【正文】 工業(yè)水處理 。石灰石 石膏濕法煙氣脫硫廢水處理的研究 。 》 [EB] [11]中國電力網(wǎng)：《 石灰石 石膏濕法脫硫技術(shù) 》 [OL]， 2022 年 12 月 [12]Regulations Perfection Accelerates Development of Desulfurization Industry [J], ELECTRICITY, [13]方康玲：《過程控制與集散系統(tǒng)》 [M]，電子工業(yè)出版社 2022 年 [14]《 MCGS 用戶手冊》 [15]《 SIMENS SIMATIC S7200 可編程序控制器系統(tǒng)手冊》 [EB]， 2022 年 8 月版 [16]劉涳：《電氣及自動化專業(yè) 對本課題的展望 對于一個工程系統(tǒng)，穩(wěn)定與經(jīng)濟性是 設(shè)計和實施的首要關(guān)鍵。具體調(diào)試步驟以及方法可參考 MCGS 的幫 助系統(tǒng)。 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)畢業(yè)論文 26 圖 58 設(shè)備組態(tài)設(shè)置窗口 圖 59 通用串口父設(shè)備設(shè)置窗口 設(shè)置好串口父設(shè)備屬性后，選中“通用串口父設(shè)備”，然后在設(shè)備工具箱中選擇“西門子 _S7 200PPI”構(gòu)件。 PLC 可通過西門子標(biāo)準(zhǔn)的 PC/PPI 通訊電纜或通用的 RS232/485 轉(zhuǎn)換器，方便、快速的和上位機通訊。最后，選中這些單元格。網(wǎng)格左方和下方分別是 Y 軸（數(shù)值軸）和 X 軸（時間軸）的坐標(biāo)標(biāo)注，最終效果如圖 55 所示。 —— 制作歷史報表與歷史曲線 在工程應(yīng)用中，大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)需要對設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進行存盤、統(tǒng)計分析，并根據(jù)實際情況畫出數(shù)據(jù)曲線，打印出數(shù)據(jù)報表。數(shù)據(jù)對象是構(gòu)成實時數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實時數(shù)據(jù)庫的過程也就是定義數(shù)據(jù)對象的過程。所設(shè)計的程序主要界面有：制備漿液系統(tǒng)、漿液吸收系統(tǒng)、煙氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)以及各系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)報表和實時數(shù)據(jù)報表。 /R , AC0 //累加器中的標(biāo)準(zhǔn)化值 +R , AC0 //加上偏置，使其在 ~ 之間 MOVR AC0, VD100 //標(biāo)準(zhǔn)化的值存入回路表 回路輸出是 和 之間的一個標(biāo)準(zhǔn)化了的實數(shù)值。作為數(shù)字計算機解決的重復(fù)性的結(jié)果，可以得到在任何采樣時刻必須計算的方程的一個簡化算式。 在程序中最多可以用 8 條 PID 指令。 控制功能的完成 本系統(tǒng)的自動控制功能主要分以下幾個部分： 、煙氣控制與吸收塔的聯(lián)動控制 在本系統(tǒng)中，漿液制備系統(tǒng)的攪拌存放的漿液、吸收塔系統(tǒng)中的氧化風(fēng)機與增壓風(fēng)機以及煙氣系統(tǒng)中的吹入風(fēng)機全部實行聯(lián)動控制；當(dāng)漿液制備系統(tǒng)中的漿液制備開始后，制備的漿液滿足吸收塔的漿液要求且輸送到吸收塔中，煙氣系統(tǒng)中的吹入風(fēng)機和增壓風(fēng)機才能 開啟。 表 41 EM231 4路輸入的 DIP開關(guān)設(shè)置表 SW1 SW2 SW3 滿量程輸入 分辨率 ON ON OFF 0~5V 0~20mA 5μA ON OFF ON 0~10V （ 1）傳感器線盡可能短； （ 2）傳感器線使用屏蔽的雙絞線； （ 3）僅在傳 感器側(cè)將屏蔽接終端； （ 4）未用通道應(yīng)短接； （ 5）通過隔離輸入信號或輸入信號參考于模擬量模塊外部 24 V電源的公共端，即電源端子 M、輸入通道 A、 B等相連，確保輸入信號范圍在技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的共模電壓之內(nèi)。因為電流輸入端的輸入阻抗較小，所以電流型信號不容易受到傳輸線沿途的電磁干擾，因而在工業(yè)現(xiàn)場獲得廣泛的應(yīng)用。 S7224 XP 的一路模擬量輸出，通 過電流接線端（或電壓接線端）選擇模擬量輸出類型。 在本系統(tǒng)中的西門子 S7224XP CN 模塊內(nèi)置 10KB RAM， 2 個 RS485 通信口。 集散 控制系統(tǒng)構(gòu)成 硬件構(gòu)成 本設(shè)計的硬件設(shè)備主要分為三個大部分： PLC 部分、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集設(shè) 備以及操作員站和工程師控制站部分，主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選用 標(biāo)準(zhǔn)拓撲 式環(huán)形結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場儀表和設(shè)備采集數(shù)據(jù)連接到 PLC 的輸入模塊、并接收 PLC 的命令對現(xiàn)場設(shè)備進行控制和調(diào)節(jié)； PLC 接收現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸給計算機并接收計算機下達的控制命令，并內(nèi)部通過強大的內(nèi)部運算，進行 PLC 對現(xiàn)場變量的 PID 自動調(diào)節(jié)。 