S7-300 PLC在电除尘器烟气调质系统中的应用

彭宇泉

（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

S7-300 PLC在电除尘器烟气调质系统中的应用

彭宇泉

（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

介绍了SO3烟气调质系统的工艺，以及利用S7-300 PLC编程实现SO3烟气调质系统的控制流程及要求。

SO3烟气调质；温度控制调节；电除尘器配套设备

随着国家对排放标准的逐步提高，许多电除尘器都无法适应当今的排放要求，受场地限制，要想提高电除尘器的除尘效率，同时又满足现场改造条件的约束，一种新型技术—SO3烟气调质技术就在各电厂除尘系统中得到了逐步的应用。

1 SO3烟气调质系统概述

SO3烟气调质系统是通过调整烟气或烟气粉尘的组分及一些物理特性，从而降低粉尘比电阻值或改变粉尘的物理化学特性，提高电除尘效率的装置。烟气调质技术的应用，彻底改变了传统电除尘设备被动适应粉尘、工况参数的除尘技术模式，是电除尘技术的革命性革新。

SO3烟气调质整套系统由三部分组成（如图1）：

（1）储硫罐区。该区的主要作用是将固态硫磺熔化为液态硫磺，并由变频器控制硫磺泵输送液态硫磺。

（2）生成器区。该区主要由变频器控制离心风机输送干净空气，再由空气加热器加热到一定温度，液态硫磺遇到高温空气燃烧产生SO2，再通过转化塔（内含催化剂五氧化二钒）转化成SO3。

（3）注入器区。该区的主要作用是将生成器区产生的SO3注入除尘器入口的烟道，与烟气中的粉尘相结合。

图1 SO3烟气调质系统图

2 控制部分

整套系统采用MPI总线进行通信，其网络结构如图2：硫罐区采用一台S7-300 CPU314控制，MPI地址为2；生成器区采用一台S7-300 CPU314控制，MPI地址为3；操作员站使用Wincc组态软件，采用西门子CP5611通信卡与PLC之间进行通信，MPI地址为4；生成器区配有就地施耐德XBTGT6330触摸屏，MPI地址为5。

2.1 PLC之间的通信

硫罐区PLC与生成器区PLC之间要进行数据交换，为了保证通信的及时性和可靠性，在硫罐区PLC调用Step7自带功能块SFC67 — X-PUT和SFC68 — X-GET，采用了单边编程方式实现两台CPU之间的MPI通信。同时采用心跳检测技术判断通信是否正常，即两台CPU中都有一个数据产生源，该数据产生源每秒变化一次，如果任何一台CPU在规定的时间内没有收到对方的数据变化，则可判断通信失败。

图2 FGC系统网络结构图

2.2 温度PID调节

温度控制是整套系统的一个重点，也是一个难点。要想使燃烧产生的SO2转化为SO3的转化率高，转化塔的入口温度就必须控制在410℃左右。硫磺的燃烧又是一个放热过程，因此转化塔入口温度就主要与加热器出口温度和进硫量有关，而温度控制又是一个滞后的过程，为了将转化塔入口温度稳定在410℃左右，以达到更高的转化率，在这里使用了串级PID调节，如图3。将转化塔入口温度作为主PID调节的反馈值，空气加热器出口温度作为副PID调节的反馈值，利用PLC模拟量输出控制THYRO-A可控硅调功器，由可控硅调功器控制加热器加热，以改变加热器出口温度，最终达到稳定转化塔入口温度的目的。通过反复测试以及现场应用，这种串级PID调节方式能保证转化塔入口温度稳定在410℃左右，SO2转化为SO3的转化率在95%以上。

图3 温度PID调节

2.3 进硫量-风量PID调节

设定需要注入的SO3浓度，本文引进了锅炉负荷信号，当锅炉负荷变化时，要处理的烟气量也会随之变化，要使烟气中SO3的浓度保持稳定，硫流量也会做出相应的变化，此时为了保证硫磺能获得足够的氧气充分燃烧，相应的风量也会变化，如图4。整个控制过程是根据锅炉负荷的变化作相应的调整，以达到既节能又稳定的效果。

图4 进硫量-风量PID调节

进硫量PID调节—在PLC程序OB35中调用PID控制块FB41，由PLC模拟量输出控制ABB-ACS350系列变频器，再由变频器控制硫磺泵，以达到设定的硫流量。

风量PID调节—在PLC程序OB35中调用PID控制块FB41，由PLC模拟量输出控制ABB-ACS510系列变频器，再由变频器控制离心风机，以达到设定的风量。

3 结语

作为电除尘器的配套设备，SO3烟气调质系统可以改变粉尘的性质，使电除尘器能够更多地获得比较容易收集的粉尘，从而提高电除尘器的除尘效率。

SO3烟气调质系统采用S7-300PLC控制，整套系统稳定、可靠、节能，操作简单，维护费用低，可根据锅炉变化自动进行调节，实现系统的全自动运行。

目前，首台国产化SO3烟气调质系统已经在华润电力登封有限公司2#炉成功投运，这标志着我国已全面掌握SO3烟气调质技术，为提高电除尘器除尘效率又增加一重要途径。通过用户实际运行表明，增加SO3烟气调质系统后，高压运行参数有了明显的提高，二次电压普遍比改造前增加10～20kV；从电气参数可以看出，注入SO3后，改变了烟气的性质，降低了粉尘的比电阻，增大了粉尘的导电性和荷电能力，使得电除尘器能更好地收集粉尘。经过测试，增加SO3烟气调质系统后，除尘效率提高到99.83%，深受用户好评。

[1]崔坚，李佳，杨光.西门子工业网络通信指南[M].北京：机械工业出版社，2005，12.

[2]原永涛，林国鑫，等.火力发电厂电除尘技术应用[M].北京：化学工业出版社，2004，10.

Application of S7-300 PLC in Flue Gas Conditioning System of Electrical Precipitator

PENG Yu-quan

X701

A

1006-5377（2016）01-0047-02