脫硫供漿自動控制閥門
上海申弘閥門有限公司
近日，田電二期脫硫供漿自動控制系統成功投用，該控制技術適用于所有燃煤發電機組的脫硫控制，對提高電廠火電機組熱控技術水平具有借鑒作用。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。
目前，國內各種容量的燃煤發電機組眾多，其脫硫供漿控制效果不佳是共性問題。田電二期工程2臺660MW超超臨界機組脫硫系統過去采用的是石灰石—石膏濕法、一爐一塔脫硫裝置。由于石灰石—石膏濕法的pH值控制是一個具有非線性、大滯后和不確定性擾動的多變量對象，僅靠運行人員手動操作吸收塔的供漿量來實現脫硫很難實現*運行工況，容易導致煙氣排放超標；而常規的基于單回路PID調節器無法自動控制，也使脫硫難以處于*工況運行，從根本上無法保證吸收塔的脫硫效果和提高脫硫合格率。
| （一） | 供漿泵房閥門 | ||||||||||
| 1 | 偏心半球閥 | BQ340M-10C PN1.0 DN200 | 個 | 3 | 1 | ≤70 | 法蘭(RF，GB/T9119-2010) | 手動 | 水煤漿 | 室內，接D219×6.5管道 | |
| 2 | 偏心半球閥 | BQ340M-25C PN2.5 DN150 | 個 | 3 | 2.5 | ≤70 | 法蘭(RF，GB/T9119-2010) | 手動 | 水煤漿 | 室內，接D168×6管道 | |
| 3 | 手動球閥 | Q41F-10C PN1.0 DN50 | 個 | 3 | 1 | ≤70 | 法蘭(RF，GB/T9119-2010) | 手動 | 沖洗水 | 室內，接D60×4管道 | |
| 4 | 手動球閥 | Q41F-25C PN2.5 DN50 | 個 | 3 | 2.5 | ≤70 | 法蘭(RF，GB/T9119-2010) | 手動 | 沖洗水 | 室內，接D60×4管道 | |
| 5 | 手動球閥 | Q41F-10C PN1.0 DN80 | 個 | 2 | 1 | ≤70 | 法蘭(RF，GB/T9119-2010) | 手動 | 水煤漿 | 室內，接D89×4.5管道 | |
| 6 | 手動球閥 | Q41F-25C PN2.5 DN80 | 個 | 3 | 2.5 | ≤70 | 法蘭(RF，GB/T9119-2010) | 手動 | 水煤漿 | 室內，接D89×4.5管道 | |
| 7 | 止回閥 | PH44H-25C PN2.5 DN150 | 個 | 3 | 2.5 | ≤70 | 法蘭(RF，GB/T9119-2010) | 手動 | 水煤漿 | 室內，接φ168×6管道 | |
| 合計 | 個 | 20 | |||||||||
為了實現吸收塔漿液pH值自動控制，田電二期熱控專業用多變量控制理論、模糊控制理論及自適應優化控制理論為基礎，在充分考慮脫硫系統特點后，針對不同被控對象的具體特性，采用自適應模糊控制技術對吸收塔漿液pH值進行自動控制，取得成功，實現了脫硫供漿系統自動連續不間斷投用，減輕了運行人員的勞動強度。同時，該項舉措使吸收塔pH值控制處于可靠運行工況，為機組煙氣排放和脫硫率始終符合有關環保要求提供了可靠保障，為保護田集電廠所處地區的環境作出了積極貢獻。
據了解，該項控制技術是由田電二期熱控專業人員獨立自主設計控制策略、調試參數，直至投入自動控制，適用于所有燃煤發電機組的脫硫控制。該項技術成功應用對提高田集電廠機組熱控技術水平具有重要意義。近日，針對來煤不易成漿，成漿過程中有軟沉淀，熱力水煤漿廠及時采取措施，全力以赴保供漿。
重管理、強責任，完善煤質管理制度。針對入廠煤種類不同，該廠不斷加強煤質管理力度和責任制的落實，建立了以廠領導為組長，經營部、運維部、質檢部負責人為成員的煤質管理領導小組，形成了層層把關，領導科室齊抓共管煤質的良好氛圍。