本控制 系統(tǒng)能很好地完成工業(yè)實時順序控制、條件控制、計數(shù)控制、步進控制等功能；能夠完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、通訊聯(lián)網(wǎng)、實時監(jiān)控等基本功能。用它做為副控制回路的給定值。由圖可寫出串級控制系統(tǒng)的特征方程式： 011 10120220221 ???? mmTTT GGGGG GGG （ 31） 可得此時等效控制對象的傳遞函數(shù)為 202210102201* 1mTmT GGG GGGGG ?? 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)畢業(yè)論文 13 （ 32） 記作 [GT1] 1 。改善了系統(tǒng)品質(zhì)特性，調(diào)節(jié)過程加快，具有超前控制的作用，并且具有一定的自適應(yīng)能力。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)。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。 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） 進行煙氣脫硫控制系統(tǒng)的連接，； 。另外還要與操作站進行實 時通訊 ， 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 ， 同時接收操作人員通過操作站發(fā)出的各種指令實時調(diào)整自動控制方案、優(yōu)化生產(chǎn)過程。 ④ 設(shè)計，安裝，調(diào)試周期短 用 PLC 完成一項控制工程時，由于硬軟件齊全，設(shè)計和施工可同時進行。即使在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作。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。 真空皮脫水機將已經(jīng)經(jīng)過水力旋流器一級脫水后的石膏漿液進一步脫水至含固率達到90%以上。單臺循環(huán)泵故障時，濕式煙氣脫硫系統(tǒng)可正常進行，若全部循環(huán)泵均停運，濕式煙氣脫硫系統(tǒng)將保護停運，煙氣走旁路。 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)畢業(yè)論文 7 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。旁路擋板安裝在原鍋爐煙道的進出口。 本設(shè)計就是采用第二個模型設(shè)計的。由制漿系統(tǒng)制成滿足工藝需要的石灰石漿液，由石灰石漿液泵輸送至吸收塔。煙氣在預(yù)洗漂塔中冷卻到 50 攝氏度左右，并被水蒸氣飽和，然后進入吸收塔脫除二氧化硫。經(jīng)過吸收塔洗滌后，煙氣中絕大部分飛灰留在了漿液中。這是因為脫硫反應(yīng)是放熱反應(yīng)。氫離子和 HSO175。 經(jīng)過凈化處理的 煙氣流經(jīng)兩級除霧器除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)畢業(yè)論文 3 2 系統(tǒng)分析 工作原理 工藝流程 石灰石 （ 石灰 ） 石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)主要有：煙氣系統(tǒng)、吸收氧化系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)組成。根據(jù)《火電廠煙氣脫硫關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備國產(chǎn)化規(guī)劃要點》、《關(guān)于加快火電廠煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的若干意見》，燃用含硫量 =2%或大容量機 組 (=200MW)電廠建設(shè)脫硫裝置時必須配備煙氣脫硫系統(tǒng)。 表 常用脫硫方法特點比較 工藝 堿原料 副產(chǎn)品 脫硫率 濕式 石灰 石膏法 CaCO3 石膏 85~95% 石膏法 CaO 石膏 85~95% 干式 亞硫酸回收法 NaOH Na2SO4 90~95% 半濕法 石灰爐內(nèi)脫硫+水噴射法 CaCO3 水泥原料等 70~85% 濕法脫硫是國際脫硫領(lǐng)域的主流，占全世界現(xiàn)有煙氣脫硫裝置總量的 85% 左右，在電廠、冶金、化工行業(yè)一直占據(jù)中國大 約 80%的江山。 隨著城市化、現(xiàn)代化以及工業(yè)的發(fā)展，國民經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展 ,我國生產(chǎn)生活用電需求量、對能源的需求量也在迅速增長。 根據(jù)濕式石灰石煙氣脫硫工藝及方案，文中給出以參與采集數(shù)據(jù)與過程控制的可編程控制器（ PLC）為現(xiàn)場控制級，通過以太網(wǎng)技術(shù)搭建集散式控制系統(tǒng)。環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)畢業(yè)論文 院 系： 生化工程系 專 業(yè)： 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù) 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)畢業(yè)論文 II 煙氣脫硫工藝過程控制系統(tǒng)設(shè)計 摘要 我國的能源構(gòu)成以煤炭為主，其消費量占一次能源總消費量 70％左右，這種局面在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)不會改變。