工作原理
某電廠脫硫系統(tǒng)是引進(jìn)德國(guó)魯奇技術(shù)的煙氣循環(huán)流化床(CFB-FGD)半干法脫硫技術(shù)，設(shè)計(jì)原煤含量在0.33％-1％之間，脫硫效率90％以上，分三個(gè)基本自動(dòng)控制流程。
1、二氧化硫排放控制
監(jiān)測(cè)SO2排放量信號(hào)，用于調(diào)節(jié)脫硫劑的加入量。當(dāng)SO2排放量較大時(shí)，就應(yīng)加入更多的吸收劑去吸收更多的SO2，當(dāng)SO2排放量較小時(shí)，就應(yīng)減少吸收劑的使用，是系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理，降低成本。
2、脫硫塔溫度控制
調(diào)節(jié)噴水系統(tǒng)的開度和噴水量的大小，是床溫在各種符號(hào)和工況條件下，煙氣的酸霧露點(diǎn)溫度始終保持在較高處，這樣，吸收塔的活性最佳，能夠較好地捕捉SO2，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高脫硫率。
3、脫硫塔地壓降控制
監(jiān)測(cè)脫硫塔的壓降，用于調(diào)節(jié)再循環(huán)量的大小，是脫硫渣循環(huán)量和循環(huán)次數(shù)再設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，這樣既可控制下游脫硫除塵器的入口灰塵的質(zhì)量濃度和煙囪煙塵質(zhì)量濃度的排放，又可提高吸收劑的利用率，減低堿算比。煙氣循環(huán)流化床半干法脫硫主要控制回路示意圖如下：
三個(gè)控制回路完全獨(dú)立，各行其是，互不影響，脫硫劑、水和脫硫灰的再循環(huán)獨(dú)立加入到脫硫塔。
傳統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)
一般來說，SO2排放濃度控制的控制策略如此：設(shè)計(jì)兩個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，，一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)SO2排放濃度，另一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)吸收塔內(nèi)溫度。
在調(diào)節(jié)裕量充分的情況下，這兩個(gè)系統(tǒng)的整定問題應(yīng)該是不多的。最大的問題就是滯后時(shí)間稍長(zhǎng)，尤其是SO2排放濃度調(diào)節(jié)系數(shù)，煙氣中的硫分和生石灰在吸收塔內(nèi)要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，然后排放的SO2濃度才受到影響。
調(diào)節(jié)裕度問題
對(duì)于干法脫硫，煙氣中的硫分和生石灰在吸收塔內(nèi)要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，有個(gè)最佳反應(yīng)溫度。最佳反應(yīng)溫度設(shè)計(jì)為72℃.理論上，我們應(yīng)當(dāng)盡力維持吸收塔內(nèi)溫度在72℃，然后再根據(jù)SO2的排放濃度，決定生石灰的投入量。
短期內(nèi)保持吸收塔內(nèi)溫度再設(shè)計(jì)值是完全有可能的。但長(zhǎng)久保持在設(shè)計(jì)值，也會(huì)有很大問題：
①工藝水量過大。相比與環(huán)保的重要性來說，這個(gè)問題可以忽略不計(jì)。
②設(shè)備的腐蝕
當(dāng)吸收塔溫度維持較低的時(shí)候，設(shè)備的腐蝕就會(huì)加劇，最終導(dǎo)致設(shè)備使用壽命極具縮短，甚至造成吸收塔本身腐蝕加劇，設(shè)備因腐蝕而不能使用。當(dāng)入爐煤的硫分較低時(shí)，我們完全可以少投入工藝水，多投入點(diǎn)生石灰，只要SO2能滿足要求既可。
在實(shí)際運(yùn)行中這是一個(gè)比較難把握的度：
①增加工藝水量→降低反應(yīng)溫度→減少脫硫劑用量→減少SO2排放量→減少排污費(fèi)。
②增加工藝水量→降低反應(yīng)溫度→加劇設(shè)備腐蝕→減少設(shè)備使用壽命
怎樣在這兩條線之間綜合衡量，作出取舍，是個(gè)比較重要的問題。所以，為了延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命，并滿足環(huán)保排放要求，下面是許多廠都采取的模式：
投入脫硫劑→減少SO2排放濃度
當(dāng)單純依靠脫硫劑、SO2排放濃度不能達(dá)到要求時(shí)，減低吸收塔溫度設(shè)定值→增加工藝水量→降低吸收塔溫度→觀察SO2排放濃度并繼續(xù)調(diào)節(jié)→如此反復(fù)。
這種方法最終可以調(diào)整好SO2排放和工藝水之間的關(guān)系。
這個(gè)方法反復(fù)讓運(yùn)行人員手動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器設(shè)定值，很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)準(zhǔn)快的要求。昌暉儀表制造有限公司在不斷完善和總結(jié)現(xiàn)有控制模式的基礎(chǔ)上，推出“濃度-溫度協(xié)調(diào)控制”，解決控制系統(tǒng)滯后問題。
濃度-溫度協(xié)調(diào)控制
濃度-溫度協(xié)調(diào)控制的整體思路，仍舊離不開SO2控制調(diào)節(jié)器和吸收塔內(nèi)溫度調(diào)節(jié)器。濃度-溫度協(xié)調(diào)控制與單純孤立的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比，這個(gè)協(xié)調(diào)增加了兩個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)之間的聯(lián)系。
該協(xié)調(diào)仍舊是兩個(gè)調(diào)節(jié)回路，實(shí)際上它更像一個(gè)添加了幾個(gè)環(huán)節(jié)的串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，說它更像，其實(shí)不是。因?yàn)槊總€(gè)回路都各自有自己需要控制的對(duì)象，而的輸出一方面要控制脫硫劑的添加量，另一方面要去影響溫度控制回路的設(shè)定值。
SO2控制回路的輸出是控制變頻器的轉(zhuǎn)速，變頻器控制脫硫劑的添加量。那么當(dāng)變頻器輸出超過80％額定轉(zhuǎn)速時(shí)，我們可以認(rèn)為SO2控制回路已經(jīng)接近最大出力，此時(shí)SO2不大容易控制了，需要降低吸收塔溫度。經(jīng)過倍數(shù)和反向換算，進(jìn)入溫度控制回路，去影響設(shè)定值。需要說明的是：圖中“≥-”功能模塊是個(gè)不嚴(yán)格的表述，只是為了敘述簡(jiǎn)單而做的簡(jiǎn)化，它的意思是當(dāng)數(shù)據(jù)小于80％時(shí)不進(jìn)行計(jì)算，該模塊輸出始終為0。
還有一種情況，就是當(dāng)燃煤的硫分快速變化的時(shí)候，此時(shí)即使SO2波動(dòng)還大，但是從趨勢(shì)來看有迅速超標(biāo)的可能，此時(shí)我們可以對(duì)控制回路的輸出進(jìn)行微分，然后去影響溫度回路的設(shè)定值。
其他方式的脫硫系統(tǒng)可參照“濃度-溫度協(xié)調(diào)控制”進(jìn)行修改，昌暉自動(dòng)化與大家分享該控制方法，意在拋磚引玉，歡迎廣大自控從業(yè)人員多提寶貴意見！
