烟气脱硫工程中脱硫率、烟气温度稳定性控制的分析及解决方法

      2. 1. 3　运行效果

      通过上面精确计算出在保证脱硫率、钙硫比指标下,一定烟气量的SO2 所需要的硝石灰量,通过P ID调节器中合适的比例、积分、微分参数设置,不仅保证了调节系统要求的脱硫率的稳定性,而且提高了调节速度.

      2. 2　吸收塔温度控制不稳定

      原控制系统采用吸收塔顶部的烟气温度直接作为被调量,手动设定值作为给定值,调节回水调节阀来调节回流水压,控制进入回流式调节喷嘴的喷水量. 控制原理如图3所示.

      2. 2. 1　存在问题

      调节过程振荡幅度大,上下偏差与设定值相差 ±15℃,脱硫率跟随波动.

      2. 2. 2　原因分析

      由于用塔顶温度作为被调量,喷入吸收塔内的雾化水将一定流量的高温烟气进行降温有一个过程;温度的变化反映到测温元件有个滞后时间,直接调节肯定造成调节对象跟踪不及时,调节振荡且调节偏差大. 未考虑入口烟气流量,塔入口、出口温度,喷水温度变化的影响,这些因素都是影响吸收塔烟气温度的直接因素.

      2. 2. 3　解决方法

      通过反复计算、试验,结合现场设备情况,采用以下控制方式.

      控制喷入吸收反应塔内水量是通过2个P ID来进行的. 首先通过测量烟气入口的压力P1、湿度Cw ,然后按照经验公式来计算出烟气的露点温度Tdcw ,再通过比较露点温度(或屏幕设置温度Tscre )与吸收反应塔顶部温度( T2 ) ,来进行水量ΔQ 的微量控制(ΔQ 值可正可负). 通过上面介绍可知,在喷水雾化系统中,有2 个P ID控制回路, 1个是用来控制喷水系统中水的微量调节( △Q) ,另1个是用来调节回水管路中水调节阀门开度来控制进入吸收反应塔中的主要喷水量Q1.

      通过实际测量和计算可知,计算得出的露点温度为40 ℃左右,用来控制塔内温度太低. 为此,在编制控制图中,把计算露点温度加上30 ℃作为Tdew ,并且与屏幕输入控制反应塔温度相结合,取最大值作为最终的露点温度进行控制喷入水量.

      其计算烟气露点的经验公式为

      其中, Cw 为烟气入口湿度(% ) , P1 为烟气入口的绝对压力(百帕).

      在进行控制喷入吸收塔内主要喷水量Q1 中,首先根据实测入口烟气的烟气流量(Qgas ) 、入口烟气温度 ( T1 ) 、水箱中水的温度( Twater )以及上面计算的烟气露点温度( Tdcw ) ,通过下面的公式来计算喷入吸收塔内的主要喷水量Q1.

      其中,ρgas和Cp. gas (ρgas = 11312 ( kg/m3 ) , Cp. gas = 11009 (J /kg3 ) ,分别为烟气的密度和比热, Cp. H2O和J (Cp. H2O = 41187 ( J /kg) , J = 2256127 ( J /kg) )分别为水的比热和气化潜热.

      根据上面的计算量,可以得出喷入吸收塔内的水量理论为

      Qwater. col = Q1 + △Q

      通过上面喷入吸收塔内的水量计算值与水量实测值的比较,再通过另一个P ID来控制回水路的水量调节阀的开度大小来最终控制进入吸收塔水量的大小, 从而控制吸收塔内的反应温度. 吸收塔温度P ID控制原理如图4所示.

      2. 2. 4　运行效果

      经过上面吸收塔烟气温度降至给定值需要喷水量的计算,精确地控制了回水调节阀的开度,而且消除了调节过程中滞后与调节偏差大等问题. 经过调节P ID 参数,现在实际运行过程中,能控制吸收塔顶部温度与设定值偏差不超过±3℃,对于脱硫率的提高与电除尘的除尘效果起到了决定性的作用. 通过上面2种控制方式的改进,脱硫率达到85%以上, 出口尘含量为 150 mg/Nm3以下,满足了环保指标要求.

      3　结束语

      随着环保的要求,烟气脱硫工程近几年纷纷上马, 烟气温度、脱硫塔差压、脱硫率的控制这三大控制系统是整个脱硫系统的关键,控制的好坏直接关键到系统的稳定和环保指标的保证.