烧结烟气氨法脱硫控制系统应用实例.doc

烧结烟气氨法脱硫控制系统应用实例
更新时间：2010-05-2710:15来源：中国环保产业作者:汪波，肖达阅读：228网友评论0条摘要:介绍了某钢厂198平米烧结机氨法脱硫系统的工艺流程、DCS控制系统的硬件配置、主要模拟量控制、顺序控制及烟气监测系统，分析了控制系统配置的优缺点，提出系统改造的建议和方案。
关键词:脱硫装置,氨法脱硫,烧结烟气,控制系统
烧结工序是钢铁工业产生SO2的主要来源。烧结烟气量大、SO2浓度低，脱硫设备投资大且运行费用高，副产物复杂，处理难度大，国内可借鉴的治理示范工程少，这些问题都影响了烧结烟气脱硫的实施。而控制系统的设计是否合理，直接关系到脱硫系统能否长期安全稳定地运行。本文介绍了新华XCU-NET在烧结烟气氨法脱硫系统中的应用。
1脱硫工艺原理
从烧结机出来的原烟气，经电除尘器除尘后，由脱硫塔底部进入。同时在脱硫塔顶部将氨水溶液喷入塔内与烟气中的SO2在脱硫塔中发生化学反应，吸收SO2的同时生成亚硫酸铵，并与空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，经中间槽、过滤器、硫铵槽、加热器、蒸发结晶器、离心机脱水、干燥器即制得化学肥料硫酸铵，从而完成脱硫过程。烟气经脱硫塔的顶部出口排出，净化后的烟气由烟囱排入大气。
对于氨法脱硫工艺，二氧化硫与硫酸铵的产出比约为1∶2，即每脱除1吨SO2就产生2吨硫酸铵。在吸收塔里的硫酸铵不是以离子形式存在于溶液里，就是以固体结晶的形式存在于浆液里。系统里的主要成品—溶解或结晶的亚硫酸铵已完全被氧化成硫酸铵，因此在副产品中氮的含量很容易大于20.5%。
2脱硫分散控制系统的组成及布置
氨法脱硫系统中的测点不是很多，但要控制的阀门和设备较多。总I/O点约200个，控制对象约80个。采用集中控制的方式，控制系统采用新华XCU-NET分散控制系统（DCS）完成整套脱硫设备及其辅助系统（包括电气设备）的监视与控制。
2.1控制范围
采用分散控制系统实现对脱硫装置的烟气系统、SO2吸收系统、氧化空气系统、氨水储蒸发、结晶系统等运行工况的监视和报警；对电动机、电动门、风门挡板以及电气供电回路的断路器的顺序控制；以及对一些工艺闭环的控制和联锁保护。
2.2控制水平
以分散控制系统（DCS）的CRT和键盘作为烟气脱硫系统的主要监视和控制中心，并配少量光字牌和控制设备（布置在CRT台上），在集控室内完成烟气脱硫系统的启停及正常工况的监视和调整，异常工况的报警和紧急事故处理。
2.3控制系统构成
脱硫DCS系统的控制柜安装在脱硫综合楼电子设备间内。在脱硫综合楼内设集中控制室，DCS的操作员站、打印机、电除尘控制上位机等合并布置于其中。脱硫装置控制系统（DCS）完成整套脱硫设备及其辅助系统（包括电气设备）的监视与控制。设置了一个操作员站和一个工程师站，工程师站也可作为操作员站，两站互为备用。每个操作员站配置2台CRT。FGD装置的分散控制系统按分层分级的原则设计。DCS系统将分成系统监控层和过程控制层，在过程控制层中将分为两级控制，即子功能组级和驱动级。在不同层次和级别之间，通过通讯连接起来。图1为网络系统构成。
2.4控制功能
DCS系统主要具备四个功能：数据采集和处理（DAS）；模拟量控制（MCS）；开关量顺序控制（SCS）和热工保护。
2.4.1监视系统
脱硫装置的热工检测系统由分散控制系统DCS中的数据采集和处理系统（DAS）来完成。DAS系统的基本功能包括：数据采集、数据处理、屏幕显示、参数越限报警、事件序列、事故追忆、性能与效率计算和经济分析、打印制表、屏幕拷贝、历史数据存储等。
2.4.2开关量顺序控制、联锁
辅机的联锁保护和启停控制以及一些主要阀门的开闭控制由DCS中的开关量顺序控制系统（SCS）来完成，实现功能组或子组级的控制，以减轻运行人员劳动强度，防止误操作。主要操作的对象有：脱硫塔循环泵、增压风机、氧化风机、密封风机、脱硫塔硫铵浆液排出泵、硫铵浆液输送泵、工艺水泵、氨水输送泵等。
（1）顺序控制
脱硫装置顺序控制的目的是满足装置的启动、停止及正常运行工况下的控制要求，并实现脱硫装置在事故和异常工况下的控制操作，保证装置的安全运行。
顺序控制的具体功能包括：1）实现脱硫装置主要工艺系统的自启停；2）实现脱硫塔及辅机、阀门、烟气挡板的顺序控制、控制操作及试验操作；3）实现辅机与其相关的冷却系统、润滑系统、密封系统的连续控制；4）在发生局部设备故障跳闸时，联锁启停相关设备；5）实现脱硫厂用电系统的联锁控制。
（2）保护与联锁
保护动作主要分四大类：1）报警信号：向操作人员提示装置运行中的异常情况；2）联锁保护：必要时按程序自动启动或自动切除某些设备及系统，使脱硫装置保持原负荷运行或减负荷运行；3）跳闸保护：当发生重大故障，危及设备或人身安全时，实施跳闸保护，停止整个装置（或某一