吳岳-電廠脫硫工藝課程設(shè)技

1、 能動綜合設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 課程設(shè)計(jì)說明書題目： 火電廠脫硫工藝課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 吳岳 學(xué) 號： 201301040128 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 能源與動力工程 指導(dǎo)教師： 胡南江 2016年12月31日目 錄1 緒論21.1煙氣脫硫的意義21.2 脫硫技術(shù)簡介32 技術(shù)介紹52.1石灰石石膏濕法脫硫工藝及脫硫原理：52.2主要工藝系統(tǒng)及功能63 脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)73.1脫硫系統(tǒng)工藝圖83.2 I/O測控點(diǎn)統(tǒng)計(jì)83.3 主要儀表及設(shè)備的選型103.4 PLC選型164 PLC程序設(shè)計(jì)214.1 發(fā)電機(jī)啟停程序編程215 總結(jié)22參 考 文 獻(xiàn)231 緒論1.1煙氣脫硫的意義 SO2是一

2、種無色氣體，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，極易溶解于黏性液體甚至是人體 的血液中。漂浮在大氣中的二氧化硫會導(dǎo)致支氣管炎、肺氣腫、眼結(jié)膜炎等癥狀， 還會導(dǎo)致青少年的免疫力下降，抗病能力變?nèi)?。SO2在光照和氧化劑的共同作用下， 會產(chǎn)生硫酸鹽氣溶膠，這種有害物質(zhì)會導(dǎo)致疾病，增加患者的死亡率。依據(jù)經(jīng)濟(jì)合 作發(fā)展組織（OECD）的研究，當(dāng)硫酸鹽平均年濃度量不超過100g/m3時(shí)，每縮減 10%的濃度就能使死亡率下降0.5個百分點(diǎn)。廢氣中的SO2極易附著在空氣中的飄塵上，當(dāng)人體吸入帶有SO2的灰塵時(shí)，就會使SO2的危害性增強(qiáng)。SO2造成的酸雨和 酸霧的危害主要體現(xiàn)在對湖泊、叢林、地下水、古文物、建筑物以及人的衣物造

3、成 腐蝕，特別是對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕，每年給國民經(jīng)濟(jì)帶來很大的損失。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 每年工業(yè)發(fā)達(dá)國家因金屬腐蝕而帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的比例高 達(dá)2%4%。 隨著我國工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)的廢氣已經(jīng)成為空氣污染的主要 來源，我國政府對SO2的排放治理問題十分重視，治理大氣污染，環(huán)保部再出重拳。 2014年8月初發(fā)布的京津冀及周邊地區(qū)重點(diǎn)行業(yè)大氣污染限期治理方案中明確 表示，自2015年起，將向社會公告不達(dá)標(biāo)企業(yè)名單，并按環(huán)境保護(hù)法的章程實(shí) 行按日持續(xù)性處罰。環(huán)保部表示，為切實(shí)貫徹大氣污染防治行動計(jì)劃、2014-2015 年節(jié)能減排低碳發(fā)展行動方案和京津冀及周邊地區(qū)落實(shí)大氣污染防

4、治行動計(jì)劃 實(shí)施細(xì)則，將著力推動重點(diǎn)行業(yè)大氣污染的治理進(jìn)度，決定在京津冀及周邊地區(qū) 展開包括電力、鋼鐵、水泥、平板玻璃行業(yè)在內(nèi)的大規(guī)模大氣污染限期治理行動。 根據(jù)治理方案，到 2014 年底，京津冀區(qū)域需要完成 94 臺總裝機(jī)量 2456 萬千 瓦的火電機(jī)組脫硫改造，70 臺總裝機(jī)量 1574 萬千瓦火電機(jī)組脫硝改造，66 臺總裝 機(jī)量 1732 萬千瓦火電機(jī)組除塵改造以及 257 臺鋼鐵燒結(jié)機(jī)(含球團(tuán))的脫硫改造、139 家鋼鐵企業(yè)除塵的綜合治理，46 家平板玻璃企業(yè)脫硫脫硝除塵綜合改造；山東、山 西、內(nèi)蒙古三省需要完成 191 臺總裝機(jī)量 5272 萬千瓦火電機(jī)組脫硝改造。2015 年 7

