液泵，漿液可以從事

84、故漿液箱返回吸收塔。事故漿液箱則設(shè)有攪拌器和事故漿液泵。</p><p>　　地坑系統(tǒng)有吸收塔區(qū)地坑、石灰石漿液制備系統(tǒng)地坑及石膏脫水地坑，其用于儲存FGD裝置的各類漿液，包括設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備故障、取樣、沖洗過程中產(chǎn)生的漿液。地坑系統(tǒng)主要設(shè)備有攪拌器和地坑泵。</p><p>　　2.3脫硫系統(tǒng)運(yùn)行控制方式</p><p>　　圖2-5 FGD的主要啟動步驟<

85、/p><p><b>　　2.3.1 啟動</b></p><p>　　對于啟動運(yùn)行，脫硫系統(tǒng)必須根據(jù)主機(jī)制定一套狀態(tài)順序表，根據(jù)順序表操作脫硫系統(tǒng)啟動運(yùn)行程序。啟動運(yùn)行流程如圖2-5：</p><p>　?。?）啟動前的運(yùn)行準(zhǔn)備和檢查</p><p>　　啟動前的運(yùn)行準(zhǔn)備和檢查包括由于停運(yùn)檢修或其它原因而長期完全停運(yùn)后啟動

86、脫硫系統(tǒng)裝置所需的檢驗(yàn)、檢查和準(zhǔn)備過程。</p><p>　?。?）公用系統(tǒng)開始運(yùn)行</p><p>　　啟動公用管路使公用系統(tǒng)為啟動脫硫系統(tǒng)各設(shè)備做好準(zhǔn)備。</p><p>　　（3）漿液進(jìn)入吸收塔和箱罐并形成循環(huán)</p><p>　　長期停運(yùn)后，通常石膏漿液由漿液箱輸送到吸收塔，水由工藝水箱輸送到其它箱罐。待水和漿液輸送到吸收塔和各箱罐完

87、成，各種泵投入運(yùn)行以形成循環(huán)。</p><p><b>　　（4）啟動脫硫系統(tǒng)</b></p><p>　　引風(fēng)機(jī)啟動前啟動“進(jìn)煙”程序，旁路擋板和進(jìn)/出口擋板首先打開，隨后增壓風(fēng)機(jī)啟動并升至通過吸收塔和旁路煙道的循環(huán)煙氣量為大約 30％負(fù)荷的工況。啟動引風(fēng)機(jī)，鍋爐開始運(yùn)行。當(dāng)鍋爐達(dá)到約 30％負(fù)荷后，旁路擋板關(guān)閉，所有煙氣均通過脫硫系統(tǒng)。</p>&l

88、t;p>　?。?）控制儀表的調(diào)整</p><p>　　當(dāng)煙氣流通后，檢查控制儀表，如溫度計(jì)、漿液流量計(jì)和液位計(jì)，使其維持在正常運(yùn)行工況。（因?yàn)閜H值控制儀影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行性能，所以必須仔細(xì)校驗(yàn)顯示其輸入量和輸出量）。調(diào)整好控制儀表后，脫硫系統(tǒng)就進(jìn)入平穩(wěn)的正常</p><p><b>　　2.3.2停運(yùn)</b></p><p>　　脫硫系

89、統(tǒng)停運(yùn)流程如圖2-6</p><p><b>　?。?）煙道停運(yùn)準(zhǔn)備</b></p><p>　　長期停運(yùn)要進(jìn)行以下操作：</p><p>　　a.將每一個漿池排空；</p><p>　　b.吸收塔反應(yīng)池的液位降至低液位。當(dāng)漿池收集的漿液或吸收塔排出的漿液流量增加時，進(jìn)入上層箱的流量可增加以響應(yīng)這些變化，排出漿液的流量設(shè)

90、定應(yīng)作適當(dāng)改變；</p><p>　　c.如果裝置有固有的全自動停運(yùn)系統(tǒng)，需首先檢查順序停運(yùn)的操作模式。</p><p>　?。?）循環(huán)漿液切除和箱罐的放空</p><p>　　箱罐放空時泵和管路停運(yùn)，打開箱罐的放空閥將漿液排放到排水坑內(nèi)，使用沖洗水將殘留在底部的漿液沖洗干凈。</p><p><b>　?。?）公用設(shè)備停運(yùn)<