其中，針對濕式石灰石 石膏煙氣脫硫過程具有的大慣性、時滯，非線性等特點 ，利用 PLC 的 PID 算法實現(xiàn)煙氣脫硫中的吸收塔 ph 控制與流量控制。能源的大量消耗，將會導(dǎo)致大量 SO2及硫的污染物的生成 ,對我們以及我們賴以生存的環(huán)境產(chǎn)生了深刻的影響和損害。當(dāng)前已開發(fā)的濕法煙氣脫硫技術(shù)主要有石灰石 /石灰法、鈉堿法、氨吸收法、氧化鎂法等 ,其中石灰石 /石灰法，占整個濕法煙氣脫硫技術(shù)的 %[3]。 2022 年全國燃煤機組裝機容量為 億千瓦，煙氣脫硫機組容量為 億千瓦，投資按 700 元 /KW 計算，需安裝脫硫裝置的火電機組保守地按 億 KW 計算，總投資 ==1750 億元。其基本工藝流程如下： 鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器除塵后，通過增壓風(fēng)機、 GGH(氣體 氣體換熱器 )降溫后進入吸收塔。同時按特定程序不時地用工藝水對除霧器進行沖洗。離子； (由氧化風(fēng)機送入的空氣 )溶解在水中，將 HSO3175。進口溫度的升高不利于脫除二氧化硫的化學(xué)反應(yīng)的進行。漿液中的飛灰在一定程度上阻礙了石灰石的消溶，降低了石灰石的消溶速率，導(dǎo)致漿液 ph 降低，脫硫效率下降。凈煙氣以煙囪排出。在吸收塔內(nèi)石灰石漿液與煙氣中的二氧 化硫發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。 系統(tǒng)組成 濕式煙氣脫硫主要系統(tǒng)功能及設(shè)備 制備并提供滿足吸收塔要求的石灰石漿液。當(dāng)濕式煙氣脫硫系統(tǒng)運行時，旁路煙道關(guān)閉，這時煙道內(nèi)連接密封空氣。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。 氧化空氣系統(tǒng)是吸收系統(tǒng)內(nèi)的一個重要部分，氧化空氣的功能是保證吸收塔反應(yīng)池內(nèi)生成石膏。 圖 25煙氣脫硫系統(tǒng)組成圖 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)畢業(yè)論文 8 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)。用 PLC 進行模擬量控制的優(yōu)點是，在進行模擬量控制的同時，開關(guān)量也可以控制。其硬件和 軟件還采用屏蔽，濾波，光電隔離和故障診斷，自動恢復(fù)，冗余技術(shù)等功能來增強 PLC 的可靠性。由于用戶程序大都可以在實驗室模擬調(diào)試，到生產(chǎn)現(xiàn)場時可進行聯(lián)機調(diào)試，因此大大縮短了設(shè)計和投運周期。 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)畢業(yè)論文 10 中央控制室的操作站實際上是一個人機界面 ， 一方面把控制站采集的各種生產(chǎn)信息進行加工處理 ， 然后以操作人員所習(xí)慣和熟悉的各種流程畫面、生產(chǎn)報表、歷史趨勢和聲光報警等形式提供給操作人員。 （ 6） 進行 DCS 控制系統(tǒng)的摸運行調(diào)試 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)畢業(yè)論文 11 3 系統(tǒng)控制設(shè)計 控制原理 控制原理概述 脫硫裝置運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)濟運行。 ：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。采用流量測量（采用石灰漿液流量測量儀表），構(gòu)成一個副反饋回路。有效克服滯后，提高控制質(zhì)量。 c)根據(jù)步驟 b 得到的 [GT1] 1，再整定副控制器 GT2。 流量控制副 PID 函數(shù)塊反饋輸入信號為實際流量，它從檢測流量管道中的流量，經(jīng)輸入轉(zhuǎn)換 得來。 采用 冗余的以太網(wǎng)通訊網(wǎng)路，通訊速率 為 10Mbps/100Mbps，通信穩(wěn)定性可靠性得到保證。 圖 41系統(tǒng)組成圖 環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)畢業(yè)論文 15 選用兩臺 PLC 通過 PLC 的冗余處理單元（ RPU） 設(shè)計為硬冗余系統(tǒng)設(shè)計為硬冗余系統(tǒng)，操作員站與工程師站的 計算機采用冗余的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信；工程師控制室設(shè)計用兩臺工業(yè)計算機，配以打印機等設(shè)備，與計算機的通 訊采用 RS232 串口通訊。最大數(shù)字量量 I/O 點數(shù)為 224，最大模擬量 I/O 點數(shù)為 45， CPU 本體集成 2 個模擬量輸入通道 /1 個模擬量輸出通道。 ： 輸入模擬量在程序中的寄存器，離 CPU 模塊由近到遠依次 AIW0、 AIW AIW4?? 每個通道是兩個字節(jié)，單極性原始采集值 0~32768，靈敏度 1/4000；雙極性原始采集值 177。電流信號可以傳輸比電壓信號遠得多的距離。 ph 變送器、 流量變送器 的選擇 ph 變送器選擇具有 高抗干擾能力 ， 輸入 /輸出隔離式 的 二線式 pH 變送器 ph300。當(dāng)吸收塔中有石灰石漿液時，就要啟動氧化風(fēng)機和循環(huán)泵