5、 月前，京津冀及周邊地區(qū)需要完成 155 條能夠生產(chǎn)每日 42.4 萬噸產(chǎn)量的新型干法 水泥熟料脫硝工程生產(chǎn)線，完成 60 家水泥企業(yè)除塵綜合治理。治理方案中強(qiáng)調(diào)， 將重點(diǎn)行業(yè)大氣污染限期治理情況加入到主要污染物減排總量和大氣污染防治行 動實(shí)施情況的考核范疇中。并從 2015 年 1 月起，對以上企業(yè)進(jìn)行逐一檢查，對未 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 按要求落實(shí)的企業(yè)，將依據(jù)“十二五”主要污染物總量減排考核辦法等規(guī)定予 以處罰，考核結(jié)果將納入企業(yè)績效管理中。 在這種全面減排的大環(huán)境下，已設(shè)有脫硫系統(tǒng)但是不達(dá)標(biāo)的電廠開始大規(guī)模的 進(jìn)行改造和完善，而還沒有建立脫硫系統(tǒng)的電廠也開始紛紛新建脫硫系統(tǒng)。脫

6、硫系 統(tǒng)中最直接也是重要的指標(biāo)是脫硫效率，影響煙氣脫硫效率的因素有很多，如煙氣 側(cè)流量、入口 SO2 濃度、液氣比和吸收液的 pH 值，甚至溫度的變化都會對脫硫效 率有所影響7。同時(shí)，脫硫系統(tǒng)的工藝流程、設(shè)備裝置的水平、自動控制的模型對 石灰石的用量和整個脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定性起了決定性作用。而先進(jìn)的自動控制軟件及 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕M態(tài)邏輯，不僅可以提高系統(tǒng)的脫硫效率，還能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進(jìn)而有 效提高脫硫劑的利用率，促進(jìn)企業(yè)安全節(jié)能生產(chǎn)，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益8。本文中 2×300MW 火電機(jī)組煙氣脫硫改造項(xiàng)目的整個設(shè)計(jì)方案宗旨是確保該火電機(jī)組安 全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)的持續(xù)運(yùn)行。1.2 脫硫技術(shù)簡介

7、 目前，世界范圍內(nèi)的火力發(fā)電廠脫硫技術(shù)呈多樣性發(fā)展，種類達(dá)數(shù)百種之多。按脫硫裝置在鍋爐燃燒過程中安裝位置的不同，可分為燃燒前脫硫、燃燒 中脫硫、燃燒后脫硫。燃燒前脫硫主要是洗煤、煤的氣化和液化；燃燒中脫硫 主要方式是循環(huán)流化床鍋爐；燃燒后脫硫即煙氣脫硫（FGD），是當(dāng)前唯一被 大規(guī)模應(yīng)用于市場的脫硫方式20。 濕法煙氣脫硫工藝屬于煤燃燒后脫硫技術(shù)，其中石灰石濕法脫硫工藝是最 典型的濕法脫硫工藝，通常也使用“FGD”表示。其特點(diǎn)是：脫硫效率高達(dá) 95% 以上21；技術(shù)成熟，系統(tǒng)可靠性高；對煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng)；吸收劑資源豐富， 價(jià)格便宜；脫硫副產(chǎn)品便于回收利用。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，包括已經(jīng)投入運(yùn)行和

8、在建的火力發(fā)電廠脫硫項(xiàng)目在內(nèi)，石灰石濕法煙氣脫硫技術(shù)已經(jīng)占到了 90%以 上。 濕法煙氣脫硫系統(tǒng)是氣、液、固三相復(fù)雜的物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)過程， 位于鍋爐煙道的末段、引風(fēng)機(jī)出口之后，由于其脫硫過程、脫硫劑、脫硫產(chǎn) 物等均在濕態(tài)下進(jìn)行而得名。 工藝過程：燃燒裝置排出的原煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)后進(jìn)入吸收塔下部，在吸 收塔內(nèi)由于壓差，在上升的過程中與脫硫劑循環(huán)液相接觸，脫硫劑與原煙氣 中的 SO2 發(fā)生充分反應(yīng)而將 SO2 除去；產(chǎn)生的凈煙氣經(jīng)過高效除霧器，再除 去所攜帶的水分和細(xì)小的漿滴；此時(shí)的凈煙氣經(jīng)過氣-氣交換器加熱到合適的 溫度后再從煙囪排出。 工藝特點(diǎn)：經(jīng)過多年不斷地改進(jìn)和完善后，該工藝具有技術(shù)成熟

