基于PLC的火电厂烟气脱硫控制系统研究与设计

朱靳

摘要：PLC是火电厂烟气脱硫系统的重要环节之一，其系统的设计与运用是烟气脱硫脱硝的重点和难点。本文结合了作者多年来的工作经验主要阐述了火电厂烟气脱硫系统及PLC的设计，仅供参考。

关键词：火电厂;烟气脱硫;控制

随着现代工业的不断发展，大气污染的主要来源于燃煤、烟气、燃油等，不同地区的工业来源中含有大量的二氧化硫，这就造成了大气污染。石灰石可以有效的控制脱硫（FGD） 系统污染物的排放。通过了解火电厂脱硫系统的特点，对火电厂烟气脱硫的控制系统（PLC）进行分析，找到可以控制火电厂脱硫物质的方法。

1.系统介绍

火电厂烟气脱硫控制系统有2部分组成，分为上位和下位机。上位机用来进行实时监控界面，利用西门子组态软件进行绘制。下位机通过西门子PLC S7-400，进行设备的控制控制，保证系统的实行，。

通过湿法烟气脱硫技术来对脱硫系统进行有效的脱硫。系统运用钠碱液作为脱硫吸收剂，用钠碱液脱硫的钠离子的水溶液进行循环，可以有效的处理水泵管道和设备的堵塞状况，这些有效的保证了系统的运行，减少了资金的浪费。

2.控制系统的研究和设计

控制系统采用PLC，通过传感器、控制器、上位机等现场技术，保证系统设备的先进性。加上控制系统的程序和HMI技术，保证了基础结构的稳定性，更便于系统的维护。按照设置的周期要求应用PLC控制系统进行对温度、压力、流量、颗粒浓度及SO2浓度值等方面的采集，通过计算统计出SO2的浓度指数，根据实时SO2浓度值对脱硫剂使用量进行控制。控制系统硬件结构包括处理器、温度传感器和压力传感器等模块。通过皮托管和压力变送器的方式测试烟气的流量和压力，采用铂热电阻来检测气体的温度，用光闪烁的方法检测烟气中颗粒物体的浓度。对烟气系统参数严格精确要求，将这些数据传送给处理器模塊，通过对 SO2浓度测量模块的统计数值，计算出实时下的二氧化硫浓度值。

脱硫控制系统为西门子S7-400的控制系统，这个控制系统具有远程的功能，可以和太网相连。可以确保下位机PLC数据可以通过远程来储存分析和维护。而上位机和网络联系可以帮助人们保证实时烟气监控。利用PLC收集相关数据，将相关数据传输到上位机进行处理，相互间通过太网进行通信监控，确保可以在任何时候都可以第一时间了解系统情况，并根据相关情况作出相应的控制处理方案。利用周期性和系统要求的速率进行采集，采集内容有烟气的流量和温度、SO2的溶度等。火电厂烟气燃煤情况要进行实时的系统控制，因为系统控制具有调节功能，可以有效调节脱硫浆液液位、脱硫浆液的PH值和浓度。脱硫控制系统包括控制器和编程，检测内容包括温度、压力、流量和颗粒的浓度等。确保系统控制可以合理运行，上位机要设置相关的程序进行实时监控，如程序故障、报警和紧急停止程序、状态程序等进行监控。上位机采用组态监控软件，对整个程序和系统进行全面性的实时监控。下位机采用S7-400编程进行控制。PC适配器MPI多点接口卡和PLC相结合，做好停电的预防工作，保证不受停电相关的外部因素影响系统运行。上位机的作用为参数的设定、系统的参数设定、系统运行设备的检测等方面。烟气脱硫硬件系统控制的要求很严格，高要求也保证了系统的安全性和可靠性。PLC系统控制软件中S7-400 PLC的功能和速度都保持良好的效率，紧凑的结构也是基本的保障。SIMATIC S7-400因为其性能和价格均衡，有较高的性能，所以可编程控制器被国内市场广泛使用。

脱硫工艺要利用石灰石（石膏）湿法去除烟气，锅炉烟气除尘后，通过引风机系统将烟气从烟道口排出，降低换热器温度。烟气流向是从下往上进行流动的，石灰液可以充分的吸收烟气，能够抵抗干扰，效果很好。严格按照系统要求，进行脱硫控制。系统控制需要采集相关的数据进行测量，这就需要做到实时监测pH值、烟尘浓度和温度、烟气的压力等，在第一时间内掌握了解这些必要的数据。保证酸碱溶液的浓度和导电率成正比，对酸碱溶液进行监测。酸碱溶液输入电导池要注意电极和电容的分配要合理，确保等效电阻。电流流过时，输出的电流和电导率保持线性关系，保证电导率和溶液的酸、碱度成正比。逐步监测出溶液的电流，测算出酸、碱和盐的浓度和pH值。pH传感器输出4～20 mA信号，经A/E转换设备，烟尘监测仪可以有效的测量烟尘的浓度，监测仪采用光的发散照射或折射的原理吸收和散射灰尘浓度，定量反射烟尘的浓度。利用不同的温感设备监测烟气的温度，通过PT100软件控制热电阻，测量电阻温度。温度传感器可选用PT100型测温组件，通过PT100或是相应的调理模块进行对温度信号的监控。将转换数值为1～5 V的电压量的时候，就可以通过转换装置输送到A/E设置。压力测量传感器有很多的模式，电阻、电感压力、电容式、压点式等多种压力方式的传感器，结合环境和压力的范围，综合考虑选择哪一种形式更为合适的。S7-400 PLC的通信软件是采用专用的5611卡和MPI接口卡实现完成的。对中小型工业，如坑口电厂中脱硫控制系统，因为资金投入较大、成本较高，造成了这些中小型企业没办法合理的运用相关的硬件，保证操作人员的素质和操作技术水平。中小工业只能利用普通插口进行PLC和上位机的通信。目前RS 232也被广泛的运用到通信工业中。西门子S7-400 PLC可有效的扩宽通信模块，可利用普通模块和IPC610相连接，进行通信脱硫技术。

3.结语

火电厂烟气脱硫脱硝是多个专业相互交融的复杂系统，作为烟气脱硫脱硝系统其中的一个环节，技术人员要积极的学习和总结经验，结合项目的实际对系统的PLC进行优化设计，从而提高烟气脱硫脱硝效率。