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基于DCS控制技术的300MW机组脱硫脱硝系统相关思考

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：李国烽

[导读] 摘要：在火电厂生产过程中，燃煤所产生的二氧化硫对大气环境具有严重危害，对此需要有效应用DCS控制技术，对脱硫脱硝系统进行有效运用。

        （江苏中顺节能科技有限公司）
        摘要：在火电厂生产过程中，燃煤所产生的二氧化硫对大气环境具有严重危害，对此需要有效应用DCS控制技术，对脱硫脱硝系统进行有效运用。本文针对基于DCS控制技术的300MW机组脱硫脱硝系统进行分析，介绍了该项系统运行的主要原理，结合DCS控制技术特点探讨了控制系统的组成，希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。
        关键词：DCS控制技术；300MW机组；脱硫脱硝系统
        一、基于DCS控制技术的300MW机组脱硫脱硝系统原理
        （一）脱硫技术概述
        火电厂在对二氧化硫排放进行控制时，需要结合脱硫进程对其不同阶段进行划分，主要包括以下几个方面。首先，燃烧前脱硫具体是指采用相关方法对煤进行净化，使煤中硫成分得到去除，减少二氧化硫排放量。其次，在燃烧过程中进行脱硫，需要通过加入脱硫剂，使煤中的硫成分得到转化，并生成具体的硫酸盐。最后，在燃烧后进行脱硫，该项技术具有十分广泛的应用，从技术角度分析可具体分为干法、湿法以及半干法等三种工艺类型。

图1：300MW机组脱硫脱硝系统示意图

        图2：300MW机组脱硫脱硝系统结构示意图
        （二）湿法烟气脱硫技术
        湿法脱硫技术的主要原理是对碳酸钙、CaCO3、氧气等进行利用，从而与二氧化硫共同生成石膏，吸收烟气当中的二氧化硫。通常来说，在湿法脱硫系统当中包含进行碳酸钙、氧气和二氧化硫之间反应的吸收塔，不仅可以在塔内送入烟气，而且还可以对石灰石浆液进行制作，从而有效吸附二氧化硫。同时在反应之后，还可通过石膏脱水系统对生成的石膏进行脱水。除此之外，在该项工艺当中还具体包括废水处理、辅助设备等系统。在实际进行脱硫时，需要使用供液泵在吸收塔当中送入石灰石浆液，在吸入塔内送入没有经过脱硫的烟气，并在其内充分完成二氧化硫、氧气以及CaCO3的反应。这样一来，可以有效转变烟气中的二氧化硫，从而实现脱硫目标。烟气在经过脱硫后，需要经过除雾和加热等装置，然后排放到大气当中。
        二、基于DCS技术实现和优化FGD控制系统的有效对策
        目前，随着我国科学技术的快速发展，DCS技术也得到了有效完善和创新。在最初，可以利用PLC对FGD系统进行控制。而TCL控制技术可以利用计算机网络，通过功能组件、DPU等进行连续和顺序的控制。
        （一）FGD控制系统简介
        本文当中的火电厂所采用的FGD控制系统具体包括多个域集，且各个域集为单独的功能模块，可对数据采集过程进行有效控制，同时还能实现数据交互，使通信功能得到实现。但由于各域集相互隔离，进而导致网络数据量有所下降，也使系统的可靠性有所提升。
        （二）吸收塔pH值控制系统实现
        烟气当中的二氧化硫和石灰浆液中的CaCO3、氧气进行反映，在很大程度上与环境中的PH值有关，通过确保PH值的合理性，可以使反应速度得到加快，使反应程度得到加深，进而使烟气当中的二氧化硫含量得到降低，使系统的脱硫效率得到提高。相关工作人员通过调控PH值，可以有效调控反应物的酸碱性，其中二氧化硫为酸性，石灰浆为碱性，一旦PH值过高可对补充烟气进行采用，而如果PH值过小，可对石灰浆量进行补充。相关工作人员通过对二者的进量进行控制，从而有效调控PH值，一般情况下，应将PH值维持在5-6。吸收塔内可以进行脱硫化学反应，因此对PH值进行控制，可以有效间接控制吸收塔烟气和石灰石浆液进量。根据不同控制方式，可以将控制方式具体分为串级回路或单回路等控制。首先，单回路控制在应用上相对简单，因此应用十分广泛。具体需要对PH基准值进行设定，并利用相关测量元件对吸收塔内的实际PH值进行采集，向控制单元进行传输，通过对比PH值和标准值，可以通过PID控制器得出具体的输出量，从而控制石灰石浆液，对吸收塔内的PH值进行维持。
        （二）控制水箱液位
        FGD的工艺水系统中具有冷却、冲洗以及系统补水等相关功能作用。现如今，各火电厂均对循环水系统进行了应用，因此在相关工艺中，可以对电厂循环水系统进行应用。为了使脱硫系统供水保持正常，需要在水箱当中安装液位检测器，对其液位变化进行实时监控，从而向DCS控制中心进行信息传递。在对设定水位进行对比后，可以对PID控制器进行应用，从而有效开展运算工作，明确水箱进水量大小。
        结束语：
        综上所述，在不同工况下运行该系统可以得到以下结果。如果入口处二氧化硫浓度的均值达到了62600mg/Nm3，那么其出口位置的二氧化硫浓度均值则可以达到102.4mg/Nm3，在此时可以达到系统的最大脱硫效率，具体为98.19%，其钙硫比则可以达到1.01左右，石膏的最终产量可以达到20吨每小时左右，具有明显的脱硫效果，实现了火电厂预期的设计目标。
        参考文献：
        [1]易鹏,傅春鸣.基于DCS控制技术的300 MW机组脱硫脱硝系统研究[J].科技资讯,2017,15(16):39-40.
        [2]庞文燕.300 MW循环流化床机组DCS系统控制方案设计[J].通信电源技术,2018,35(4):88-92.