脱硫系统改造工程热控系统设计

【摘要】文章首先针对脱硫系统运行原理进行了简要分析，进而详细探讨了脱硫系统改造工程热控系统设计方面的几点注意事项，重点探讨了吸收塔当中，酸碱度控制、液位控制、以及石膏浆液排放控制所对应系统的设计要点与注意事项，希望以上问题能够引起各方重视。

【关键词】脱硫系统；热控；原理；设计

在本次对脱硫系统的改造过程当中，为了最大限度的保障烟气脱硫效果的可靠，以及烟气脱硫设备的稳定、有序运行，整个脱硫系统工程建立在DCS分散控制状态下，实现全面检测，调节，联锁保护，建立在人机交互界面、外接鼠标与键盘的控制作用之下，实现对整个脱硫系统的集中，可靠控制。在改造后的整个脱硫系统当中，以吸收塔的运行重要性作为突出，对有关该工程热控系统进行可靠设计。现针对以上问题做详细分析与探讨。

1 脱硫系统运行原理分析

在现阶段的技术条件支持下，各类常见的烟气脱硫技术当中，以基于石灰石-石膏脱硫技术的应用作为广泛。在整个脱硫系统当中，所涉及到的主要构成要素包括以下几个方面：其一为静电除尘器装置；其二为锅炉装置；其三为风机装置；其四为吸收塔装置；其五为脱水机装置。在整个脱硫系统的正常运行过程当中，为了能够克服烟气在通过吸收塔、通过烟囱、以及通过其他设备过程中的阻力得到有效的降低，需要通过设置增压风机的方式加以实现。机组烟气通过烟气通道传输至吸收塔当中，在吸收塔当中，与喷淋装置所传递的石灰石浆液相互接触，发生混合反应，此过程当中使烟气中的二氧化硫成分、氧化风机鼓入氧化空气、以及浆液当中的碳酸钙成分通过化学反应的方式得到有效的去除，最终生成石膏成分。进而，在烟气脱硫后，可以通过除雾器对细小液滴进行祛除，生成的净烟气传递至烟囱当中，并最终排入大气环境。按照以上运行方式，整个脱硫系统改造下的工艺流程示意图如下图所示（见图1）。

2 热控系统设计要点分析

1）针对与烟风道系统相关的调节功能而言，在该系统当中主要组成要素包括：旁路差压控制、挡板调节控制、旁路挡板控制、以及增压风机流量调节控制。以上调节功能的配合动作，除可实现对烟风道系统流量相对于运行压力的匹配工作以外，还支持在出现紧急运行状态下，保护功能的自动生效；

2）针对与脱硫性能相关的控制功能而言，在采取湿法对烟气进行脱硫处理的过程当中，控制目标的达成在一定程度上受到烟气设备运行方式、运行参数的影响。为确保整个脱硫系统脱硫率的稳定性，需要重点关注对设备突运行方式的控制工作。这种控制主要体现在以下三点内容当中：其一为吸收塔所对应的酸碱度控制；其二为吸收塔所对应的液位控制；其三为吸收塔所对应的石膏浆液排放控制。具体可总结如下：

a）酸碱度控制：下图（见图2）为吸收塔所对应的酸碱度控制结构示意图。结合图1所示可知：前期通过对吸收塔所对应烟气参数（包括烟气量、压力水平、二氧化硫浓度、以及烟气温度等在内）的测定，评估吸收塔所吸收二氧化硫总量，同时测定整个脱硫系统在时间既定条件下的二氧化硫脱除效率。系统运行期间，可以通过对石灰浆液量调节阀门开度数值的调节，实现对吸收塔所对应石灰石浆液含量的调节处理。按照此种方面，确保实际酸碱值与设计标准的吻合，满足脱硫系统在脱硫方面的要求。值得注意的是：由于石灰石浆液当中酸碱度的变化速度相对较慢，酸碱度测存在一定程度上的延时。因此，调节回路不可避免惯性。为了避免整个回路系统在运行期间出现振荡或者是过调方面的问题，需要建立在串级+前馈复合的基础条件下，确保调节回路运行的安全可靠。

结合图1来看，锅炉负荷信号沿上行通路传递至函数发生器当中。在函数发生器当中，与预先设置的烟气二氧化硫浓度相结合，配合脱硫效率折算系统，Ca/S折算系统，以及石灰石浆液密度折算系统，将其作为整个控制回路的前馈信号。借助于此种方式，可达到对石灰石浆液供给量进行调节控制的目的，对于锅炉负荷变化的跟踪也更加的有效。

b）液位控制：液位控制的目的在于：确保脱硫系统始终稳定且高效的运行。在整个脱硫系统当中，可能致使吸收塔出现液位变动的因素包括以下：其一为石灰石浆液供应参数；其二为石膏浆液排出参数；其三为烟气进入参数。烟气在吸收塔的处理作用之下，大量的水分丢失，仅仅依赖于除雾器冲洗水以及吸收塔滤液补给用水，难以维持液位的稳定。因此，就需要通过外加补充水源的方式满足液位稳定需求。因此，液位控制过程当中，需要单独面向喷淋塔设置工艺水补充水，通过开关阀的方式对液位进行控制。同时，控制系统还需要满足：在滤液泵运行或具有除雾器冲洗水来源的情况下，开关阀切换至手动控制状态。按照以上方式，整个吸收塔液位控制的结构示意图如下图所示（见图3）。

图3：吸收塔液位控制结构示意图

c）石膏浆液排放控制：脱硫系统得以安全、稳定的运行，在很大程度上来说是以物料平衡为基础实现的。在吸收塔持续吸入石灰石浆液，通过脱硫反应形成石膏晶体排出的处理全程当中，饱和的石膏晶体需要及时排出吸收塔，方能够确保吸收塔内部的平衡，以及脱硫反应的连续性。在此过程当中，需要特别注意的问题是：石膏的品质好坏会在一定程度上受到石膏浆液排放浓度的影响，控制真空皮带脱水机的运行时间不失为控制浆液排放的关键措施之一，其对于控制电力负荷，达到节能目标而言也有重要价值。因此，在对控制系统进行设置的过程当中，应当借助于对石膏浆液密度值的设置，实现脱水系统运行稳定，浆液排放有效可靠。按照以上方式，整个吸收塔石膏浆液排放控制的结构示意图如下图所示（见图4）。

3 结束语

在整个发电系统当中，脱硫装置可以视作发电过程的辅助载体，其重要性从很大程度上来说取决于是否设置有旁路系统，以及旁路系统的运行质量。一般来说，脱硫系统工程多设置有烟道旁路，故其可靠性明显低于正常运行状态下的主机组控制系统。为了能够确保脱硫系统运行的安全与稳定，就势必需要采取适当的措施，对脱硫系统进行改造与优化，确保系统控制动作可靠性有所保障。总而言之，本文针对有关脱硫系统改造工程热控系统设计方面的相关注意事项展开了详细分析与探讨，希望能够为后续实践工作提供一定的借鉴。

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