锅炉烟气脱硫系统中pH值的控制与实现

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1、第８期李洁等．锅炉烟气脱硫系统中ｐＨ值的控制与实现９０５锅炉烟气脱硫系统中ｐＨ值的控制与实现李洁刘晋宁（内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头０１４０１０）摘要针对某公司锅炉烟气除硫控制系统的设计与应用进行研究，基于氧化镁法脱硫技术，在烟气脱硫系统中研究ｐＨ值的控制，将监测信号反馈给ＰＬＣ与设定值比较，误差值经过ＰＩＤ控制进行优化。对烟气脱硫控制系统的硬件设计、控制系统组态、界面设计和系统优化进行了详细介绍。关键词烟气脱硫ｐＨ值控制氧化镁法ＰＬＣ＋中图分类号ＴＨ８６２．６文献标识码Ｂ文章编号１０００３９３２（２

2、０１４）０８０９０５０３我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭燃烧镁。排放的ＳＯ造成的大气污染非常严重，环保部已氧化镁浆液制浆过程的化学反应为：２于２０１１年３月１日起开始实施ＧＢ２６１３２２０１０ＭｇＯ＋Ｈ２Ｏ＝Ｍｇ（ＯＨ）２ＭｇＯ＋２ＣＯ＋ＨＯ＝Ｍｇ（ＨＣＯ）《硫酸工业污染物排放标准》。新标准规定，新建２２３２硫酸装置尾气ＳＯ最高允许排放浓度４００ｍｇ／ｍ３，镁法烟气脱硫过程的基本化学反应为：２Ｍｇ（ＯＨ）＋ＳＯ＝ＭｇＳＯ＋ＨＯ比原标准减少了５８．３％。按新标准要求，大多数２２３２Ｍｇ（ＨＣＯ）＋ＳＯ＝Ｍｇ

3、ＳＯ＋ＨＯ＋２ＣＯ锅炉烟气排放必须配备尾气脱硫系统才能达标排３２２３２２ＭｇＳＯ＋ＨＯ＋ＳＯ＝Ｍｇ（ＨＳＯ）３２２３２放。通过对烟气ｐＨ值的监测可对锅炉脱硫系统ＭｇＯ＋Ｍｇ（ＨＳＯ）＋ＨＯ＝２ＭｇＳＯ＋ＨＯ（此过程中３２２３２进行有效控制。ＭｇＯ要有５％的过量）１氧化镁法脱硫工艺简介亚硫酸镁进一步氧化的化学反应为：氧化镁法工艺流程如图１所示，该法脱硫率ＭｇＳＯ＋１／２Ｏ＝ＭｇＳＯ３２４较高（一般在９０％以上），生产成本较低，且无论２基于ｐＨ计的锅炉烟气控制系统是ＭｇＳＯ还是ＭｇＳＯ的溶解度都很高，各种脱硫３４２．

4、１硬件组成系统中常见的结垢问题并不会出现，最终产物可基于ｐＨ计的锅炉烟气脱硫系统是以Ｓ７３００通过再生手段循环利用，不但可以节约吸收剂，而为控制单元的。系统的硬件主要由计算机、Ｓ７且防止了对环境的二次污染。３００、开关量输入输出模块、模拟量输入输出模块、继电器、ｐＨ计、液位计、电磁阀、压力变送器及电动调节阀等组成。２．２ｐＨ值的控制方式系统中ｐＨ值的控制有两种选择方式：通过图１氧化镁法脱硫工艺流程人为操作的手动方式和通过ＰＬＣ控制的自动方氧化镁法烟气除硫技术是以氧化镁作为除硫式。实际中的各种泵类设备都可以通过

5、手动和自剂进行烟气除硫的一种湿法脱硫技术。氧化镁法动方式实现启／停。相关的开关信号、模拟信号都除硫技术的脱硫机理：氧化镁属于碱性氧化物，与能在ＰＬＣ的上位机显示，并能够给予相应的动水反应生成氢氧化镁；二氧化硫溶于水生成亚硫作。系统控制结构如图２所示。酸溶液；两者进行酸碱中和反应，反应生成亚硫酸镁和硫酸镁，亚硫酸镁氧化后可进一步生成硫酸收稿日期：２０１３１２２３９０６化工自动化及仪表第４１卷图３为ｐＨ值控制框图，在上位机界面上给ＰＬＣ输入ｐＨ设定值（上限和下限值），通过ｐＨ计传感器检测回的标准模拟信号反馈给ＰＬ

6、Ｃ，与设定值进行比较，误差值经过ＰＩＤ控制进行优化，电动调节阀接收到标准模拟输出信号，给出相应动作，调节碱液流量，使脱硫碱液的ｐＨ值保持稳定，最终使调节池中脱硫碱液的ｐＨ值达到设定值，保持在理想的运行状态，使脱硫系统达到最佳效率。图２系统控制结构３ｐＨ值在ＰＬＣ系统中的控制图３ｐＨ值控制框图３．１控制原理基于ｐＨ值的控制方式，是通过ｐＨ计传感器３．２在线监测以及故障报警系统对脱硫碱液池中液体的酸碱度进行检测，检测信上位机显示脱硫系统中基于ｐＨ值的除硫系号反馈给ＰＬＣ，ＰＬＣ通过设定值与反馈值进行比统的运行状况、现

7、场数据的反馈以及工艺主要参较，误差值通过ＰＩＤ进行优化达到理想的稳定值，数变化趋势等。通过屏幕上的数据显示，操作人达到最佳脱硫效果。ｐＨ计所显示的液体ｐＨ值、员可以及时了解系统的工作情况，并可通过键盘高／低限等模拟信号将会在ＰＬＣ的上位机显示。和鼠标对自控系统进行干预。ｐＨ计传感器用于检测调节池中的液体的酸脱硫生产中的控制系统对现场出现的工作故碱度，当液体的ｐＨ值下降到设定低限值时，ＰＬＣ障和控制参数越限有声光报警功能。通过声光报会给定ｐＨ值过低的报警信号，同时增大电动调警能够引起操作人员注意，及时采取措施排除故

8、节阀的开度。当液体的ｐＨ值达到设定高限值障，保证系统正常运行。时，ＰＬＣ会给定ｐＨ值过高的报警信号，同时减少４系统组态实例电动调节阀的开度，电动调节阀采用标准模拟信本系统由ＷｉｎＣＣ组态软件设计完成，图４为号，信号由ＰＬＣ中的模拟模块给出。某脱硫项目系统组态界面。图４某锅炉脱硫系统组态界面（下转第９４２页）９４２化工自动化及仪表第４１卷ＤｅｓｉｇｎｏｆＳｗｅｐｔＳｉｇｎａ