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宣钢150T转炉脱硫除尘自动化技术应用

2019-11-30杨静

电子技术与软件工程 2019年7期
关键词:脉冲阀清灰气源

文/杨静

1 脱硫控制系统介绍

脱硫除尘装置在实际应用中一般设置一套分散控制(NHDD-DCS)系统。操作人员可根据实际需求分别于脱硫就地集中控制室、除尘电气控制室以及单元机组集中控制室通过键盘和鼠标的动作对该系统进行全过程监视和控制操作。一般来说机组正常运行过程中脱硫操作室无人值守,脱硫系统的监控通常在单元机组集中控制室或除尘电气控制室内的由操作员完成。具体操作包括:脱硫系统吸收剂的输送、计量、风机、水泵、灰循环系统等部位的启停操作控制,监控现场运行状况的同时,完成对运行参数的监视、记录、打印及事故处理等任务,完成对运行参数的调节。 控制对象包括:吸收剂的加料及称量系统、反应器、流化风系统、消化水、增湿水系统、系统出灰和烟气监测系统等,并有20余处满、断、堵等联锁保护装置。控制系统通过调节加入水量来保证反应器中的反应温度确保恒定的烟气出口温度,同时通过对进出口烟气量的连续监测,烟气进口浓度、烟气出口浓度、二氧化硫的浓度及烟气流量决定了系统吸收剂加入的量,自动控制系统通过调节变频循环给料机的运行速度来控制循环灰流量。从而实现循环脱硫灰在除尘器的灰斗中完成收集,当除尘灰高于灰斗最大的料面时,系统将通过溢流方式进行排出。由于排出的改性灰含水率很低,一般只有百分之二左右,且流动性很好,适宜采用气力输送装置外送,也可用水力冲灰或汽车运输等方式运送,从而实现对环境对保护,对废气对收集。

2 脱硫控制系统性能参数

脱硫自控控制系统主要采用了管理级、控制级和过程共三层网络级控制结构,其系统主要包括数据的采集和处理、模拟量的控制、顺序控制及连锁保护、自动报警等功能。该系统的过程控制主要采用PLC和执行机构(电动调节阀、比例阀、变频器)控制整个生产过程,另外还需选用智能仪表进行现场压力采集、温度采集、流量采集等各项数据的采集。该系统正常运行中,一般采用闭环控制,根据实际需求选取合适的设定值和实测值的差值实现系统自动控制功能,使被控量经过系统调节自动稳定于设定值;如遇自动控制系统发生异常,可通过现场操作人员直接对调节阀、变频器等执行机构进行操作,进行手动控制即可确保整个系统的安全、稳定、有效运行。监控运行过程可实现实时数据采集和控制软件完成烟气脱硫系统监控与管理。监控范围主要包括:现场控制设备的启停动作按钮及运行状态;脱硫控制系统的动态参数;脱硫除尘后烟气中烟尘情况、SO2最终排放浓度。该系统功能范围内的报警项目均可在显示器上显示并可根据需要进行打印。

3 自动脱硫控制技术在转炉的应用

由于脱硫剂使用助吹气源输送物料,因此料仓必须设置泄压管路,如图所示脱硫剂通过气源助吹将物料输送至顶部的料仓中,大部分物料进入料仓后会落至料仓内,少部分物料随着气源通过除尘器排出,除尘器又过滤掉大部分物料,所剩气源通过除尘管路排走。经过使用发现原设计存在问题,除尘器的反吹脉冲阀气源量小,DN25小管径气源脉冲反吹效果基本没有,除尘器布袋经常堵塞;除尘器布袋堵塞使得上料困难,上料时部分气源带着脱硫剂会从除尘器下方排料管进入称量斗及称量斗下方加料管,部分物料外泄造成环境污染;由于除尘器堵塞造成上料气源进入料仓无处泄压,料仓压力不断升高,由于料仓不是承压容器,压力过高时会发生爆炸事故。

布袋除尘器要想达到使用效果避免堵塞就必须设置反吹装置,原设计的反吹装置为脉冲阀,由于反吹气源管路小,脉冲阀数量少,导致反吹效果很差。该自动控制主要是利用反吹清灰总控来控制反吹清灰装置的开始与停止。该控制清灰分为自动和手动控制两方式。当使用手动方式进行控制时,反吹风电机和脉动阀可以直接启动,清灰工作执行手动控制。当使用自动控制方式进行时,继电器闭合,利用反吹清灰总控执行启动脉动阀和电机当操作。接到启动命令反吹风电机延迟十秒后开始启动,清灰工作开始进行。当系统吸力大于设定值时,定压控制仪输出接点会执行断开操作,两电机停止相应工作,清灰工作也随之停止。当系统吸力下降到值低于设定值时,两电机会执行重新启动的操作,清灰工作再次随之进行启动动作。脱硫剂上料的工艺特点是不是连续的上料,脱硫剂运输罐车白天每4小时送料一次,每车料上料时间约为20-30分钟,因此上料时间短,不上料的时间充裕,且脉冲阀备件价格很高,完全可以利用不上料的时间对除尘布袋进行反吹,将脉冲阀更换为普通气动切断阀,将切断阀的控制点与操作室点PLC连接起来,并引入程序,达到在操作室内操作该阀的自动控制效果。每次上料完毕后,打开反吹切断阀进行5分钟反吹即可达到清除布袋积灰效果。将脉冲阀更换为切断阀后,反吹操作同样会使料仓内压力升高,因此必须设置一处泄压管路。反吹气通过泄压管路排走,基本不会带走物料,上料时阀A、阀B为打开状态,阀C、阀D为关闭状态,气源将物料送入料仓,剩余气源通过阀A进入除尘器,通过阀B后进入除尘管路;反吹时阀B关闭,阀A、阀C、阀D打开,反吹气源通过阀C进入除尘器,通过阀A返回至料仓,通过泄压管路、阀D后进入除尘管路。

4 结束语

改变反吹形式,节约反吹气源用量,使除尘器达到使用效果,彻底解决除尘布袋经常堵塞的问题。经过一段时间的使用脱硫除尘效果良好,管路通畅,除尘器布袋使用寿命延长。料仓没有因压力过大发生变形等一些列问题,彻底避免了气源泄漏造成的物料喷洒等情况,现场环境得到了改善。

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