基于PLC的锅炉炉烟处理冷却循环水装置控制方案

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1、化工自动化及仪表第42卷基于PIG的锅炉炉烟处理冷却循环水装置控制方案王秋平张淼韩磊陈志强(东北电力大学自动化工程学院，吉林吉林132012)摘要为阻碍和减轻火力发电厂凝汽器结垢，针对锅炉炉烟处理冷却循环水装置的工艺流程，基于PLC设计了连续制取稀硫酸的控制方案以降低循环水的pH值，给出硬件组态和软件流程。该控制方案达到了阻碍和减轻凝汽器结垢的目的，同时降低了水处理成本，吸收了锅炉燃烧烟气中的SO：，降低了脱硫成本。关键词PLC冷却循环水装置连续制取稀硫酸pH值中图分类号TH862+．6文献标识码A文章编号1000-3932(2015)12

2、-1288-04在火力发电厂的电力生产过程中，为了实现高效、经济、稳定的生产，不但需要对煤、水及汽等工质参数进行持续采集与控制，还需要对水及汽等工质进行循环利用。其中，从汽轮机下部排气口排出的做完功的乏汽，可使用冷却水通过对流散热的方式将其冷凝成凝结水，从而达到重复使用的目的。在对流散热过程中，部分蒸发的循环水会被对流空气带走，导致凉水塔内的循环水不断浓缩、pH值上升，在此情况下极易造成凝汽器结垢⋯。凝汽器结垢会导致凝汽器换热效率降低，在发电量不变的情况下，造成发电热耗增大、发电煤耗增高，从而对电厂的安全经济运行造成严重影响。因此，在电厂运

3、行过程中，需要将硫酸加入循环水来调整其pH值，以此阻碍和减轻火力发电厂凝汽器结垢口1。目前，国内的火力发电厂为了调节循环水的pH值，主要采用的是人工直接加投浓、稀硫酸的方法，但是，直接加投浓硫酸的资金投入较高，而且有较大的安全隐患¨。。锅炉炉烟处理冷却循环水装置是根据文献[4]设计的装置，该装置能够吸收锅炉燃烧烟气中的SO：并制取稀硫酸，然后将稀硫酸代替浓硫酸添加到循环水中，以此降低火力发电厂冷却循环水的pH值，防止和减轻火力发电厂凝汽器结垢。文献[5]设计了锅炉炉烟处理冷却循环水装置定量制取模式的控制方案，并给出了实现该控制方案的详细过程

4、，该装置的定量制取模式能够实现根据循环水pH值自动制取定量稀硫酸的功能，以用于调节循环水的pH值，但是定量制取模式在实现预期功能的同时也存在一个弊端，即在定量制取模式下该装置只能先制取定量的稀硫酸再排放到循环水中，而无法连续制取稀硫酸，即无法实时快速地调节循环水pH值。为此，笔者设计一种连续制取模式的控制方案，即在连续制取模式下，锅炉炉烟处理冷却循环水装置不但能够连续制取稀硫酸，还能够根据循环水的pH值实时调整制取稀硫酸的量，进而实现实时调节循环水pH值的目的。1锅炉炉烟处理冷却循环水装置锅炉炉烟处理冷却循环水装置的功能是将原烟气烟道中分流

5、出来的炉烟进行洗涤，吸收炉烟中的SO：，并且在催化剂、氧化空气和水的作用下将SO：氧化成稀硫酸，制成的稀硫酸直接输送到循环水中用于调节循环水pH值。经过洗涤的烟气达到排放标准，由烟气管道输送至净烟气管道，经烟囱排放。锅炉炉烟处理冷却循环水装置的工艺流程如图1所示，主要包括循环泵、烟气洗涤喷头、洗涤水收集盘、单管氧化空气喷射吸人装置、下部水池、注水管、溢流管、排污管、烟气进出口管、氧化空气吸入管、稀硫酸出口管和各管道对应的阀门。收稿日期：2015-05·18基金项目：吉林省博士后科研基金资助项目(RB201304)第12期王秋平等．基于PLC

6、的锅炉炉烟处理冷却循环水装置控制方案图1锅炉炉烟处理冷却循环水装置的工艺流程锅炉炉烟处理冷却循环水装置将制成的稀硫酸直接输送到循环水凉水塔，用于取代浓硫酸，降低水处理成本。同时，该装置吸收了烟道中分流出的部分烟气，降低了吸收塔的负荷，减少了脱硫剂消耗量，降低了脱硫成本，减少了资源浪费。而该装置利用烟气中的SO：制取稀硫酸，实现了气体废弃物的再利用。笔者提出的连续制取模式克服了定量制取模式无法实时连续制取稀硫酸的缺点，制取的稀硫酸在重力作用下经溢流管连续不断地输送至循环水前池。该控制方案主要实现的功能：设备启动后，根据水池水位自动控制循环泵的

7、启停，以控制液位高度和稀硫酸的制取；根据下部水池内洗涤水的pH值，自动调节注水阀的开度，使洗涤水pH值保持在5．6～6．0；装置停车时，按顺序关闭各阀门，循环泵延时30min停止运行后自动排污；循环水前池pH值高于设定值时装置自动启动。2硬件部分2．1S7．300PLCs7．300PLC具有功能强大、性能稳定、模块丰富、性价比高、扩展通信简便及抗冲击抗电磁干扰能力强等优点∞1，在此笔者选用s7-300PLC作为实现该控制方案的核心控制器。以S7—300PLC为控制核心的系统结构如图2所示。2．2触摸屏MP377是一款工控触摸屏，额定工作电压

8、为24V(DC)。MP377采用64k色TFT显示屏，分辨率为640×480像素。该触摸屏具有一个Profi—bus—DP接口、两个用于连接Profinet的以太网端口、两个US