宣鋼150T轉爐脫硫除塵自動化技術應用

文/楊靜

1 脫硫控制系統介紹

脫硫除塵裝置在實際應用中一般設置一套分散控制（NHDD-DCS）系統。操作人員可根據實際需求分別于脫硫就地集中控制室、除塵電氣控制室以及單元機組集中控制室通過鍵盤和鼠標的動作對該系統進行全過程監視和控制操作。一般來說機組正常運行過程中脫硫操作室無人值守，脫硫系統的監控通常在單元機組集中控制室或除塵電氣控制室內的由操作員完成。具體操作包括：脫硫系統吸收劑的輸送、計量、風機、水泵、灰循環系統等部位的啟停操作控制，監控現場運行狀況的同時，完成對運行參數的監視、記錄、打印及事故處理等任務，完成對運行參數的調節。 控制對象包括：吸收劑的加料及稱量系統、反應器、流化風系統、消化水、增濕水系統、系統出灰和煙氣監測系統等，并有20余處滿、斷、堵等聯鎖保護裝置。控制系統通過調節加入水量來保證反應器中的反應溫度確保恒定的煙氣出口溫度，同時通過對進出口煙氣量的連續監測，煙氣進口濃度、煙氣出口濃度、二氧化硫的濃度及煙氣流量決定了系統吸收劑加入的量，自動控制系統通過調節變頻循環給料機的運行速度來控制循環灰流量。從而實現循環脫硫灰在除塵器的灰斗中完成收集，當除塵灰高于灰斗最大的料面時，系統將通過溢流方式進行排出。由于排出的改性灰含水率很低，一般只有百分之二左右，且流動性很好，適宜采用氣力輸送裝置外送，也可用水力沖灰或汽車運輸等方式運送，從而實現對環境對保護，對廢氣對收集。

2 脫硫控制系統性能參數

脫硫自控控制系統主要采用了管理級、控制級和過程共三層網絡級控制結構，其系統主要包括數據的采集和處理、模擬量的控制、順序控制及連鎖保護、自動報警等功能。該系統的過程控制主要采用PLC和執行機構（電動調節閥、比例閥、變頻器）控制整個生產過程，另外還需選用智能儀表進行現場壓力采集、溫度采集、流量采集等各項數據的采集。該系統正常運行中，一般采用閉環控制，根據實際需求選取合適的設定值和實測值的差值實現系統自動控制功能，使被控量經過系統調節自動穩定于設定值；如遇自動控制系統發生異常，可通過現場操作人員直接對調節閥、變頻器等執行機構進行操作，進行手動控制即可確保整個系統的安全、穩定、有效運行。監控運行過程可實現實時數據采集和控制軟件完成煙氣脫硫系統監控與管理。監控范圍主要包括：現場控制設備的啟停動作按鈕及運行狀態；脫硫控制系統的動態參數；脫硫除塵后煙氣中煙塵情況、SO2最終排放濃度。該系統功能范圍內的報警項目均可在顯示器上顯示并可根據需要進行打印。

3 自動脫硫控制技術在轉爐的應用

由于脫硫劑使用助吹氣源輸送物料，因此料倉必須設置泄壓管路，如圖所示脫硫劑通過氣源助吹將物料輸送至頂部的料倉中，大部分物料進入料倉后會落至料倉內，少部分物料隨著氣源通過除塵器排出，除塵器又過濾掉大部分物料，所剩氣源通過除塵管路排走。經過使用發現原設計存在問題，除塵器的反吹脈沖閥氣源量小，DN25小管徑氣源脈沖反吹效果基本沒有，除塵器布袋經常堵塞；除塵器布袋堵塞使得上料困難，上料時部分氣源帶著脫硫劑會從除塵器下方排料管進入稱量斗及稱量斗下方加料管，部分物料外泄造成環境污染；由于除塵器堵塞造成上料氣源進入料倉無處泄壓，料倉壓力不斷升高，由于料倉不是承壓容器，壓力過高時會發生爆炸事故。

布袋除塵器要想達到使用效果避免堵塞就必須設置反吹裝置，原設計的反吹裝置為脈沖閥，由于反吹氣源管路小，脈沖閥數量少，導致反吹效果很差。該自動控制主要是利用反吹清灰總控來控制反吹清灰裝置的開始與停止。該控制清灰分為自動和手動控制兩方式。當使用手動方式進行控制時,反吹風電機和脈動閥可以直接啟動,清灰工作執行手動控制。當使用自動控制方式進行時,繼電器閉合，利用反吹清灰總控執行啟動脈動閥和電機當操作。接到啟動命令反吹風電機延遲十秒后開始啟動,清灰工作開始進行。當系統吸力大于設定值時,定壓控制儀輸出接點會執行斷開操作,兩電機停止相應工作,清灰工作也隨之停止。當系統吸力下降到值低于設定值時,兩電機會執行重新啟動的操作,清灰工作再次隨之進行啟動動作。脫硫劑上料的工藝特點是不是連續的上料，脫硫劑運輸罐車白天每4小時送料一次，每車料上料時間約為20-30分鐘，因此上料時間短，不上料的時間充裕，且脈沖閥備件價格很高，完全可以利用不上料的時間對除塵布袋進行反吹，將脈沖閥更換為普通氣動切斷閥，將切斷閥的控制點與操作室點PLC連接起來，并引入程序，達到在操作室內操作該閥的自動控制效果。每次上料完畢后，打開反吹切斷閥進行5分鐘反吹即可達到清除布袋積灰效果。將脈沖閥更換為切斷閥后，反吹操作同樣會使料倉內壓力升高，因此必須設置一處泄壓管路。反吹氣通過泄壓管路排走，基本不會帶走物料，上料時閥A、閥B為打開狀態，閥C、閥D為關閉狀態，氣源將物料送入料倉，剩余氣源通過閥A進入除塵器，通過閥B后進入除塵管路；反吹時閥B關閉，閥A、閥C、閥D打開，反吹氣源通過閥C進入除塵器，通過閥A返回至料倉，通過泄壓管路、閥D后進入除塵管路。

4 結束語

改變反吹形式，節約反吹氣源用量，使除塵器達到使用效果，徹底解決除塵布袋經常堵塞的問題。經過一段時間的使用脫硫除塵效果良好，管路通暢，除塵器布袋使用壽命延長。料倉沒有因壓力過大發生變形等一些列問題，徹底避免了氣源泄漏造成的物料噴灑等情況，現場環境得到了改善。