烟气脱硫工艺过程控制系统设计毕业..doc

扬州职业大学 毕业设计论文 （20届） 烟气脱硫工艺过程控制系统设计 摘要 我国的能源构成以煤炭为主，其消费量占一次能源总消费量70％左右，这种局面在今后相当长的时间内不会改变。火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤直接燃烧释放出大量SO2，造成大气环境污染，且随着装机容量的递增，SO2的排放量也在不断增加。加强环境保护工作是我国实施可持续发展战略的重要保证。所以，加大火电厂SO2的控制力度 就显得非常紧迫和必要。SO2的控制途径有三个：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫 即烟气脱硫（FGD），目前烟气脱硫被认为是控制SO2最行之有效的途径。烟气脱硫主要为干法／半干法和湿法。 关键词：集散控制系统 可编程控制器 PID控制 目录 摘要 1绪论 1.1硫控制的意义 1.2烟气脱硫技术的概述与选择 1.3烟气脱硫的前景 1.4烟气脱硫的发展状况 2系统分析 2.1工作原理 2.1.1工艺流程 2.2系统方案的比较 2.3系统组成 2.3.1湿式烟气脱硫主要系统功能及设备 2.4可编程序逻辑控制器（PLC）介绍 2.5集散控制系统（DCS）简述 2.6本设计主要任务 3系统控制设计 3.1控制原理 3.1.1控制原理概述 3.1.2控制原理的分析与选择 4系统硬件设计 4.1集散系统设计 4.1.1系统功能总设计 4.2集散控制系统构成 4.3 PLC设备的选型 4.3.1 PLC机的选择 4.3.2 PLC机的设置 4.4 ph变送器、流量变送器的选择 5软件设计 5.1软件设计 5.1.1软件总体功能 5.1.2控制功能的完成 5.2软件的采集控制部分 5.2.1 PLC的PID算法 5.3 PLC程序输入输出表 5.4 MCGS系统组态软件 5.4.1 MCGS简介 5.4.2 工程建立 5.4.3 MCGS与PLC的通信 6结论 6.1本文的结论 6.2本文的说明 6.3本课题的展望 参考文献 附录 谢辞 1 绪论 1.1烟气脱硫控制的意义 硫污染问题最早是发达国家面临的突出问题。工业革命以后，以煤炭火力发电厂为主，给空气环境带来严重的污染。如上世纪50年代英国的伦敦烟雾事件，北欧和美国酸雨对于森林和湖泊的破坏，纷纷引起了发达国家对于能源结构的改进的环境污染的治理[1]。我国能源消费结构以煤为主，是世界第一大煤炭生产和消费国。2005年，我国煤炭消费量为21.4亿吨，占一次能源消费总量的68.7%，大量燃烧煤炭造成了严重的环境问题。据统计，全国二氧化硫排放总量的90%是由燃煤造成的，二氧化硫污染已成为主要的大气污染源，有三分之一的国土面积受到酸雨污染，生态环境、大气质量问题突出，已严重影响我国经济社会发展和人民生命健康[1]。 工艺 碱原料 副产品 脱硫率 湿式 石灰--石膏法 CaCO3 石膏 85~95% 石膏法 CaO 石膏 85~95% 干式 亚硫酸回收法 NaOH Na2SO4 90~95% 半湿法 石灰炉内脱硫+水喷射法 CaCO3 水泥原料等 70~85% 湿法脱硫是国际脱硫领域的主流，占全世界现有烟气脱硫装置总量的85% 左右，在电厂、冶金、化工行业一直占据中国大约80%的江山。当前已开发的湿法烟气脱硫技术主要有石灰石/石灰法、钠碱法、氨吸收法、氧化镁法等,其中石灰石/石灰法，占整个湿法烟气脱硫技术的36.7%[3]。 干法烟气脱硫工艺均在干态下完成，无污水排放，烟气无明显温降，设备腐蚀较轻，但存在脱硫效率低，反应速度慢，石灰石利用率较低等问题[4]。 而湿式石灰石-石膏脱硫方法是三种脱硫方法（湿法、干法、半干法）中技术最成熟、实际应用最多、运行状况最稳定的脱硫工艺，也是现今发展较完善、用户较广泛的脱硫技术[5]。湿式石灰石-石膏法烟气脱硫技术最早是由英国皇家化学工业公司提出的，经过近三十年的发展，目前它已成为世界上技术最成熟，实用业绩最多，运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫率在90%以上。该方法脱硫的基本原理是用石灰石浆液吸收烟气中的SO2，先生成亚硫酸钙，然后亚硫酸钙被氧化为硫酸钙，因而分为吸收和氧化两个过程，副产品石膏可回收利用，亦可抛弃处置。 采用石灰石石膏湿法脱硫技术成熟可靠脱硫效率高达95%以上，有利于地区和电厂实行总量控制；单塔处理烟气量大，SO脱除量大；适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫；物质传递能力增强，降低了系统的成本，标准设计烟气流速达到4.0m/s对锅炉负荷变化的适应性强（30%~100%BMCR）；设备布置紧凑减少了场地需求；处理后的烟气含尘量大大减少；吸收剂(石灰石)资源丰富，价廉易得；脱硫副产物（石膏）便于综合利用，经济效益显著。[4]。 中国有50多家脱硫公司先后引进了德国、美国、日本等国的