91、/b></p><p>　　檢查并確認(rèn)不再需要的公用設(shè)備，并順序停運(yùn)。因停運(yùn)檢修的需要，可使清潔用的服務(wù)水系統(tǒng)和設(shè)備保持運(yùn)行。</p><p>　　圖2-6 FGD系統(tǒng)停止</p><p>　　2.3.3 緊急停運(yùn)</p><p>　?。?） 聯(lián)鎖保護(hù)命令能在各種導(dǎo)致緊急停運(yùn)的情況下發(fā)揮作用，以保護(hù)機(jī)組的安全。當(dāng)聯(lián)鎖保護(hù)工作時，或者運(yùn)行

92、人員根據(jù)自己的判斷實(shí)施緊急停運(yùn)時，重要的是緊密結(jié)合主機(jī)情況，準(zhǔn)確掌握形勢，判斷事故原因和規(guī)模，快速采取對策。</p><p>　?。?） 緊急停運(yùn)后的措施</p><p>　　如果脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)緊急停運(yùn)，查清事故原因及其規(guī)模，根據(jù)情況操作脫硫系統(tǒng)裝置。如有必要，進(jìn)行復(fù)位工作，并與脫硫系統(tǒng)相連的有關(guān)部分保持緊密聯(lián)系。如果復(fù)位需要很長時間，須將脫硫系統(tǒng)設(shè)為長期停運(yùn)狀態(tài)。</p>&

93、lt;p>　?。?） 緊急停運(yùn)后的重新啟動</p><p>　　在確認(rèn)緊急停運(yùn)的原因消除后，脫硫系統(tǒng)可重新啟動并準(zhǔn)備通煙。脫硫系統(tǒng)可按照正常啟動操作重新啟動。將脫硫系統(tǒng)設(shè)置為中期停運(yùn)狀態(tài)，重新設(shè)置緊急停運(yùn)狀態(tài)，操作脫硫系統(tǒng)通煙，并保持與主機(jī)的緊密聯(lián)系。</p><p>　　2.3.4 變負(fù)荷運(yùn)行</p><p>　　（1）脫硫系統(tǒng)入口煙氣量</p>

94、<p>　　脫硫系統(tǒng)入口煙氣條件如煙氣量及風(fēng)量隨鍋爐負(fù)荷變化而相應(yīng)變化。與煙氣量及風(fēng)量相應(yīng)地，旁路擋板門差壓控制為常數(shù)。旁路擋板門差壓控制系統(tǒng)采用的是前饋-反饋控制法。將用送至引風(fēng)機(jī)的需求信號作為前饋信號來控制升壓風(fēng)機(jī)。此外，旁路煙道的差壓將用作反饋信號?？刂粕龎猴L(fēng)機(jī)以保持并調(diào)節(jié)旁路煙道的差壓在0KPa左右。</p><p>　?。?）吸收塔的液氣比隨鍋爐負(fù)荷的改變而改變，當(dāng)鍋爐負(fù)荷很低時，可以考慮

95、停運(yùn)一臺循環(huán)泵，在不降低脫硫效率的情況下，節(jié)省耗電量。</p><p>　　2.3.5 裝置和設(shè)備保護(hù)措施</p><p>　　（1） 聯(lián)鎖保護(hù)引起的停運(yùn)</p><p>　　脫硫系統(tǒng)由如表2-1所示的保護(hù)回路（聯(lián)鎖保護(hù)）進(jìn)行保護(hù)，協(xié)調(diào)主機(jī)安全停運(yùn)脫硫系統(tǒng)。</p><p>　　表2-1 FGD島聯(lián)鎖保護(hù)表</p><p&

96、gt;　?。?）非聯(lián)鎖保護(hù)引起的停運(yùn)</p><p>　　脫硫系統(tǒng)對于下列故障不提供直接的聯(lián)鎖保護(hù)。在出現(xiàn)下列任何故障的情況下，檢查故障，實(shí)施脫硫系統(tǒng)停運(yùn)以保護(hù)設(shè)備，并保持與主機(jī)協(xié)調(diào)。</p><p>　　1）石灰石制備系統(tǒng)故障</p><p>　　如果由于石灰石制備系統(tǒng)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致沒有石灰石漿液輸送到吸收塔，將達(dá)不到要求的脫硫效率。在這種情況下，就必須停運(yùn)脫硫系

