【正文】 倉、球磨機(jī)、石灰石漿液罐和漿液泵。 為脫硫運(yùn)行提供煙氣通道，進(jìn)行煙氣脫硫裝置的投入和切除，降低吸收塔入口的煙氣溫度和提升凈化煙氣的排煙溫度。煙氣系統(tǒng)主要設(shè)備包括煙道、煙氣擋板、脫硫增壓風(fēng)機(jī)和氣氣加熱器（GGH，即煙氣換熱器）等關(guān)鍵設(shè)備。吸收塔入口煙道及出口至擋板的煙道，煙氣溫度較低，煙氣含濕量較大，容易對煙道產(chǎn)生腐蝕，需進(jìn)行防腐處理。煙氣擋板是脫硫裝置進(jìn)入和退出運(yùn)行的重要設(shè)備，分為濕式煙氣脫硫主煙道煙氣擋板和旁路煙氣擋板。前者安裝在濕式煙氣脫硫系統(tǒng)的進(jìn)出口，它是由雙層煙氣擋板組成，當(dāng)關(guān)閉主煙道時(shí)，雙層煙氣擋板之間連接密封空氣，以保證濕式煙氣脫硫系統(tǒng)內(nèi)的防腐襯膠等不受破壞。旁路擋板安裝在原鍋爐煙道的進(jìn)出口。當(dāng)濕式煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，旁路煙道關(guān)閉，這時(shí)煙道內(nèi)連接密封空氣。旁路煙氣擋板設(shè)有快開機(jī)構(gòu)，保證在濕式煙氣脫硫系統(tǒng)故障時(shí)迅速打開旁路煙道，以確保鍋爐的正常運(yùn)行。經(jīng)濕法脫硫后的煙氣從吸收塔出來一般在46~55℃左右，含有飽和水汽、殘余的SOSOHCl、HF、NOx，其攜帶的SO42 SO32鹽等會結(jié)露，如不經(jīng)過處理直接排放，易形成酸霧，且將影響煙氣的抬升高度和擴(kuò)散。為此濕法濕式煙氣脫硫系統(tǒng)通常配有一套氣氣換熱器（GGH）煙氣換熱裝置。氣氣換熱器是蓄熱加熱工藝的一種，即常說的GGH。它用未脫硫的熱煙氣（一般130~150℃）去加熱已脫硫的煙氣，一般加熱到80℃左右，然后排放，以避免低溫濕煙氣腐蝕煙道、煙囪內(nèi)壁，并可提高煙氣抬升高度。另外，從電除塵器出來的煙氣溫度高達(dá)130~150℃，因此進(jìn)入濕式煙氣脫硫(FGD)前要經(jīng)過GGH降溫器降溫，避免煙氣溫度過高，損壞吸收塔的防腐材料和除霧器。 通過石灰石漿液吸收煙氣中的二氧化硫，生成亞硫酸產(chǎn)物。氧化空氣將亞硫酸產(chǎn)物氧化，并以石膏的形式結(jié)晶析出。同時(shí)，由除霧器將煙氣中液滴除去。二氧化硫吸收系統(tǒng)的主要設(shè)備有：吸收塔，石灰石漿液循環(huán)泵，氧化風(fēng)機(jī)，除霧器。吸收系統(tǒng)的主要設(shè)備是吸收塔，它是濕式煙氣脫硫（FGD）設(shè)備的核心裝置，系統(tǒng)在塔中完成對SOSO3等有害氣體的吸收。濕法脫硫吸收塔有許多種結(jié)構(gòu)，如填料塔、湍球塔、噴射鼓泡塔、噴淋塔等等，其中噴淋塔因?yàn)榫哂忻摿蛐矢摺⒆枇π?、適應(yīng)性、可用率高等優(yōu)點(diǎn)而得到較廣泛的應(yīng)用，因而目前噴淋塔是石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝中的主導(dǎo)塔型。噴淋層設(shè)在吸收塔的中上部，吸收塔漿液循環(huán)泵對應(yīng)各自的噴淋層。吸收塔循環(huán)泵將塔內(nèi)的漿液循環(huán)打入噴淋層，為防止塔內(nèi)沉淀物吸入泵體造成泵的堵塞或損壞及噴嘴的堵塞，循環(huán)泵前都裝有網(wǎng)格狀不銹鋼濾網(wǎng)（塔內(nèi)）。單臺循環(huán)泵故障時(shí)，濕式煙氣脫硫系統(tǒng)可正常進(jìn)行，若全部循環(huán)泵均停運(yùn)，濕式煙氣脫硫系統(tǒng)將保護(hù)停運(yùn)，煙氣走旁路。氧化空氣系統(tǒng)是吸收系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)重要部分，氧化空氣的功能是保證吸收塔反應(yīng)池內(nèi)生成石膏。氧化空氣注入不充分將會引起石膏結(jié)晶的不完善，還可能導(dǎo)致吸收塔內(nèi)壁的結(jié)垢，因此，對該部分的優(yōu)化設(shè)置對提高系統(tǒng)的脫硫效率和石膏的品質(zhì)顯得尤為重要。 將來自吸收塔的石膏漿液濃縮、脫水，生產(chǎn)副產(chǎn)品——石膏，儲存和外運(yùn)。該石膏脫水儲存系統(tǒng)設(shè)備：石膏漿液排出泵，石膏漿液箱，石膏漿液泵，水力旋流器，真空皮帶脫水機(jī)，石膏儲倉。水力旋流器作為石膏漿液的一級脫水設(shè)備，其利用了離心力加速沉淀分離的原理，漿液流切向進(jìn)入水力旋流器的入口，使其產(chǎn)生環(huán)形運(yùn)動(dòng)。粗大顆粒富集在水力旋流器的周邊，而細(xì)小顆粒則富集在中心。已澄清的液體從上部區(qū)域溢出(溢流)；而增稠漿液則在底部流出(底流)。真空皮脫水機(jī)將已經(jīng)經(jīng)過水力旋流器一級脫水后的石膏漿液進(jìn)一步脫水至含固率達(dá)到90%以上。