專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大型脫硫裝備模塊化控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及型脫硫裝置控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及大型濕法脫硫裝置的控制，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)政府十分重視SO2的控制工作，控制SO2的排放量是環(huán)保的重點(diǎn)。目前煙氣脫硫包括干法、半干法和濕法三大類(lèi)，其中濕法占脫硫裝置的95%以上。我國(guó)的脫硫控制裝置一般都是隨進(jìn)脫硫裝置一起進(jìn)入的。其安裝的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)按功能劃分有兩類(lèi):一類(lèi)是與脫硫除塵設(shè)備配套；另一類(lèi)則為污染源監(jiān)控。根據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用形勢(shì)不容樂(lè)觀(guān)，系統(tǒng)能夠全部運(yùn)行并發(fā)揮作用的幾乎沒(méi)有，其中，系統(tǒng)不能運(yùn)行、停運(yùn)或從未投入運(yùn)行的占總數(shù)的45%。造成這種情況的主要原因是在脫硫控制系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行模塊化，造成且產(chǎn)品的售后服務(wù)方面存在較大問(wèn)題，必定引起脫硫效率的低下和資源的浪費(fèi)，造成脫硫成本的增加。目前基于上述的脫硫控制技術(shù)的難點(diǎn)，需要一種智能化、模塊化的燒結(jié)煙氣的脫硫裝置的控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
一種大型脫硫裝備模塊化控制系統(tǒng)系統(tǒng)是基于PLC的模塊化控制系統(tǒng)，其中包括脫硫過(guò)程控制模塊、過(guò)程監(jiān)控模塊、煙氣檢測(cè)模塊、上位機(jī)控制模塊。系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)傳送至各個(gè)控制模塊，并加以分析與控制脫硫裝置的運(yùn)行。過(guò)程控制模塊包括以下幾個(gè)回路:脫硫劑濃度調(diào)節(jié)回路；脫硫液PH的回路；脫硫液池液面高度的回路；引風(fēng)機(jī)控制；氧化壓縮機(jī)的控制。過(guò)程監(jiān)控模塊以PLC為控制核心。將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)輸入輸出模塊傳送至中央處理器，中央處理器通過(guò)總線(xiàn)與觸摸屏相連，操作者可以適時(shí)接收現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，監(jiān)控脫硫系統(tǒng)工作情況。煙氣檢測(cè)模塊包括煙氣流量、SO2溶度、煙氣溫度、顆粒溶度等。上位機(jī)控制模塊包括服務(wù)器、工控機(jī)。服務(wù)器瞬時(shí)記錄和歷史報(bào)表，對(duì)于工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)保存，以便生產(chǎn)調(diào)試與事故分析、查詢(xún)。采用SQL-sever數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)。


無(wú)
具體實(shí)施例方式一種大型脫硫裝備模塊化控制系統(tǒng)系統(tǒng)是基于PLC的模塊化控制系統(tǒng)，其中包括脫硫過(guò)程控制模塊、過(guò)程監(jiān)控模塊、煙氣檢測(cè)模塊、上位機(jī)控制模塊。系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)傳送至各個(gè)控制模塊，并加以分析與控制脫硫裝置的運(yùn)行。(I)過(guò)程控制模塊脫硫過(guò)程控制模塊，包括以下幾個(gè)回路:脫硫劑濃度調(diào)節(jié)回路；脫硫液PH的回路；脫硫液池液面高度的回路；引風(fēng)機(jī)控制；氧化壓縮機(jī)的控制。a、脫硫劑濃度調(diào)節(jié)脫硫劑濃度調(diào)節(jié)采用秤重法來(lái)控制脫硫藥劑的投放量、通過(guò)電磁閥來(lái)控制水的流量。濃度是脫硫藥劑與水的固定比值，可以進(jìn)行偏差抑制的PID運(yùn)算，得到的輸出作用在螺旋給料機(jī)的變頻器上，以達(dá)到運(yùn)行的期望。在脫硫劑濃度調(diào)節(jié)模塊中也可以采用延長(zhǎng)PID調(diào)節(jié)的采樣周期的控制方法，使脫硫劑濃度穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。b、脫硫液PH值調(diào)節(jié)脫硫液PH值調(diào)節(jié)的目的在于調(diào)節(jié)脫硫循環(huán)液池的PH值，使煙氣與脫硫液在最適合的PH值下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這是保證脫硫效率的關(guān)鍵。當(dāng)PH值大于設(shè)置值時(shí)，PLC降低脫硫液泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)的脫硫液的PH值。當(dāng)PH值小于設(shè)置值時(shí)，PLC增加脫硫液泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)的脫硫液的PH值。當(dāng)PH值在兩個(gè)設(shè)置值之間時(shí)，PLC保持脫硫液泵的轉(zhuǎn)速來(lái)維持的脫硫液的PH值的穩(wěn)定。脫硫液PH值調(diào)節(jié)采用串級(jí)PID控制的算法。C、脫硫液池的液位調(diào)節(jié)液位調(diào)節(jié)的目的在于使脫硫液池的液面保持穩(wěn)定。