基于AdvanTrol-Pro集散控制系统在造纸自备电厂锅炉脱硫脱硝中的应用.doc

基于AdvanTrol-Pro集散控制系统在造纸自备电厂锅炉脱硫、脱硝中的应用 贾节罡1 张庆国2 （日照华泰纸业有限公司1 山东大自然生物工程有限公司2 276500 ） 摘要：本文介绍了脱硫岛FGD装置的升级改造，如何通过SCkey编程软件实现锅炉脱硫、脱硝除尘的自动控制。 关键词：FGD、PLC、DCS、PID、联锁控制与保护 1、基本现状 山东某纸业有限公司现有燃煤75t/h循环流化床中温中压锅炉2台，脱硫改造前采用湿法强制氧化、白泥-石膏回收工艺（FGD装置）进行脱硫，两台锅炉分别配套流通面积51.5㎡, 处理烟气量144000Nm3/h静电除尘器各一台，烟气系统未能实现脱硝治理。依据2013年国家环保部门新出台的燃煤锅炉有关排气、排尘指标的控制要求，经多方面考察论证，决定在现有基础上对2台循环流化床锅炉再实行脱硫、脱硝、除尘技术改造。 2、锅炉脱销改造 锅炉燃烧过程，鼓风机吹入炉膛的氮气和氧气反应生成氮氧化物，简称硝。氮氧化物通过锅炉尾部烟道和烟筒排入大气，与水蒸气结合形成“酸雨”，对环境造成危害。 目前国内正常普遍使用、成熟的锅炉脱销技术主要包括三个方案，方案一采用NH3做还原剂，方案二采用尿素做还原剂，方案三采用液氨做还原剂，由于该法是将氨水或尿素溶液直接喷入锅炉燃烧室对烟气脱硝，对大型燃煤机组效率可达 25%～40% ,对小型机组效率可达 60%。通过对比分析，决定使用NH3脱硝工艺系统，该系统主要由还原剂卸料及存储系统、还原剂输送供给系统、稀释系统、分配系统和还原剂喷射系统这几个部分。还原剂储存系统主要包括卸氨泵、氨水储存罐、氨水事故池组成；还原剂输送供给系统由氨水输送泵、氨水管、电动调节阀组成；稀释系统由稀释水罐、稀释水泵、电动调节阀、氨水静态混合器组成；还原剂喷射系统由压缩空气系统、喷枪等组成。 3、静电除尘器改造 当前因2台热电站流化床锅炉匹配的静电除尘器年久失修，进入脱硫塔前的烟尘含量高达80mg/Nm3。如此高的烟尘量，不仅因长时间运行造成脱硫塔喷淋及除雾装置堵塞，还会导致排往烟筒的烟尘严重超标。目前运用于燃煤锅炉的稳定经济运行的除尘方式还是电场除尘，因布袋除尘阻力损失大和运行、维护成本高，大型电厂都没有放弃电场除尘而选择布袋除尘的意向。决定将现有2台锅炉的电除尘的故障部位修复，并将进烟气端用烟道及挡板门接通使2台静电除尘器和2台引风机并联均载运行，以达到最大限度降低烟尘量的目的。在单台锅炉烟气量14.4万Nm3/h的运行条件下，用电除尘并联均载方式运行，经2台静电除尘器的6个电场处理后的烟气烟尘含量可以达到40mg/Nm3的浓度以下，另烟尘经脱硫吸收塔能去除20mg/Nm3的浓度，实际排入烟筒的烟气烟尘含量能够在20mg/Nm3浓度以内的水平，能够达到日照地区规定的烟尘排放标准。 4、锅炉脱硫改造 将现有脱硫塔进行改造，拆除原有两层旋流板及喷淋层，在底部再增加一层喷淋层，将原烟气进口由标高6.9米下降至3.9米，拆除原有两台增压风机，改造成空塔三层喷淋的单钠法脱硫，以木浆生产线EOP排放碱性废液和补充成品氢氧化钠为吸收剂。浆液循环系统设三层喷淋层，单层设计流量260m3/小时，配套三台400m3/小时的循环泵，平时运行两运一备；排污系统配置两台流量50m3/小时，扬程30m耐腐蚀离心泵，一运一备，配合塔内新增侧搅拌器及中间环岛，使脱硫塔底部沉淀物随水流转动，由排污泵排出塔外。 5、控制系统改造 改造前脱硫控制系统控制站采用西门子S7-300（CPU-3152DP），组态画面采用力控6.0组态软件。由于该控制系统原件老化、部分IO通道损坏，组态软件数据存储、历史记录时间较短等原因，决定将PLC控制改造为浙大中控AdvanTrol-Pro集散控制系统，设置工程师站一台、操作员站一台，操作运行人员直接通过DCS图形画面完成整个脱硫、脱销、除尘系统参数修改、监视和控制。 5.1 DCS基本硬件配置 控制系统由一个控制站、二个操作员站、一个操作小组组成。控制站由5个机笼和88块IO卡件构成。包括2块冗余的主控卡XP243X，16块数据转发卡XP233，25块6路电流信号输入卡XP313（I），7块4路电流信号输出卡XP322，22块8路开关量信号输入卡XP363（B），18块8路开关量信号（继电器驱动）输出卡XP362（B）。 5.2 DCS主要顺序逻辑控制功能 顺序逻辑控制采用采用浙江中控的AdvanTrol-Pro 2.7版本的SCkey组态软件，使用FB语言组态各个控制回路的PID闭环控制. SFC语言组态除雾器冲洗阀的顺序控制。 （1）、稀释水箱液位调节控制：从化水工段来的除盐水经过过滤器进入脱硫岛的稀释水箱。稀释水箱安装液位变送器用来测量液位高度，淘汰了原先的浮球液位计。设定的液