9、、脫硫 效率高、煤種適應(yīng)性強(qiáng)、鈣硫比低、運(yùn)行費(fèi)用較低和副產(chǎn)品易回收等優(yōu)點(diǎn)。 但其脫硫產(chǎn)物為濕態(tài)存在腐蝕嚴(yán)重，且工藝流程復(fù)雜、占地面積大、投資大、 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高和容易造成二次污染等問題。 主要工藝：主要有雙堿法、石灰石-石膏法、海水洗滌法、氨法、氫氧化 鈉法脫硫等，其中在實(shí)際應(yīng)用中，石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)運(yùn)行最為穩(wěn) 定、技術(shù)最為成熟而廣泛使用。 濕法煙氣脫硫的優(yōu)點(diǎn)： （1）技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠性好，在世界范圍內(nèi)擁有高份額的脫硫市場占有率。（2）脫硫率高，該工藝應(yīng)用 Ca(OH)2 作為主要吸收劑，能吸收煙氣中的絕大部分 SO2，脫硫率可達(dá) 95以上。 （3）適用范圍廣，不受燃煤機(jī)組容量和煤

10、種的限制，單塔處理煙氣能力強(qiáng)， 對高硫煤、大機(jī)組的煙氣脫硫更有特殊的意義。 （4）吸收劑的資源豐富，價(jià)格便宜。在脫硫工藝的各種吸收劑中，石灰石價(jià) 格最便宜，破碎磨細(xì)較簡單，鈣利用率較高。 （5）脫硫副產(chǎn)品石膏可作為水泥緩凝劑或加工成建材產(chǎn)品進(jìn)行二次利用。 濕法煙氣脫硫的缺點(diǎn)： （1）系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)行維護(hù)工作量較大。 （2）水消耗較大，尤其在廢水處理問題上。 （3）投資成本高、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用大，占地面積較大。1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容按照項(xiàng)目的進(jìn)行順序，論文具體內(nèi)容安排如下： 第一章，闡述了本課題的研究背景及意義。 第二章，對濕法脫硫技術(shù)進(jìn)行了綜述，論述了系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)及工藝原理。 第三章，介紹了本工藝所用到

11、的熱工控制系。包括工藝測控點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)、主要儀表的選型、PLC的選型以及PLC的接線圖。 第四章，控制系統(tǒng)的編程。第五章，總結(jié)。2 技術(shù)介紹引言 上一章節(jié)講述了煙氣脫硫的背景和重要性以及世界范圍內(nèi)的脫硫技術(shù)和優(yōu)缺點(diǎn)。本章節(jié)將重點(diǎn)講述本套課程設(shè)計(jì)選用的脫硫方法、原理及其各個系統(tǒng)的工作原理2.1石灰石石膏濕法脫硫工藝及脫硫原理： 從電除塵器出來的煙氣通過增壓風(fēng)機(jī)BUF進(jìn)入換熱器GGH，煙氣被冷卻后進(jìn)入吸收塔，并與石灰石漿液相混合。漿液中的部分水分蒸發(fā)掉，煙氣進(jìn)一步冷卻。煙氣經(jīng)循環(huán)石灰石稀漿的洗滌，可將煙氣中95%以上的硫脫除。同時(shí)還能將煙氣中近100%的氯化氫除去。在吸收器的頂部，煙道氣穿過除霧器，除

12、去懸浮水滴。 離開吸收塔以后，在進(jìn)入煙囪之前，煙氣再次穿過換熱器，進(jìn)行升溫。吸收塔出口溫度一般為5070，這主要取決于燃燒的燃料類型。煙囪的最低氣體溫度常常按國家排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下來。在我國，有GGH 的脫硫，煙囪的最低氣溫一般是80，無GGH 的脫硫，其溫度在50左右。大部分脫硫煙道都配備有旁路擋板（正常情況下處于關(guān)閉狀態(tài)）。在緊急情況下或啟動時(shí)，旁路擋板打開，以使煙道氣繞過二氧化硫脫除裝置，直接排入煙囪。 石灰石石膏稀漿從吸收塔沉淀槽中泵入安裝在塔頂部的噴嘴集管中。在石灰石石膏稀漿沿噴霧塔下落過程中它與上升的煙氣接觸。煙氣中的SO溶入水溶液中，并被其中的堿性物質(zhì)中和，從而使煙氣中的硫脫除。石灰