由于燒結(jié)機(jī)脫硫過(guò)程中不斷消耗水，通過(guò)閉環(huán)控制回路使脫硫液池的液位保持在一定的范圍中。系統(tǒng)正常工作時(shí)，設(shè)置液面的固定高度值，當(dāng)液面達(dá)到一定高度時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，停止向脫硫液池加水。當(dāng)液面低于一定高度時(shí)也發(fā)出聲光報(bào)警，打開(kāi)電磁閥向脫硫液池加水，同時(shí)按照一定的比例向脫硫液池加入起泡劑。液位調(diào)節(jié)閉環(huán)調(diào)節(jié)控制算法采用是PID調(diào)節(jié)，PID算法滿(mǎn)足脫硫液池的工作需要。d、引風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)主要通過(guò)燒結(jié)煙氣流量來(lái)控制引風(fēng)機(jī)，以保證脫硫的正常進(jìn)行。當(dāng)檢測(cè)到煙氣流量變大時(shí)，PLC增加引風(fēng)機(jī)變頻器的輸入電壓，增加風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；當(dāng)檢測(cè)到煙氣流量變小時(shí)，PLC降低引風(fēng)機(jī)變頻器的輸入電壓，降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。其算法主要是PID，這是因?yàn)镻ID算法簡(jiǎn)單而且能夠滿(mǎn)足工程的需求。e、氧化壓縮機(jī)的控制氧化壓縮機(jī)控制主要通過(guò)顆粒物溶度來(lái)控制氧化壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)首先檢測(cè)顆粒物溶度，當(dāng)顆粒溶度大于設(shè)置上限值時(shí)，增加氧化壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速；當(dāng)顆粒溶度小于設(shè)置下限值時(shí)，系統(tǒng)降低氧化壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)顆粒溶度在兩個(gè)設(shè)置值之間時(shí)，系統(tǒng)保持氧化壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速不變。(2)過(guò)程監(jiān)控模塊過(guò)程監(jiān)控模塊以PLC為控制核心。將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)輸入輸出模塊傳送至中央處理器，中央處理器通過(guò)總線(xiàn)與觸摸屏相連，操作者可以適時(shí)接收現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，監(jiān)控脫硫系統(tǒng)工作情況。中央處理器經(jīng)過(guò)分析后控制引風(fēng)機(jī)、氧化壓縮機(jī)、石灰乳泵、漿液循環(huán)泵、水泵等設(shè)備的運(yùn)行。過(guò)程監(jiān)控模塊將測(cè)量系統(tǒng)的液位高度的測(cè)量；氧化壓縮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量；石灰乳泵的流量的測(cè)量；引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量；PH值的測(cè)量；現(xiàn)場(chǎng)視頻的測(cè)量。
過(guò)程監(jiān)控模塊按照I分鐘采集一次的速度，周期性地從現(xiàn)場(chǎng)采集上述的數(shù)據(jù)量。通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)傳輸給PLC，并在觸摸屏中加以顯示，作為操作人員監(jiān)視和操作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的提供了依據(jù)。其基本功能有:數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。(3)煙氣檢測(cè)模塊煙氣檢測(cè)模塊包括煙氣流量、SO2溶度、煙氣溫度、顆粒溶度等。煙氣流量采用皮托管法。即在管道中流動(dòng)的燒結(jié)煙氣同時(shí)受到兩種壓力的作用，即靜壓和動(dòng)壓。由于氣體的流速與氣體的動(dòng)壓的平方根成正比，因此可根據(jù)測(cè)得的動(dòng)壓計(jì)算氣體的流速。SO2溶度采用紫外差分吸收光譜法測(cè)量，當(dāng)紫外光照射到SO2的氣體分子時(shí)，其吸收特定波長(zhǎng)的紫外光。差分吸收光譜法將氣體的吸收光譜分解為快變和慢變兩個(gè)部分，然后利用快變部分進(jìn)行計(jì)算分析確定被測(cè)氣體的濃度。煙氣溫度利用鉬熱電阻隨溫度產(chǎn)生變化的特性來(lái)測(cè)量燒結(jié)煙氣溫度，顆粒溶度采用光閃爍法測(cè)量，通過(guò)測(cè)量光的閃爍幅度即可得到煙道氣體中的顆粒物濃度測(cè)量值。含氧量即采用氧化鋯氧含量傳感器來(lái)測(cè)量。(4)上位機(jī)控制模塊為了方便系統(tǒng)的管理和操作，將整個(gè)系統(tǒng)的功能操作集中到監(jiān)控中心，同時(shí)通過(guò)有效的組態(tài)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的適時(shí)狀態(tài)的功能，使整個(gè)系統(tǒng)的局部與總貌呈現(xiàn)在整個(gè)上位機(jī)上，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要將相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)庫(kù)中，在歷史曲線(xiàn)和歷史報(bào)表中體現(xiàn)出來(lái)。上位機(jī)控制模塊包括服務(wù)器、工控機(jī)。