淺析電氣自動化系統在煙氣脫硫工程中的應用

楊杰

摘 要：電氣自動化是電氣技術與自動控制技術的結合，已經被廣泛的應用于各個領域，小到生活家電，大到工廠機械設備等。隨著技術的不斷更新和發展，電氣自動化技術已經是現代工業發展的方向，這不僅能大力提高生產的效率，還能為我國在很大程度上提高經濟效益。

引言

在科技發展進步的今天，各項技術日新月異，在飛速發展的同時，對環境的保護越來越重視。如今鋼鐵行業、發電行業是國家經濟發展的支柱產業，但其排放的S02對大氣的污染卻不可忽視。為響應國家節能減排號召，電氣自動化的應用，在各個行業中扮演者重要的角色。文中對電氣自動化在煙氣脫硫系統中的應用進行了研究。在自動控制領域，PLC技術是當今電氣程序控制的最先進的技術，通過這幾十年的發展，功能越來越強大，安全性與穩定性都有著顯著的提高。隨著集散系統DCS的問世，工業控制如虎添翼，操作方便，維護簡單，集散功能強等，被許多大型系統應用。PLC體積小、功能強，并可與其他系統進行通訊，仍被應用于諸多小型系統。本文講述西門子PLC300在煙氣脫硫系統中的應用。

1 PLC300遠程通訊技術的應用現在比較通用的以太網通信協議是TCP/IP協議，TCP/IP協議與開放互聯模型ISO相比，采用了更加開放的方式，它已經被美國國防部認可，并被廣泛應用于實際工程。隨著智能化網絡化的發展，以太網通訊越來越被廣泛采用。PLC300搭配CP343-1通訊模塊可與上位機進行通訊，實現遠程操作。或與其他系統組網進行通訊[1]，可以將多個系統通過交換機進行連接，再通過網線連接電腦，可實現一臺電腦監視控制多個系統。如傳輸距離較遠，還可采用光電轉換器連接光纖的方式進行超遠距離傳輸。遠程通訊技術的應用，可以實現現場無人值守，遠程操作等，極大地優化了人員結構，提高了工作效率等。

2自動控制在制漿系統中的應用

在煙氣脫硫系統中，世界上普遍使用的商業化技術是鈣法，所占比例在90%以上。鈣法脫硫漿液制備系統一般由粉倉、計量系統、制漿罐、儲罐、輸送系統等組成，見圖l。

在自動控制過程中，當脫硫塔S02排放值高于設定值或脫硫塔PH值高于設定值時，開啟漿液輸送系統，由漿液儲罐向脫硫塔補漿直到排放值合格。當漿液儲罐液位下降到低液位時，由制漿罐向漿液儲罐補充漿液，當達到高液位時自動停止。當制漿罐液位低于低液位時開啟制漿系統，按照一定比例補充工藝水和Ca0，通過攪拌調制合格以備下次使用。在這個過程中，對工藝水罐、制漿罐、漿液儲罐均需加裝超聲波液位計，為實時監測粉倉料位需安裝雷達料位計，這些傳感器均以4～20 mA信號進入PLC模擬量模塊進行數據運算。為了使漿液達到預設值，在粉倉下方安裝螺旋稱重輸送機，并將實時流量以及累計重量傳輸至PLC控制系統，通過編寫PLC自動控制程序和邏輯聯鎖程序，可以讓漿液達到自動制備效果，并且能夠實現漿液系統的自動存儲、自動輸送、自動啟動、自動停止等，進一步提高系統運行效率。在實際運行中，仍然有許多需要注意的問題，比如，管道沖洗問題。當停止供漿后管道會殘留一部分漿液，如若不進行沖洗極易產生堵塞。這時考慮進行自動化沖洗，就需要增加大量的電動閥門，這無疑增加了大量的成本。節約成本及優化自動化結構也是將來應該考慮的方向[2]。

3 PID調節在脫硫系統中的應用

PID是工業生產中最常用的一種控制方式，控制規律為比例、積分、微分控制。在PLC300應用中，采用其PID控制功能塊FB41實現閉環控制，見圖2。當脫硫塔內PH值低于設定值時，啟動漿液輸送泵，增大調節閥開度，減小回流閥開度，按照偏差值自動調節開度大小直至PH值達到設定值。當PH值高于設定值時，減小調節閥開度，增大回流閥開度，始終讓PH值維持在設定值左右。通過PID的自動調節，有效地維持PH值在一個恒定的范圍內，保證了系統的穩定性。這時可以看到漿液輸送泵一直處于運行狀態，我們只需要調節閥門即可控制漿液的流量。可以通過程序設置回流閥與調節閥形成互補關系，調節閥開多少回流閥的開度就為100減去調節閥的開度，不會對漿液輸送泵造成憋泵情況。對于PH值的設定也是非常重要的，在鈣法脫硫中最為嚴重的問題就是腐蝕問題，PH值設定高了影響到Ca0的用量，PH值設定低了對脫硫塔及管道的腐蝕造成影響并且影響到S02的排放。所以對系統的運行需要逐步掌握規律，比如需要知道鍋爐的負荷，煙氣的流量，燃燒煤的含硫量等，根據不同的情況來設定不同的PH值。在未來的研究中，將各種數據導入理論模型，由控制系統自動實時生成理論PH值，以達到系統最優化的運行方案。

4結束語

經實踐證明，電氣自動化在煙氣脫硫系統中取得了良好的應用，不僅可以對各種參數實時監控，而且提高了脫硫系統的運行效率，并達到了S02的排放標準。電氣自動化為優化人員結構、提高生產效率、保證系統安全起著不可磨滅的作用。隨著科學技術的發展，電氣自動化的應用范圍越來越廣，在未來電氣自動化還將應用于互聯網的發展，人工智能的發展、現代信息技術的發展、隨著社會的進步，電氣自動化必將迎來一個嶄新的春天，但國內的電氣自動化技術仍與發達國家存在著一定差距，在未來前進的道路上，仍然需要不斷的開拓創新、砥礪前進。

參考文獻

[1]吳震宇.總線技術在煙氣脫硫電氣控制系統中的應用[D].華東理工大學，2013：1-62.

[2]李宏遠，陳志強.電氣自動化系統在煙氣脫硫工程中的應用[J].電力環境保護，2007，23（5）：30-32.doi：10.3969/j.issn.1674-8069.2007.05.009.

[3]白克強，劉知貴，陳思海，等.分散控制系統在煙氣脫硫自動化工程中的應用[J].西昌學院學報（自然科學版），2008，22（4）：37-40.doi：10.3969/j.issn.1673-1891.2008.04.013.