13、石中的碳酸鈣與二氧化硫和氧（空氣中的氧）發(fā)生反應(yīng)，并最終生成石膏，這些石膏在沉淀槽中從溶液中析出。石膏稀漿由吸收塔沉淀槽中抽出，經(jīng)濃縮、脫水和洗滌后先儲存起來，然后再從當(dāng)?shù)剡\(yùn)走。 主要反應(yīng)1. SO+ HO  HSO 吸收  2CaCO + HSO CaSO+ CO+ HO  中和  3CaSO +O  CaSO 氧化  4CaSO+ HO  CaSO HO 結(jié)晶  5CaSO+ 2HO

14、  CaSO2HO  結(jié)晶  6CaSO+ HSO Ca(HSO) pH控制 總的反應(yīng)方程式為：SO2（g）+ CaCO4（s）+2 H2O（l）+ O2（g）CaSO4·2H2O（l）+CO2（g）2.2主要工藝系統(tǒng)及功能 (1) 煙氣系統(tǒng) 煙氣系統(tǒng)包括煙道、煙氣擋板、密封風(fēng)機(jī)和氣-氣加熱器（GGH）等關(guān)鍵設(shè)備。吸收塔入口煙道及出口至擋板的煙道，煙氣溫度較低，煙氣含濕量較大，容易對煙道產(chǎn)生腐蝕，需進(jìn)行防腐處理。 煙氣擋板是脫硫裝置進(jìn)入和退出運(yùn)行的重要設(shè)備，分為FGD主煙道煙氣擋板和旁路煙氣擋板。前者安裝在FGD系

15、統(tǒng)的進(jìn)出口，它是由雙層煙氣擋板組成，當(dāng)關(guān)閉主煙道時(shí)，雙層煙氣擋板之間連接密封空氣，以保證FGD系統(tǒng)內(nèi)的防腐襯膠等不受破壞。旁路擋板安裝在原鍋爐煙道的進(jìn)出口。當(dāng)FGD系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，旁路煙道關(guān)閉，這時(shí)煙道內(nèi)連接密封空氣。旁路煙氣擋板設(shè)有快開機(jī)構(gòu)，保證在FGD系統(tǒng)故障時(shí)迅速打開旁路煙道，以確保鍋爐的正常運(yùn)行。 經(jīng)濕法脫硫后的煙氣從吸收塔出來一般在4655左右，含有飽和水汽、殘余的SO、SO、HCl、HF、NO，其攜帶的SO和SO鹽等會結(jié)露，如不經(jīng)過處理直接排放，易形成酸霧，且將影響煙氣的抬升高度和擴(kuò)散。為此濕法FGD系統(tǒng)通常配有一套氣氣換熱器（GGH）煙氣再熱裝置。氣氣換熱器是蓄熱加熱工藝的一種，即常

16、說的GGH。它用未脫硫的熱煙氣（一般130150）去加熱已脫硫的煙氣，一般加熱到80左右，然后排放，以避免低溫濕煙氣腐蝕煙道、煙囪內(nèi)壁，并可提高煙氣抬升高度。煙氣再熱器是濕法脫硫工藝的一項(xiàng)重要設(shè)備，由于熱端煙氣含硫最高、溫度高，而冷端煙氣溫度低、含水率大，故氣氣換熱器的煙氣進(jìn)出口均需用耐腐蝕材料，如搪玻璃、柯登鋼等，傳熱區(qū)一般用搪瓷鋼。 另外，從電除塵器出來的煙氣溫度高達(dá)130150，因此進(jìn)入FGD前要經(jīng)過GGH降溫器降溫，避免煙氣溫度過高，損壞吸收塔的防腐材料和除霧器。 (2) SO2吸收系統(tǒng) 吸收系統(tǒng)的主要設(shè)備是吸收塔，它是FGD設(shè)備的核心裝置，系統(tǒng)在塔中完成對SO、SO等有害氣體的吸收。

17、濕法脫硫吸收塔有許多種結(jié)構(gòu)，如填料塔、湍球塔、噴射鼓泡塔、噴淋塔等等，其中噴淋塔因?yàn)榫哂忻摿蛐矢?、阻力小、適應(yīng)性、可用率高等優(yōu)點(diǎn)而得到較廣泛的應(yīng)用，因而目前噴淋塔是石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝中的主導(dǎo)塔型。 噴淋層設(shè)在吸收塔的中上部，吸收塔漿液循環(huán)泵對應(yīng)各自的噴淋層。每個噴淋層都是由一系列噴嘴組成，其作用是將循環(huán)漿液進(jìn)行細(xì)化噴霧。一個噴淋層包括母管和支管，母管的側(cè)向支管成對排列，噴嘴就布置在其中。噴嘴的這種布置安排可使吸收塔斷面上實(shí)現(xiàn)均勻的噴淋效果。 吸收塔循環(huán)泵將塔內(nèi)的漿液循環(huán)打入噴淋層，為防止塔內(nèi)沉淀物吸入泵體造成泵的堵塞或損壞及噴嘴的堵塞，循環(huán)泵前都裝有網(wǎng)格狀不銹鋼濾網(wǎng)（塔內(nèi)）。單臺循環(huán)