服務(wù)器瞬時(shí)記錄和歷史報(bào)表，對(duì)于工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)保存，以便生產(chǎn)調(diào)試與事故分析、查詢(xún)。采用SQL-sever數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)。工控機(jī)可控制現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備的啟停、物料的供給和輸送、控制量設(shè)定等操作。系統(tǒng)有現(xiàn)場(chǎng)、本地、集中操作三種控制方式。顯示部分顯示整體系統(tǒng)工藝、脫硫塔的各個(gè)部分的運(yùn)行情況及各個(gè)參數(shù)的實(shí)時(shí)狀態(tài)等。系統(tǒng)故障時(shí)，聲光報(bào)警，報(bào)警欄顯示報(bào)警故障，并將故障的位置，名稱(chēng)、時(shí)間記錄到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中以供事后追憶與分析。下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。脫硫過(guò)程控制模塊采用西門(mén)子的300系列的PLC，該模塊能滿(mǎn)足大型煙氣脫硫裝置的性能的要求。通過(guò)控制系統(tǒng)有效的控制引風(fēng)機(jī)、氧化壓縮機(jī)、石灰乳泵、漿液循環(huán)泵、水泵等設(shè)備的運(yùn)行。過(guò)程監(jiān)控模塊采用西門(mén)子的300系列開(kāi)關(guān)、模擬量輸入輸出模塊，有效的測(cè)量系統(tǒng)液位高度、PH值、壓力、轉(zhuǎn)速等。煙氣檢測(cè)模塊采用西門(mén)子的300系列模擬量輸入輸出模塊，有效測(cè)量煙氣流量、SO2溶度、煙氣溫度、顆粒溶度等值上位機(jī)控制模塊采用電腦作為服務(wù)器和工控機(jī)，采用組態(tài)軟件進(jìn)行系統(tǒng)的編程。
權(quán)利要求
1.一種大型脫硫裝備模塊化控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括脫硫過(guò)程控制模塊、過(guò)程監(jiān)控模塊、煙氣檢測(cè)模塊、上位機(jī)控制模塊四個(gè)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫過(guò)程控制模塊，包括以下幾個(gè)回路: (1)脫硫劑濃度調(diào)節(jié)回路； (2)脫硫液PH回路; (3)脫硫液池液面高度回路； (4)引風(fēng)機(jī)控制回路； (5)氧化壓縮機(jī) 控制回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脫硫控制回路模塊，其特征在于: (1)控制脫硫劑濃度調(diào)節(jié)，控制部件包括電磁閥、螺旋給料器； (2)控制脫硫液PH，控制部件包括脫硫循環(huán)泵、攪拌機(jī)； (3)控制脫硫液池液面高度，控制部件包括水泵、電磁閥； (4)控制引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，控制部件包括引風(fēng)機(jī)； (5)控制氧化壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，控制部件包括氧化壓縮機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)程監(jiān)控模塊，其特征在于: (1)液位高度的測(cè)量； (2)氧化壓縮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量； (3)石灰乳泵流量的測(cè)量； (4)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量； (5)PH值的測(cè)量； (6)現(xiàn)場(chǎng)視頻的監(jiān)控。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣檢測(cè)模塊，其特征在于: (1)煙氣流量值； (2)煙氣SO2溶度值； (3)煙氣溫度值； (4)顆粒物濃度值； (5)煙氣含氧量值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上位機(jī)控制模塊，其特征在于: (1)服務(wù)器保存下位機(jī)所測(cè)量的模擬量、開(kāi)關(guān)量、電氣開(kāi)關(guān)量； (2)工控機(jī)顯示及控制系統(tǒng)的狀態(tài)。
全文摘要
一種大型脫硫裝備模塊化控制系統(tǒng)，屬于環(huán)?？刂萍夹g(shù)領(lǐng)域，所述的控制系統(tǒng)適用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)。根據(jù)脫硫裝置的特點(diǎn)及組態(tài)化的原理把脫硫裝備模塊化控制系統(tǒng)分為三個(gè)組要部分脫硫過(guò)程控制模塊、過(guò)程監(jiān)控模塊、煙氣檢測(cè)模塊、上位機(jī)控制模塊。脫硫過(guò)程控制模塊包括引風(fēng)機(jī)、氧化壓縮機(jī)、石灰乳泵、漿液循環(huán)泵等的控制。過(guò)程監(jiān)控模塊包括模擬量檢測(cè)模塊、開(kāi)關(guān)量檢測(cè)模塊、現(xiàn)場(chǎng)視頻等量的監(jiān)控。煙氣檢測(cè)模塊包括二氧化硫、氮氧化物、溫度、壓力等量的測(cè)量。上位機(jī)模塊包括服務(wù)器和工控機(jī)等對(duì)下位機(jī)的控制。本發(fā)明有利于大型脫硫設(shè)備的電控裝置的研發(fā)，從而達(dá)到對(duì)二氧化硫的治理，保護(hù)環(huán)境。
文檔編號(hào)B01D53/50GK103157354SQ20111040738
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者朱復(fù)東, 賈樹(shù)山, 紀(jì)正飚, 李東亮 申請(qǐng)人:江蘇東嘉能源科技有限公司