97、統(tǒng)，并且使鍋爐停運(yùn)或調(diào)整主機(jī)負(fù)荷。</p><p>　　2）儀用空氣管路故障（當(dāng)有儀用空氣控制系統(tǒng)時）</p><p>　　如果儀用空氣失去，自動調(diào)節(jié)閥和自動開/關(guān)閥動作保護(hù)脫硫，大多數(shù)情況下，需停運(yùn)脫硫系統(tǒng)。</p><p>　　3）補(bǔ)給水管路故障問題</p><p>　　如果工藝水管路出現(xiàn)故障，工藝水就不能輸送到脫硫系統(tǒng)，致使不能提供密封

98、水，每臺泵的密封部分短時內(nèi)就會受到損壞。在這種情況下，就必須停運(yùn)脫硫系統(tǒng)。</p><p><b>　　4）冷卻水管路故障</b></p><p>　　冷卻水主要供給大型輔助設(shè)備。冷卻水停供會引起輔助設(shè)備受損，在這種情況下，就必須停運(yùn)脫硫系統(tǒng)，并且使鍋爐停運(yùn)或調(diào)整主機(jī)負(fù)荷。</p><p>　　5）電源線路故障問題</p><

99、;p>　　電源中心下游的電力供應(yīng)故障同樣會導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)關(guān)閉。</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章首先介紹了煙氣脫硫系統(tǒng)的工藝技術(shù)，通過對各種脫硫技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用情況進(jìn)行分析，接著對石灰石-濕法煙氣脫硫技術(shù)的原理和工藝系統(tǒng)組成進(jìn)行了詳細(xì)介紹，同時本章對脫硫系統(tǒng)的啟停運(yùn)行、變負(fù)荷運(yùn)行和緊急停運(yùn)工況等情況進(jìn)行了詳細(xì)描述，通過

100、對工藝系統(tǒng)進(jìn)行全面的了解和掌握，為后面章節(jié)控制系統(tǒng)的配置和設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　第3章 HOLLiAS 系統(tǒng)</p><p><b>　　3.1分散控制系統(tǒng)</b></p><p>　　DCS（Distributing Control System）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)又名分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，簡稱集散型控制系統(tǒng)（DCS），其實(shí)

101、質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種新型控制技術(shù)。他是由計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、測量控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人機(jī)接口技術(shù)相互發(fā)展、滲透而產(chǎn)生的。</p><p>　　集散型控制系統(tǒng)的層次大體分為四層：</p><p>　　（1）現(xiàn)場信號處理層</p><p>　　現(xiàn)場信號處理層是集散型控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其任務(wù)主要是：過程數(shù)據(jù)采集，直接

102、數(shù)字的過程控制，設(shè)備監(jiān)測和系統(tǒng)的測試診斷，實(shí)施安全性、冗余化方面的措施。</p><p><b>　　（2）控制層</b></p><p>　　控制層主要是應(yīng)負(fù)單元內(nèi)的整體優(yōu)化，并對下層產(chǎn)生確切的命令，其功能為：優(yōu)化過程控制，自適應(yīng)回路控制，優(yōu)化單元內(nèi)各裝置，通過獲取直接控制層的實(shí)時數(shù)據(jù)已進(jìn)行單元內(nèi)的活動監(jiān)視，故障檢測存檔，歷史數(shù)據(jù)存檔，狀態(tài)報(bào)告和備用。</p&

103、gt;<p><b>　?。?）系統(tǒng)操作層</b></p><p>　　現(xiàn)場信號處理和控制層完成一系列功能，要求有比系統(tǒng)和控制工程更寬的操作和邏輯分析功能，根據(jù)用戶的訂貨情況、庫存情況、能源情況來規(guī)劃各單元中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和規(guī)模。并可能是產(chǎn)品沖洗計(jì)劃，隨時更改產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。由此，一些較復(fù)雜工廠在這一層就實(shí)施了協(xié)調(diào)策略。在中小企業(yè)的自動化系統(tǒng)中，這一層可充當(dāng)高一級的管理層。</p&

