脫硫裝置及其控制技術

黃有國

（山西省電力建設四公司，山西 太原 030012）

目前，控制燃煤污染技術有燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后煙氣脫硫3種。而在這3種不同階段的脫硫中，燃燒后煙氣脫硫是唯一大規模商業化運作的脫硫技術。按脫硫過程是否加水和脫硫產物的干濕形態，煙氣脫硫可分為干法、半干法和濕法3種。本文主要介紹的是濕法脫硫工藝。

1 濕法脫硫工藝及控制

1.1 濕法脫硫工藝介紹

典型的石灰石濕法煙氣脫硫裝置主要由下列系統構成：由石灰石粉料倉、石灰石研磨及測量站構成的石灰石漿液制備系統；由增壓風機、回轉式煙氣——煙氣換熱器和煙氣擋板門等構成的煙氣系統；由吸收塔、除霧器、循環漿液泵和氧化風機等設備構成的吸收系統；由水力旋流分離器、真空過濾皮帶機和廢水旋流站等組成的石膏脫水系統；由工藝水、事故排放和壓縮空氣系統構成的公用系統；控制系統；電氣系統。

1.1.1 石灰石漿液制備系統

石灰石漿液制備系統的任務是為脫硫系統提供足夠數量和符合質量要求的石灰石漿液，包括石灰石卸料、儲存，石灰石漿液磨制，以及石灰石漿液輸送和石灰石漿液供應等。

1.1.2 煙氣系統

煙氣系統是按一套機組配備一套脫硫裝置設計，由煙風道、脫硫增壓風機、擋板門及其輔助設備組成。通過切換旁路擋板和脫硫裝置進出口擋板的開關，從而實現“脫硫裝置的運行”和“脫硫裝置的旁路運行”，以保證在任何情況下不影響發電機組的安全運行。

1.1.3 吸收系統

吸收系統主要由5大部分組成：吸收區域、漿液循環泵、持液槽、除霧器和氧化系統。

1.1.4 石膏脫水系統

石膏脫水系統包括吸收塔排出泵系統、石膏旋流器、真空皮帶脫水機和廢水旋流站。

1.1.5 FGD公用系統

FGD公用系統主要由工藝水和壓縮空氣系統構成。

1.1.6 廢水處理系統

脫硫廢水處理系統采用石灰乳中和，PAC和PAM凝聚，水平沉淀池沉淀，疊片式過濾器過濾的處理工藝。

1.2 脫硫閉環控制回路

（1）增壓風機導葉自動控制。

（2）吸收塔石灰石漿液流量控制。

（3）吸收塔石膏漿液排放控制。

（4）吸收塔液位控制。

（5）濾液水箱液位控制。

（6）工藝水箱液位控制。

（7）廢水流量控制。

（8）石膏餅厚度控制。

（9）濕式球磨機控制。

（10）石灰石漿液濃度控制。

2 石灰石濕法煙氣脫硫常用控制裝置儀表的測量原理

2.1 壓力測量

濕法煙氣脫硫裝置需要測量煙氣、氧化空氣、漿液泵的密封水、漿液管道及工藝水的壓力，應根據不同的應用場合選擇適宜的壓力測量裝置。

2.1.1 壓力變送器的工作原理

電容式壓力變送器是先將壓力的變化轉換為電容量的變化，然后進行測量。當工作時，高低壓側的隔離膜片和灌充液將過程壓力傳遞給灌充液，灌充液將壓力傳遞到傳感器中心的傳感膜片上。傳感膜片是一個張緊的彈性元件，其位移隨所受壓力的變化而變化，兩側的電容極板檢測傳感膜片的位置。傳感膜片和電容極板之間電容的差值被轉換為相應的電流、電壓或數字HART輸出信號。

2.1.2 壓力儀表的選型

壓力計的選用應根據脫硫工藝生產過程對壓力測量的要求，再結合其他各方面的情況，來加以全面地分析。

壓力測量儀表一般分為兩種：就地壓力表和遠傳壓力變送器。就地壓力表選型原則：測量工藝水、漿液泵的密封水、氧化空氣壓力選用彈簧管壓力表；測力煙道煙氣壓力選用膜盒式壓力表；測量漿液管道壓力選用隔膜壓力表。所有泵出口的壓力表都選用耐震型的。

2.2 流量測量

隨著工業的飛速發展，流量測量的任務越來越重，要求也越來越高，環境污染也越來越嚴重，為了減少污染，必須對排放的廢氣污水進行計量和控制。

2.2.1 差壓式流量計

測量原理：差壓式流量計由一次檢測原件和二次裝置組成。一次檢測原件包括標準節流裝置和非標準節流裝置。標準節流裝置包括標準孔板、標準噴嘴以及文丘里噴嘴；非標準節流裝置包括1/4圓噴嘴、雙重孔版、圓孔噴版。不同的節流裝置有不同的界限雷諾系數。

2.3 液位測量

FGD系統中需要測量的物位有石灰石倉料位、吸收塔液位、石灰石漿及石膏漿箱池液位、工藝水及濾液水箱池液位等物位，應根據不同的應用場合選擇適宜的物位測量裝置。

2.3.1 差壓式液位計

測量原理：根據流體靜力學，可以用壓力來表示液柱高度。因此，表征液柱高度的液位可直接通過測量相應的壓力值來測定。

2.3.2 物位測量傳感器

物位測量傳感器可分為兩大類：一類是測量物位連續變化的傳感器；另一類是測量以狀態為目標的開關式傳感器。連續式測量傳感器主要用于連續控制的料倉、漿液液位等方面；開關式物位測量傳感器主要用于順序控制的限位、報警等。

2.4 pH計

2.4.1 pH計的檢測原理

pH計的測量儀器是電子電位差計，其基本原理是在被測溶液中插入兩個不同的電極，其中一個電極的電位隨溶液氫離子濃度的改變而變化，稱為工作電極；另一個電極具有固定的電位，稱為參比電極。這兩個電極組成了一個原電池，通過測定兩電極間的電勢就可知道被測溶液的pH值。