自动控制技术在火电厂烟气湿法脱硫中的应用

张国梁

摘 要：基于我国火力发电厂的生产运行过程分析，使人们了解发电厂所排放大量烟气对大气造成的严重污染。本文先从湿法烟气脱硫技术的特点简述入手，接着提出烟气湿法脱硫对处理发电厂废气的重要作用，同时论述自动控制技术应用于发电厂烟气湿法脱硫中的效果。最后通过某发电厂实例应用，评价发电厂烟气湿法脱硫中自动控制技术的实际应用效果。

关键词：自动控制；火力发电厂；烟气湿法脱硫

在相当长的一段时间里，我国的能源将以消耗煤炭的火力发电为主。其装机容量和发电量均占全国的80%左右，是名副其实的煤炭消耗大户。因此，我国的二氧化硫主要是来自于煤炭的大量燃烧，而火力发电产生的二氧化硫是大气中二氧化硫的主要来源。能够对火力发电中二氧化硫进行合理的控制，就能有效地减少酸雨发生，利于环境保护。对于促进火力发电的长期持续健康地发展，实现经济效益和环境的全面协调发展具有十分重要的作用。

一、简述湿法烟气脱硫技术的特点

湿法烟气脱硫技术的工作原理主要是利用气液反应来处理烟气中伴生的二氧化硫，是通过具有吸附作用的液体来吸收工业排放出的二氧化硫并最终将其转变为液态的一种技术，湿法烟气脱硫技术特别适合一些能够产生大量二氧化硫并对空气造成严重污染的火力发电厂。该种技术使用面极为广泛，且在生产运作的过程中不仅反应迅速，脱硫的效率极高，而且安全性能也能够得到保障。

二、自动控制技术应用于发电厂烟气湿法脱硫的改进效果

虽然湿法脱硫对火力发电厂烟气处理起到了重要的作用，但传统的烟气湿法脱硫技术还存在许多的不足，例如运行成本高、液气大导致脱硫效果不佳、废水处理难、烟气腐蚀、系统运行稳定性差等，均属于较为严重的几类问题。基于这种现状，我国也一直在寻求科学、有效的改进技术，以期能进一步促进烟气湿法脱硫的效果。近几年，随着自动控制技术的成熟与发展，将其应用于烟气湿法脱硫中，起到了十分良好的作用。而自动控制技术在火力发电厂烟气湿法脱硫中具体的应用策略与效果如下：

2.1 系统基础要求

为促进自动控制技术的应用效果，首先要重视对烟气湿法脱硫系统的整体优化；（1）吸收塔。烟气中的有害气体可以吸收塔中发生化学反应被吸收，吸收塔的类型较多，基于喷淋塔的吸收效果佳，效率高，可以优先选择。（2）烟气系统。由于湿法脱硫时会对烟气进行降温，导致降温后的烟气无法顺利排出，因此需应用烟气系统，对脱硫后的烟气进行加温，以便能顺利排出。（3）石膏脱水系统。脱硫反应的生成物是石膏，可以将其作为附加产品出售，因此需采用石膏脱水系统，将石膏中水份分离出。（4）废水处理系统。在石膏分离出的同时也会排出废水，废水处理不当仍会到环境造成污染，因此需建立废水处理系统，将废水进行汇集沉淀，接着导人到澄清系统中，通过污泥去除、药物分解等操作将废水处理至排放标准方可排放。

2.2 建立自动化脱硫控制系统

将烟气湿法脱硫控制系统分为三大部分（烟气处理系统、洗涤吸收系统、废水处理系统），采用DCS系统作为每个部分的子系统，子系统由数据采集、组态软件、模拟量控制、顺序控制四个部分所组成。

（1）数据采集。自动化脱硫控制系统中的数据采集系统采用周期循环的方式，不断地采集湿法脱硫系统的开关模拟量，然后通过网络将所采集的信息输送到上位机显示屏上，脱硫操作人员便可根据数据信息展开操作。同时数据采集系统还具有存储历史数据与报警功能，若出现异常时可以进行预警。（2）组态软件。组态软件是指对脱硫系统数据采集與监视控制的软件，软件种类诸多，主要根据工程设计目的实现为原则选择。根据烟气温法脱硫系统所需要的采样速度、技术支持、可靠性要求等综合分析后，选择最为适用的组态软件。（3）模拟量控制。模拟量控制系统对湿法脱硫的自动控制起到关键作用，主要的控制调节参量包括吸收塔液位、增压风机人口压力、石灰石供浆流量、滤饼厚度等。该系统利用闭合回路，对各参量进行控制，通过检测获得参量参数值，并与所规定的数值进行比对，得出正负偏值后启动相应反馈，以保证参量能够稳定在额定值范围内。

（4）顺序控制。顺序控制系统的应用，能够起到节约人力成本、促进工作效率的作用。按照烟气湿法脱硫的原理设定合理、规范的运行程序与顺序，然后通过自动化、智能化系统的控制，使系统按照设定程序自行运转，操作人员只需监测系统的运行情况即可。同时通过顺序控制系统的约束，一旦发生异常运行现象便可对设备进行连锁与保护，以此提高系统运行的安全性与稳定性，节约人力资本。

三、烟气湿法脱硫对发电厂废气的处理作用

我国十分重视对发电厂生产过程中污染物的控制，例如发电厂普遍应用的湿法脱硫系统，便属于发电厂废气处理中常用的方法。烟气湿法脱硫是指利用安装于烟道末端、除尘器之后的一种脱硫系统装置，去除烟道气等工业废气中的硫氧化物，进而控制废气排放，促进环境保护。由于湿法脱硫的反应速度快、脱硫效率高、脱硫添加剂利用率高，在火力发电厂的烟气脱硫中得到了广泛应用。

四、应用实例分析

某火力发电厂应用2X300MW机组进行发电，配备有一套完整的自动控制化烟气湿法脱硫系统，其中所用吸收塔、烟气系统、石膏脱水系统、废水处理系统等均是严格按照自动控制的要求配置，完全可满足该机组的脱硫要求。脱硫时采用石灰石作为脱硫吸收剂，通过磨粉加水将其搅拌成吸收浆液，并在吸收塔内将吸收浆液与烟气混合，使烟气中二氧化硫被吸收至浆液中。浆液再通过反应成为石膏，将脱硫后烟气加热升温后排出烟囱，石膏经脱水后收集出售，废水处理达标后排放。实例分析可见，该自动控制的脱硫系统技术成熟，脱硫效果佳，通过自动控制技术的应用，使操作人员能实时监控、有效控制各种参数，进而保证了系统长期的安全稳定运行，降低了操作人员的劳动强度，同时还为促进节能减排，保护环境作出了最大贡献。

五、结语

将自动控制技术应用于火力发电厂烟气湿法脱硫工作当中，可以使脱硫程序更加规范，提高烟气处理的效率，保证处理过程的稳定与安全，从而尽最大程度降低发电厂废气中的硫含量，控制环境当中的硫污染，为促进火力发电厂环保与经济效益奠定坚实基础。

参考文献

[1]陈雨卫.浅析湿法烟气自动控制系统设计方案[J].科技创业家，2013（15）：1.

[2]孙国君.浅谈烟气湿法脱硫技术[J].化工管理，2O15（2）：62.

[3]妖彤.美国电力脱硫新技术的应用及标准[J].电力环境保护，2014（02）.