18、泵故障時(shí)，F(xiàn)GD系統(tǒng)可正常進(jìn)行，若全部循環(huán)泵均停運(yùn)，F(xiàn)GD系統(tǒng)將保護(hù)停運(yùn)，煙氣走旁路。 氧化空氣系統(tǒng)是吸收系統(tǒng)內(nèi)的一個重要部分，氧化空氣的功能是保證吸收塔反應(yīng)池內(nèi)生成石膏。氧化空氣注入不充分將會引起石膏結(jié)晶的不完善，還可能導(dǎo)致吸收塔內(nèi)壁的結(jié)垢，因此，對該部分的優(yōu)化設(shè)置對提高系統(tǒng)的脫硫效率和石膏的品質(zhì)顯得尤為重要。  吸收系統(tǒng)還包括除霧器及其沖洗設(shè)備，吸收塔內(nèi)最上面的噴淋層上部設(shè)有二級除霧器，它主要用于分離由煙氣攜帶的液滴，采用阻燃聚丙烯材料制成。 (3) 漿液制備系統(tǒng) 脫硫系統(tǒng)的眾多公用系統(tǒng)中，石灰石漿液制備系統(tǒng)是其中主要的一個， 包括石灰石輸送系統(tǒng)和石灰石制漿系統(tǒng)。根據(jù)進(jìn)入FGD的

19、煙氣量、進(jìn)出FGD 煙氣中SO2的含量以及吸收塔內(nèi)漿液pH值三者的綜合考慮，來進(jìn)行調(diào)整吸收 塔內(nèi)的石灰石漿液供給量。 經(jīng)破碎機(jī)破碎后的石灰石塊進(jìn)入地下進(jìn)料斗。送入石灰石倉中，與一定比例的水混合后，通過濕式球磨機(jī)磨制出濃度約2530石灰石漿液，存儲在石灰石漿液罐中。為使石灰石漿液不沉淀結(jié)垢，保持漿液濃度在要求范圍內(nèi)，而在漿液罐中設(shè) 置了攪拌器，石灰石制漿系統(tǒng)用水由工藝水泵出口母管供給，而球磨機(jī)制漿 補(bǔ)充用水采用石膏脫水機(jī)的濾液水。主要設(shè)備包括濕式球磨機(jī)、石灰石漿液泵、石灰石漿液罐、攪拌器以及配套的管 道和閥門等。 (4) 石膏脫水系統(tǒng) 石膏脫水系統(tǒng)包括水力旋流器和真空皮帶脫水機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備。

20、60; 水力旋流器作為石膏漿液的一級脫水設(shè)備，其利用了離心力加速沉淀分離的原理，漿液流切向進(jìn)入水力旋流器的入口，使其產(chǎn)生環(huán)形運(yùn)動。粗大顆粒富集在水力旋流器的周邊，而細(xì)小顆粒則富集在中心。已澄清的液體從上部區(qū)域溢出(溢流)；而增稠漿液則在底部流出(底流)。  真空皮脫水機(jī)將已經(jīng)經(jīng)過水力旋流器一級脫水后的石膏漿液進(jìn)一步脫水至含固率達(dá)到90%以上。  (5)工藝水系統(tǒng)。儲存在工藝水箱里的FGD系統(tǒng)所用的原水，也稱作工藝水，其作用是通 過工藝水泵，為FGD系統(tǒng)提供氧化空氣增濕、真空皮帶脫水機(jī)沖洗水箱補(bǔ)水、真空泵密封水箱補(bǔ)水、回用水箱補(bǔ)水以及各公用系統(tǒng)漿液管路沖洗和雜用水等供水。3

