淺談循環流化床脫硫系統電氣設備設計理念

郎 明

（新鑫礦業股份公司阜康冶煉廠 阜康 831500）

1 引言

隨著經濟的發展，現代化工業生產對能源的需求量不斷增長，由此導致對環境的污染也日益嚴重。環境污染不僅破壞生態環境，也對人體健康產生極大危害。為了減少燃煤設備排出的污染煙氣，新一代的潔凈燃煤技術——具有高效低污染，煤種適應性好的循環流化床技術應運而生。采用該技術的循環流化床鍋爐，低溫分段燃燒可以有效降低CO與NOX的生成量。加入脫硫劑后，排出煙氣中的SO2含量也大大降低，所以循環流化床鍋爐在阜康冶煉廠得到應用。

循環流化床鍋爐的脫硫工藝，是一種爐內燃燒脫硫工藝。以石灰石做為脫硫吸收劑，投入爐內的石灰石在高溫條件下煅燒發生分解反應，生成氧化鈣、SO2和氧氣，經過化學反應生成硫酸鈣，最后隨著低渣排出爐外，達到脫硫目的。

2 運行中出現的問題

阜康冶煉廠動力車間有兩臺循環流化床鍋爐，一臺45T（3#爐）一臺75T（4#爐）。共用一套脫硫設備，提供鍋爐石灰石的脫硫工藝。前期脫硫設備只設計一個石灰石倉、一個給料機、供風系統全車間共用，在運行中給動力車間造成很多不利因素。現分析如下：

（1）一個石灰石倉：在運行中不知道何時石灰石消耗用完，有時脫硫劑還有一些時，運送脫硫劑的供給車來卸料，一車料卸不完，他們無法處理剩余的石灰石。有時石灰石消耗完，而運送石灰石原料的供給車卻不能夠保障隨時能運到。隨著國家環保排放標準的提高，不能很好的控制排放量，會造成對大氣的污染。

（2）一個給料機：原給料機控制系統是滑差調速電機控制、調節電機轉速給料。而控制器安裝在石灰石倉庫現場，遠離中控室。司爐運行人員啟動給料機，調整給料量后，就很少再去關注了，調大調小就這樣使用。運行人員一個班，跑上跑下很累，就不愿意調速了。勢必造成石灰石的大量浪費，給運行人員的調控也帶來很大的不便。

（3）供風系統共用：石灰石輸送是由車間共用的螺桿壓縮機供風，氣體輸送。壓縮空氣是輸送系統的動力，如果其壓力、流量不足，會降低輸送系統石灰石流動速度，嚴重時會引起堵管現象。

（4）煙氣在線要求的排放指標：煙氣在線設備安裝在電除塵室內，運行人員每隔一定時間，要去查看煙汽在線的指標量來調整脫硫劑的給料量。操作距離遠、調節不方便，給運行人員造成很大的不便。

3 電氣控制設計理念

阜康冶煉廠的兩臺鍋爐在運行中是一開一備。其3#鍋爐與4#鍋爐的中控室相距30多米，在7米平臺上，而脫硫設備在200米以外的零米平面，煙汽在線設備在300米外的上煤操作間。近年來不斷地減員增效，運行人員也在減少，頻繁的多地操作已不能很好地滿足鍋爐生產的需要。提高自動化程度的理念，降低人員勞動量的思路，在阜康冶煉廠得到大力提倡。為了解決以上脫硫工藝存在的問題，實現遠程控制勢在必行。現就對脫硫工藝設備，提出電氣控制設計理念做些詳細說明。

（1）煙氣在線的排放指標量：與煙氣在線第三方托管單位溝通，了解其排放量的數據來源點。從上煤操作間內順電纜橋架，拉電纜至3#爐、4#爐中控室。在煙氣在線數據柜內信號采樣，取數據信號至安裝在中控室的二次儀表，直接顯示煙氣排放指標量。供運行人員隨時觀察，隨時調節給料量，達到環保要求。

（2）給料機的控制：前期的滑差調速電機，設計更新為變頻電機，由變頻器控制。在中控室安裝控制箱，設置增、減頻調速，正、反轉啟動。當給料機不下料時，將變頻器控制轉換為反轉，處理完后、再轉換為正轉運行。變頻器提供頻率表顯示電動機的運行頻率（轉速），在中控室控制箱上安裝頻率表，以便運行人員觀察給料電機運行情況，操作增減頻按鈕，實現遠程控制調節給料量。

（3）供風系統：前期由車間共用的螺桿壓縮機供風，設計為兩臺羅茨風機供風，氣體輸送脫硫劑。重新設計電氣原理圖，重新布線現場安裝控制箱。為一開一備狀態，消除供風不足的問題，減少堵塞管道現象。

（4）壓力變送器：在輸送管道中設計安裝壓力變送器，其二次表安裝在中控室，顯示管道中風壓的實際值。當管道中壓力升到高限定值時，其二次儀表的繼電器輸出開關量信號，及時停止羅茨風機和給料機。這說明管道中脫硫劑有堵塞現象，盡早停止供風、給料，防止造成更嚴重的管道堵塞。

（5）3#爐、4#爐共用一套脫硫設備：設計把兩套控制箱分別安裝在兩臺鍋爐的中控室，方便在3#鍋爐或者4#鍋爐操作時，都能順利操作、控制、調節給料量。其控制箱的電源設計為雙電源雙回路控制，如果不管哪路電源出現故障時，兩臺鍋爐的控制箱始終都有電源，確保設備的遠程操作。

（6）一個石灰倉：為杜絕斷料的問題，現又安裝一個石灰倉。這樣就不再擔心由于供料車送料不及時，脫硫工藝發生斷料的現象。新建2#石灰倉，就有了2#給料機。為了節約新增設備材料成本，利用原有變頻器控制系統，設計變頻器一托二的控制原理，由一個變頻器、一個控制臺，控制兩臺給料機。當1#石灰倉料脫硫劑用完時，就可以及時切換啟動2#石灰倉2#給料機供料。大大方便運行人員的操控能力，而1#石灰倉可以有時間得到補充。從而不間斷供料，實現鍋爐煙氣環保排放指標。

（7）遠程監控：司爐運行人員在鍋爐中控室，監視煙氣在線遠程傳輸的二次儀表，顯示鍋爐燃燒煙氣排放量的指標。控制箱上的壓力變送器二次儀表，顯示當前輸送管道的風壓數據。頻率表顯示當前變頻器運行的頻率，相對于電動機的運轉速度，也就是石灰石的給料量。控制箱上的轉換按鈕，是啟動給料機的正轉和反轉控制。增減頻按鈕，是司爐運行人員根據鍋爐燃燒情況，煙氣排放量數值，調節給料量的大小。控制鍋爐對大氣污染物的排放，達到環境治理，環保指標的要求。

4 結束語

阜康冶煉動力車間循環硫化床鍋爐脫硫工藝電氣部分的設計改造，提高了自動化程度，減少了人員勞動量。在減員增效的前提下，解決人員少的問題。實現遠程監控、遠程操作，大大方便運行人員的操作，降低管道維修量和人工成本。在設計變頻器一托二控制、中控室兩地控制方面，很大程度節約了材料成本。控制箱雙電源雙回路供電，降低了設備故障率。煙氣在線數據，直觀地提供脫硫劑的使用量，降低了材料消耗成本。精準的數值、合理的調節，降低了大氣污染。此設計理念達到了環保排放要求，實現脫硫工藝的各項指標。