定舉措，重落實，生產管理見行動。該廠針對來煤不易成漿，產生軟沉淀，質檢部加大煤質檢測力度，并嚴格多點位置取樣，從車頂取樣，卸車過程取樣，取煤場混合樣化驗等不同的方式，對煤樣分析對比，及時做好煤質化驗，多做成漿性試驗，合理配比，確保漿的熱量、揮發、含硫均在標準值范圍內。運維部強化生產全過程監督，并增加熟化罐，儲漿罐的攪拌次數，嚴格管理，嚴格把關，確保出廠漿的質量。強管理、抓質量、強化質量跟蹤。該廠不斷強化監督水煤漿質量考核力度。質檢部進行全過程化驗及動態監控，確保來煤化驗率和及時率均在98%以上，半成品和成品漿的準確率達99%，及時率達99%。目前，我國絕大多數火電廠采用的燃料是煤，產生大量SO2氣體對外排放。二氧化硫是導致酸雨產生的主要原因之一，每年因酸雨造成的直接經濟損失已超過1000 億元。據統計，我國火電廠的二氧化硫排放大約占總量的1/3左右。因而對火電廠煙氣脫硫（Flue Gas Desulfurization, FGD)控制系統的研究與設計對于解決我國當前的環境問題十分重要。 目前，煙氣脫硫技術一般分為濕法、干法、半干法。濕法煙氣脫硫工藝是技術上成熟、實際應用多、運行狀況穩定的脫硫工藝，占脫硫裝機容量的85%以上。石灰石-石膏濕法脫硫是主要的濕法煙氣脫硫技術之一，由于石灰石價廉易得，脫硫成本較低，脫硫效率可達到95%-98%，因此在我國大、中型火電機組上廣泛采用。但在實際運行中，如何全面綜合的控制好脫硫效率、穩定PH值、保證設備安全運行和石膏品質等問題存在著許多問題。
1．石灰石-石膏濕法脫硫工藝過程石灰石濕法脫硫工藝流程如圖1所示 圖1 石灰石濕法脫硫工藝流程圖 1－增壓風機；2－氣-氣熱交換器(GGH)；3－脫硫塔；4－噴淋層；5－除霧器；6－漿液循環泵； 7－制漿系統； 8－漿液箱；9－漿液供應泵；10－氧化風機；11－漿液排出泵；12－旋流器； 13－皮帶脫水裝置；14－石膏倉 其工藝過程如下：煙氣經增壓風機加壓、原煙氣經氣-氣熱交換器(GGH)放熱降溫后進入吸收塔，經漿液噴淋洗滌、除霧器除霧、凈煙氣經GGH吸熱后排入煙囪。石灰石由輸送系統送至濕球磨機，石灰石與工藝水按一定比例磨成一定濃度的石灰石漿液，經石灰石漿液輸送泵、調節閥送入吸收塔；吸收塔的底部有一個一定容積的循環池，漿液循環泵從循環池將漿液升壓后從吸收塔上部的一系列漿液噴嘴噴出形成水霧以洗滌煙氣，煙氣中的二氧化硫被吸收劑溶解吸收后隨吸收劑液滴落入吸收塔的循環池，并發生反應生成亞硫酸鹽，使漿池中的pH值隨之降低，氧化風機把空氣直接打入漿液循環池，使亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽。為了保持吸收劑足夠的堿度及對二氧化硫的中和能力，漿液輸送泵將石灰石漿液不斷的補入吸收塔循環池，經過吸收反應后，在漿池底部生成石膏漿液，石膏漿液經漿液排出泵升壓后進入水力旋流器進行分離，稀液返回吸收塔再利用，濃漿液直接送至皮帶脫水機進行脫水，生產出二水硫酸鈣,俗稱石膏。
2．吸收塔供漿液流量控制 控制目標：達到預期的脫硫效率又要獲得吸收劑的*利用率，同時還要考慮PH值穩定性，防止對氧化、結垢、副產品石膏品質，以及設備的腐蝕影響。
2．1基本原理
漿液流量控制回路中，以吸收塔漿液PH值或出口SO2濃度作為反饋控制信號，采用吸收塔入口SO2負荷信號（入口煙氣流量與入口SO2濃度乘積）作為前饋信號，目前，入口SO2流量和濃度大多采用CEMS來獲得這一前饋信號。這樣可以改善調節回路的響應時間，防止由于PH值或出口SO2濃度測量差錯造成石灰石漿液供給量出現較大偏差。PH值調節器或出口SO2調節器，和石灰石流量調節器構成串級回路。在這種調節方式中，吸收塔供漿流量的設定值與吸收塔入口SO2負荷成正比。根據吸收塔漿液PH值或出口SO2濃度來微調漿液供給量。 這種調節方式可以迅速跟蹤鍋爐負荷和燃煤含硫量的變化，獲得較好的響應時間，同時仍可以使循環漿液的PH值保持在一個合適的變化范圍內。由于選用了吸收塔漿液流量為副調節參數，減少了漿液流量波動對PH值的影響。如果考慮入口煙氣參數對煙氣流量的影響，可以根據入口煙氣的溫度、壓力和濕度來修正入口煙氣流量。
由于采用了脫硫效率和吸收塔PH值調節方法具有上述優點，其在FGD系統中得到了廣泛應用，目前脫硫漿液流量控制系統基本都以這種調節方式為基礎，根據各自系統設備、運行經驗，考慮影響因素的多少，做了改進。下面介紹兩種綜合了脫硫效率與PH值的典型控制策略。本文相關的論文有：中國閥門產值遞增
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