圖25煙氣脫硫系統(tǒng)組成圖 可編程序邏輯控制器（PLC）介紹可編程序邏輯控制器在早期是一種開關(guān)邏輯控制裝置，簡稱PLC (Programmable Logic Controller)。然而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，PLC采用微處理器作為其控制核心，它的功能已不再局限于邏輯控制的范疇。PLC功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高；硬件配套齊全，通用性強(qiáng)；編程方便，易于使用；可靠性高；設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少；體積少，功耗低[6][7]。國際電工委員會IEC（International Electrical Committee）對可編程序控制器作了如下的定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的命令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則而設(shè)計(jì)”。 ： ①開關(guān)量控制 這是PLC最基本的功能，具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算功能，常用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)； ②模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度，壓力，流量，液位等都是模擬量。而PLC中的微處理器CPU只能處理數(shù)字量，所以PLC中配備了A/D,D/A 轉(zhuǎn)換模塊，把現(xiàn)場輸入的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送CPU處理，處理完的數(shù)字量結(jié)果，經(jīng)D/A 轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)換成模擬量去控制被控設(shè)備，以完成對連續(xù)量的控制。用PLC進(jìn)行模擬量控制的優(yōu)點(diǎn)是，在進(jìn)行模擬量控制的同時(shí)，開關(guān)量也可以控制。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是別的控制器所不具備的，或?qū)崿F(xiàn)起來不如PLC方便； ③閉環(huán)過程控制 運(yùn)用PLC不僅可以對模擬量進(jìn)行開環(huán)控制，還可以進(jìn)行閉環(huán)控制。配置PID控制模塊，對控制過程中的某一變量（如電壓，電流，溫度等）進(jìn)行PID控制；④順序（步進(jìn)）控制 PLC能通過移位寄存器方便完成步進(jìn)控制功能；⑤定時(shí)，計(jì)數(shù)控制 PLC為用戶提供若干定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)，延時(shí)，計(jì)數(shù)；⑥數(shù)據(jù)處理 可進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送，比較，轉(zhuǎn)換等功能；⑦通信及聯(lián)網(wǎng) 現(xiàn)代PLC具有網(wǎng)絡(luò)通信的功能，它既可以對遠(yuǎn)程I/O進(jìn)行控制，又能實(shí)現(xiàn)PLC與PLC，PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信，從而構(gòu)成“集中管理，分散控制”的集散式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。：①可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)PLC是專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。在PLC的設(shè)計(jì)和制造過程中，采取了多層次抗干擾及精選元器件等措施，是PLC的平均無故障時(shí)間通常在20000小時(shí)以上，這是一般的其他電氣設(shè)備做不到的。PLC在設(shè)計(jì)中能抗諸如電噪聲，電源波動(dòng)，振動(dòng)，電磁干擾等的干擾，能在高溫，高濕以及空氣中存有各種強(qiáng)腐蝕物質(zhì)粒子的惡劣環(huán)境下可靠地工作。PLC能承受電網(wǎng)電壓的變化，可直接交流市電供電，直接取自電控箱電源。即使在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作。其硬件和軟件還采用屏蔽，濾波，光電隔離和故障診斷，自動(dòng)恢復(fù)，冗余技術(shù)等功能來增強(qiáng)PLC的可靠性。