104、gt;<p><b>　?。?）企業(yè)管理層</b></p><p>　　位于工廠自動化系統(tǒng)的最高一層，其功能有：市場分析，用戶信息的收集，銷售與產(chǎn)品計(jì)劃，產(chǎn)品制造協(xié)調(diào)，價(jià)格計(jì)算，財(cái)政方面的報(bào)告等。</p><p>　　分散控制系統(tǒng)能夠適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)過程的大量需要，提高生產(chǎn)自動化和管理水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源消耗，提高勞動生產(chǎn)率，保證生產(chǎn)安全，促進(jìn)工業(yè)技

105、術(shù)發(fā)展，創(chuàng)造最佳經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是現(xiàn)代火電廠及其脫硫系統(tǒng)運(yùn)行控制的主要模式。</p><p>　　3.2 HOLLiAS 系統(tǒng)</p><p>　　本工程選用 HOLLiAS DCS 控制系統(tǒng)，HOLLiAS 是（Hollysys Integrated</p><p>　　Industrial Automation System）的縮寫，為杭州和利時公司系統(tǒng)結(jié)合

106、開發(fā)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和國際主流 DCS 的系統(tǒng)功能，推出的第四代 DCS 產(chǎn)品。HOLLiAS 是用一個開放的系統(tǒng)軟件平臺將各種控制系統(tǒng)與管理功能相結(jié)合，將各種自動化設(shè)備進(jìn)行有機(jī)結(jié)合（包括變電站自動化系統(tǒng)、車站信號聯(lián)鎖系統(tǒng)、幾種結(jié)構(gòu)的 DCS、多種 PLC、以及無線 RTU 等），構(gòu)成了一個集成開放的系統(tǒng)平臺。HOLLiAS分為管理層和控制層，具有信息化、集成化、混合控制、分散化、經(jīng)濟(jì)性、開放性和專業(yè)性等特點(diǎn)，是一套綜合DCS產(chǎn)品。</p

107、><p>　　圖3-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.2.1 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p><b>　?。?）核心硬件技術(shù)</b></p><p><b>　　● 嵌入式系統(tǒng)</b></p><p>　　嵌入式芯片和微控制器：DSP、Intel386/486、ARM、SOC

108、、PC/104</p><p>　　實(shí)時操作系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)：HS-RTX、QNX、WinCE、RT Linux</p><p>　　現(xiàn)場總線與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)：CAN、Profibus、FF、Modbus、Arcnet、SERCOS、工業(yè)以太網(wǎng)</p><p>　　嵌入式工業(yè)控制軟件平臺：IEC61131-3</p><p><b>　　●

109、電源系統(tǒng)</b></p><p>　　AC/DC 開關(guān)電源：均流冗余技術(shù)DC/DC 隔離電源技術(shù)：1 路或多路輸出</p><p>　　（2）Profibus-DP 現(xiàn)場總線</p><p>　?。?）支持現(xiàn)場總線的主控制器</p><p>　　1）HOLLiAS-RASC 冗余系統(tǒng)控制器</p><p>

110、　　● 小型機(jī)架安裝，每機(jī)架冗余配置 2 塊主控制器，配置 4～6 塊均流冗余電源，供主控和I/O使用；</p><p>　　● 低功耗嵌入式主控芯片，主頻400MHz 以上，128MB內(nèi)存，8MB電子盤；</p><p>　　● 1MB帶電池保護(hù)SRAM；</p><p><b>　　2）主控制器設(shè)計(jì)</b></p><p

111、>　　● 采用 TVS 浪涌保護(hù)和光電隔離得Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)；</p><p>　　● 采用變壓器隔離的以太網(wǎng)收發(fā)器；</p><p>　　● 采用帶屏蔽的工業(yè)以太網(wǎng)連接器，以太網(wǎng)RJ45接口；</p><p>　　● 內(nèi)存直接表面貼裝在主板上（SM201）；</p><p>　　● CPU 芯片直接表面貼裝在主板上（SM20