浅谈循环流化床脱硫系统电气设备设计理念

郎 明

（新鑫矿业股份公司阜康冶炼厂 阜康 831500）

1 引言

随着经济的发展，现代化工业生产对能源的需求量不断增长，由此导致对环境的污染也日益严重。环境污染不仅破坏生态环境，也对人体健康产生极大危害。为了减少燃煤设备排出的污染烟气，新一代的洁净燃煤技术——具有高效低污染，煤种适应性好的循环流化床技术应运而生。采用该技术的循环流化床锅炉，低温分段燃烧可以有效降低CO与NOX的生成量。加入脱硫剂后，排出烟气中的SO2含量也大大降低，所以循环流化床锅炉在阜康冶炼厂得到应用。

循环流化床锅炉的脱硫工艺，是一种炉内燃烧脱硫工艺。以石灰石做为脱硫吸收剂，投入炉内的石灰石在高温条件下煅烧发生分解反应，生成氧化钙、SO2和氧气，经过化学反应生成硫酸钙，最后随着低渣排出炉外，达到脱硫目的。

2 运行中出现的问题

阜康冶炼厂动力车间有两台循环流化床锅炉，一台45T（3#炉）一台75T（4#炉）。共用一套脱硫设备，提供锅炉石灰石的脱硫工艺。前期脱硫设备只设计一个石灰石仓、一个给料机、供风系统全车间共用，在运行中给动力车间造成很多不利因素。现分析如下：

（1）一个石灰石仓：在运行中不知道何时石灰石消耗用完，有时脱硫剂还有一些时，运送脱硫剂的供给车来卸料，一车料卸不完，他们无法处理剩余的石灰石。有时石灰石消耗完，而运送石灰石原料的供给车却不能够保障随时能运到。随着国家环保排放标准的提高，不能很好的控制排放量，会造成对大气的污染。

（2）一个给料机：原给料机控制系统是滑差调速电机控制、调节电机转速给料。而控制器安装在石灰石仓库现场，远离中控室。司炉运行人员启动给料机，调整给料量后，就很少再去关注了，调大调小就这样使用。运行人员一个班，跑上跑下很累，就不愿意调速了。势必造成石灰石的大量浪费，给运行人员的调控也带来很大的不便。

（3）供风系统共用：石灰石输送是由车间共用的螺杆压缩机供风，气体输送。压缩空气是输送系统的动力，如果其压力、流量不足，会降低输送系统石灰石流动速度，严重时会引起堵管现象。

（4）烟气在线要求的排放指标：烟气在线设备安装在电除尘室内，运行人员每隔一定时间，要去查看烟汽在线的指标量来调整脱硫剂的给料量。操作距离远、调节不方便，给运行人员造成很大的不便。

3 电气控制设计理念

阜康冶炼厂的两台锅炉在运行中是一开一备。其3#锅炉与4#锅炉的中控室相距30多米，在7米平台上，而脱硫设备在200米以外的零米平面，烟汽在线设备在300米外的上煤操作间。近年来不断地减员增效，运行人员也在减少，频繁的多地操作已不能很好地满足锅炉生产的需要。提高自动化程度的理念，降低人员劳动量的思路，在阜康冶炼厂得到大力提倡。为了解决以上脱硫工艺存在的问题，实现远程控制势在必行。现就对脱硫工艺设备，提出电气控制设计理念做些详细说明。

（1）烟气在线的排放指标量：与烟气在线第三方托管单位沟通，了解其排放量的数据来源点。从上煤操作间内顺电缆桥架，拉电缆至3#炉、4#炉中控室。在烟气在线数据柜内信号采样，取数据信号至安装在中控室的二次仪表，直接显示烟气排放指标量。供运行人员随时观察，随时调节给料量，达到环保要求。

（2）给料机的控制：前期的滑差调速电机，设计更新为变频电机，由变频器控制。在中控室安装控制箱，设置增、减频调速，正、反转启动。当给料机不下料时，将变频器控制转换为反转，处理完后、再转换为正转运行。变频器提供频率表显示电动机的运行频率（转速），在中控室控制箱上安装频率表，以便运行人员观察给料电机运行情况，操作增减频按钮，实现远程控制调节给料量。

（3）供风系统：前期由车间共用的螺杆压缩机供风，设计为两台罗茨风机供风，气体输送脱硫剂。重新设计电气原理图，重新布线现场安装控制箱。为一开一备状态，消除供风不足的问题，减少堵塞管道现象。

（4）压力变送器：在输送管道中设计安装压力变送器，其二次表安装在中控室，显示管道中风压的实际值。当管道中压力升到高限定值时，其二次仪表的继电器输出开关量信号，及时停止罗茨风机和给料机。这说明管道中脱硫剂有堵塞现象，尽早停止供风、给料，防止造成更严重的管道堵塞。

（5）3#炉、4#炉共用一套脱硫设备：设计把两套控制箱分别安装在两台锅炉的中控室，方便在3#锅炉或者4#锅炉操作时，都能顺利操作、控制、调节给料量。其控制箱的电源设计为双电源双回路控制，如果不管哪路电源出现故障时，两台锅炉的控制箱始终都有电源，确保设备的远程操作。

（6）一个石灰仓：为杜绝断料的问题，现又安装一个石灰仓。这样就不再担心由于供料车送料不及时，脱硫工艺发生断料的现象。新建2#石灰仓，就有了2#给料机。为了节约新增设备材料成本，利用原有变频器控制系统，设计变频器一托二的控制原理，由一个变频器、一个控制台，控制两台给料机。当1#石灰仓料脱硫剂用完时，就可以及时切换启动2#石灰仓2#给料机供料。大大方便运行人员的操控能力，而1#石灰仓可以有时间得到补充。从而不间断供料，实现锅炉烟气环保排放指标。

（7）远程监控：司炉运行人员在锅炉中控室，监视烟气在线远程传输的二次仪表，显示锅炉燃烧烟气排放量的指标。控制箱上的压力变送器二次仪表，显示当前输送管道的风压数据。频率表显示当前变频器运行的频率，相对于电动机的运转速度，也就是石灰石的给料量。控制箱上的转换按钮，是启动给料机的正转和反转控制。增减频按钮，是司炉运行人员根据锅炉燃烧情况，烟气排放量数值，调节给料量的大小。控制锅炉对大气污染物的排放，达到环境治理，环保指标的要求。

4 结束语

阜康冶炼动力车间循环硫化床锅炉脱硫工艺电气部分的设计改造，提高了自动化程度，减少了人员劳动量。在减员增效的前提下，解决人员少的问题。实现远程监控、远程操作，大大方便运行人员的操作，降低管道维修量和人工成本。在设计变频器一托二控制、中控室两地控制方面，很大程度节约了材料成本。控制箱双电源双回路供电，降低了设备故障率。烟气在线数据，直观地提供脱硫剂的使用量，降低了材料消耗成本。精准的数值、合理的调节，降低了大气污染。此设计理念达到了环保排放要求，实现脱硫工艺的各项指标。