②通用性強(qiáng)，靈活性好，功能齊全由于PLC產(chǎn)品已系列化，模塊化，且軟件包齊全，用戶可靈活組成各種規(guī)模和要求不同的控制系統(tǒng)。用戶在硬件設(shè)計(jì)方面，只需確定PLC的硬件配置和I/O的外部接線，不需要諸如繼電器之類的固體電子器件和大量繁雜的硬接線電路。當(dāng)控制系統(tǒng)要求改變，需要變更控制系統(tǒng)的功能時(shí)，只要改變存儲器中的控制程序即可。③編程簡單，易于操作及維護(hù)PLC一般采用易于理解和掌握的梯形圖語言及面向工業(yè)控制的控制系統(tǒng)流程圖和語句表進(jìn)行編程，形式簡練，直觀性強(qiáng)，廣大電氣工程人員易于接受。PLC的故障率很低，并有很強(qiáng)的自診斷能力，能隨時(shí)檢查出自身的故障，并顯示給操作人員進(jìn)行故障排查。如果出現(xiàn)故障是PLC本身的問題，在維修時(shí)只需更換插入式模塊或其他易損壞部件即可，既方便又減少影響生產(chǎn)的時(shí)間。④設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試周期短用PLC完成一項(xiàng)控制工程時(shí)，由于硬軟件齊全，設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。由于用戶程序大都可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，到生產(chǎn)現(xiàn)場時(shí)可進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，因此大大縮短了設(shè)計(jì)和投運(yùn)周期。 集散控制系統(tǒng)（DCS）簡述集散控制系統(tǒng)(Total Distributed Control System)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集中分散型控制系統(tǒng)[8]。集散控制系統(tǒng)按照層次化體系功能劃分為4個(gè)級別:現(xiàn)場裝置的控制級、過程裝置的管理級、車間生產(chǎn)的操作管理級、全廠優(yōu)化和經(jīng)營管理級。操作人員對自動(dòng)控制過程的管理則由中央控制室的操作站來完成，從而將各種故障限制在局部范圍內(nèi)，極大地提高了自動(dòng)控制系統(tǒng)總體的安全性和可靠性。另一方面又相互進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊和信息交換 ，實(shí)現(xiàn)了操作人員在中央控制室的操作站對整個(gè)自動(dòng)控制過程進(jìn)行管理和調(diào)整?，F(xiàn)場控制站擔(dān)當(dāng)現(xiàn)場裝置的控制級?，F(xiàn)場控制站的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制 ，因此它必需要能夠自動(dòng)采集與這個(gè)工序自動(dòng)控制有關(guān)的各種工藝參數(shù)(如各種工藝介質(zhì)的溫度、壓力、流量、粘度、物位高度等)以及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)(如閥門的開度、機(jī)泵的開停、設(shè)備震動(dòng)、機(jī)械位移)等生產(chǎn)信息，然后按照事先編好的控制程序進(jìn)行大量的數(shù)值計(jì)算，最后輸出控制方案，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。另外還要與操作站進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，將采集到的各種生產(chǎn)信息傳送到操作站供操作人員使用，同時(shí)接收操作人員通過操作站發(fā)出的各種指令實(shí)時(shí)調(diào)整自動(dòng)控制方案、優(yōu)化生產(chǎn)過程。中央控制室的操作站實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)界面，一方面把控制站采集的各種生產(chǎn)信息進(jìn)行加工處理，然后以操作人員所習(xí)慣和熟悉的各種流程畫面、生產(chǎn)報(bào)表、歷史趨勢和聲光報(bào)警等形式提供給操作人員。另一方面把操作人員的各種指令傳送給控制站對控制方案進(jìn)行調(diào)整，以優(yōu)化生產(chǎn)過程或?qū)μ厥馇闆r的緊急處理。用 PC 機(jī) + PLC 組成集散控制系統(tǒng)時(shí)， PLC +“控制應(yīng)用軟件”承擔(dān)了現(xiàn)場控制站的工作，PC+“實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件”承擔(dān)了操作站和工程師站的工作?！翱刂茟?yīng)用軟件”由安裝有 PLC 系統(tǒng)軟件的PC機(jī)上設(shè)計(jì)，完成后下載到 PLC ，構(gòu)成控制站?！皩?shí)時(shí)監(jiān)控軟件”由安裝有開發(fā)版監(jiān)控組態(tài)軟件的PC機(jī)上設(shè)計(jì)，完成后安裝到有運(yùn)行版監(jiān)控組態(tài)軟件的 PC機(jī)上運(yùn)行，構(gòu)成操作站和工程師站。 本設(shè)計(jì)主要任務(wù)本設(shè)計(jì)的課題是煙氣脫硫工藝過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其目的是設(shè)計(jì)煙氣脫硫的控制方案實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫，并設(shè)計(jì)硬件搭建與軟件編寫。設(shè)計(jì)硬件電路的搭建，運(yùn)用技術(shù)成熟、功能強(qiáng)大的PLC作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與控制，配以安全可靠的以太網(wǎng)技術(shù)，按照集散式控制系統(tǒng)架構(gòu)搭建系統(tǒng)。根據(jù)課題要求，分別完成如下具體任務(wù)：（1）組成煙氣脫硫工藝過程控制系統(tǒng)；（2）設(shè)計(jì)出滿足工藝要求的系統(tǒng)方框圖；（4）利用組態(tài)軟件對煙氣脫硫系統(tǒng)的組態(tài)；（5）進(jìn)行煙氣脫硫控制系統(tǒng)的連接，；。 （6）進(jìn)行DCS控制系統(tǒng)的摸運(yùn)行調(diào)試3 系統(tǒng)控制設(shè)計(jì) 控制原理 控制原理概述脫硫裝置運(yùn)行控制的目的是提高脫硫效率、降低石灰石消耗，保證裝置的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。雖然脫硫裝置的運(yùn)行控制遠(yuǎn)不如火電廠熱力設(shè)備的控制復(fù)雜；但是，在運(yùn)行參數(shù)檢測，控制指標(biāo)上有其特殊性，更具有化工過程控制的特點(diǎn)[4]。由于煙氣脫硫系統(tǒng)是一個(gè)龐大的工程，本設(shè)計(jì)關(guān)注其中其于ph控制的吸收二氧化硫過程。 控制原理的分析與選擇由上述系統(tǒng)工藝分析可知，煙氣脫硫的工藝質(zhì)量受煙氣溫度、煙氣顆粒、堿性漿液的ph值以及煙氣的含水量等因數(shù)影響。根據(jù)酸堿平衡的原理，可推知吸收二氧化硫的工藝指標(biāo)很大程度取決于吸收漿液的ph值。輸入吸收塔的新石灰石漿液量取決于原煙氣量、煙氣二氧化硫濃度（二者乘積運(yùn)算結(jié)果為送入吸收塔的二氧化硫質(zhì)量流量）及實(shí)時(shí)檢測的吸收塔石灰石漿液ph值。由有關(guān)資料可知，吸收塔漿液ph值和進(jìn)入吸收塔的新石灰石漿液量，與原煙氣量、煙氣二氧化硫濃度（二者乘積運(yùn)算結(jié)果為送入吸收塔的二氧化硫質(zhì)量流量）及實(shí)時(shí)檢測的吸收塔的ph值成正比關(guān)系。被控量為吸收塔內(nèi)的ph值，調(diào)節(jié)量為輸入吸收塔的石灰石漿液流量。：因煙氣量變化不能迅速體現(xiàn)為ph值變化，即被控對象（即ph值）延遲慣性較大。采用前饋反饋系統(tǒng)。前饋信號選擇為原煙氣二氧化硫濃度、送風(fēng)量（與煙氣量成線性關(guān)系）。圖31吸收塔漿液ph串級前饋控制系統(tǒng)前饋控制器起前饋控制作用，用來克服由于煙氣量與煙氣二氧化硫濃度的變化對被控制的ph值造成的影響。而反饋控制器起反饋控制作用，將漿液ph測量值與設(shè)定的ph值進(jìn)行比較，得到差值信號與作為前饋信號的鍋爐煙氣量與煙氣中二氧化硫濃度的綜合信號（為進(jìn)入吸收塔二氧化硫質(zhì)量流量）相疊加。前饋與反饋控制共同作用產(chǎn)生一個(gè)調(diào)節(jié)信號。來控制石灰石漿液供給閥門開度。使吸收塔內(nèi)漿液ph值維持在設(shè)定值上為防止依據(jù)ph測量可能造成的過調(diào)。采用流量測量（采用石灰漿液流量測量儀表），構(gòu)成一個(gè)副反饋回路。ph測量仍構(gòu)成主反饋回路。在串級控制系統(tǒng)中，有兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別接收來自被控對象不同位置的測量信號。主調(diào)節(jié)器接收漿液ph測量值，副調(diào)節(jié)器接收送進(jìn)吸收塔的石灰石漿液流量測量值。主調(diào)節(jié)器輸出信號作為副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值。副調(diào)節(jié)器的輸出值與前