21、脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)引言 上一章節(jié)講述了選用的脫硫方法、原理及其各個系統(tǒng)的工作原理。本章節(jié)將繼續(xù)講述脫硫的控制系統(tǒng)3.1脫硫系統(tǒng)工藝圖圖3-1 脫硫系統(tǒng)工藝圖3.2 I/O測控點(diǎn)統(tǒng)計(jì) 脫硫控制系統(tǒng)按工藝流程來配置模塊的通道： （1） 煙氣系統(tǒng) 在脫硫順序控制的眾多子系統(tǒng)中，煙氣系統(tǒng)是順序控制系統(tǒng)中最重要的 子系統(tǒng)之一，它直接與主機(jī)鍋爐系統(tǒng)相連接，其是否穩(wěn)定運(yùn)行能影響到主機(jī) 運(yùn)行的安全性，因此保證機(jī)組的安全運(yùn)行是煙氣系統(tǒng)最基本的控制要求。（2） SO2吸收系統(tǒng)。從引風(fēng)機(jī)出口而來的煙氣進(jìn)入吸收塔下側(cè)，在自下而上的上升過程中與 噴淋層向下噴射的石灰石漿液接觸發(fā)生反應(yīng)，將煙氣中SO2、HCl、SO3等氣體吸收

22、。（3）石灰石漿液制備系統(tǒng)。包括石灰石輸送系統(tǒng)和石灰石制漿系統(tǒng)。根據(jù)進(jìn)入FGD的煙氣量、進(jìn)出FGD 煙氣中SO2的含量以及吸收塔內(nèi)漿液pH值三者的綜合考慮，來進(jìn)行調(diào)整吸收 塔內(nèi)的石灰石漿液供給量。 （4）工藝水系統(tǒng)，儲存在工藝水箱里的FGD系統(tǒng)所用的原水，也稱作工藝水，其作用是通過工藝水泵，為FGD系統(tǒng)提供氧化空氣增濕、真空皮帶脫水機(jī)沖洗水箱補(bǔ)水、真空泵密封水箱補(bǔ)水、回用水箱補(bǔ)水以及各公用系統(tǒng)漿液管路沖洗和雜用水等供水。（5） 石膏脫水系統(tǒng)。石膏脫水系統(tǒng)有一級脫水系統(tǒng)和二級脫水系統(tǒng)，石膏漿液排出泵首先將石膏漿液送至一級脫水系統(tǒng)，經(jīng)過石膏旋流器的濃縮和晶體分級；濃縮后的石膏漿液進(jìn)入真空皮帶脫水機(jī)

23、進(jìn)行二級脫水，真空泵抽真空后形成的負(fù)壓，在濾餅上產(chǎn)生壓差，達(dá)到石膏漿液脫水的目的，可使其含水量降至10%以下， 達(dá)到理想的脫水效果，同時(shí)可以通過調(diào)節(jié)皮帶速度來控制石膏餅的厚度；脫水后的石膏可作為建筑原材料使用。配置完控制系統(tǒng)的主要硬件后，根據(jù)脫硫工藝系統(tǒng)的分類，統(tǒng)計(jì)了脫硫系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)，具體統(tǒng)計(jì)如表格3-1：表3-1 脫硫系統(tǒng)I/O測控點(diǎn)I/O點(diǎn)類型項(xiàng)目AIAODIDO煙氣系統(tǒng)溫度傳感器1100旁路擋板0021凈煙氣擋板0021原煙氣擋板0021壓力傳感器1100增壓風(fēng)機(jī)0021SO2吸收系統(tǒng)石膏漿液彈出泵A0021石膏漿液彈出泵B0021脈沖循環(huán)泵A0021脈沖循環(huán)泵B0021漿液循環(huán)泵A0

24、021漿液循環(huán)泵B0021氧化風(fēng)機(jī)0021液位傳感器1100電動蝶閥×13002613事故漿液泵0031石灰石漿液制備系統(tǒng)壓力傳感器1100稱重皮帶給料機(jī)0031球磨機(jī)0021液位傳感器1100蝶閥×400164攪拌機(jī)0031磨機(jī)漿液泵0032石灰石漿液泵0031閘閥0021工藝水系統(tǒng)工藝水泵0021液位傳感器1100閘閥0022除霧器沖洗水泵×20042電動閥0042石膏脫水系統(tǒng)真空皮帶脫水機(jī)1122傳送皮帶0022截止閥×40088合計(jì)7710755總計(jì)：AI/AO+DI/DO=1763.3 主要儀表及設(shè)備的選型3.3.1 差壓式液位傳感器生產(chǎn)廠家：

25、江蘇滬儀自動化儀表有限公司產(chǎn)品型號：ZD-2088-X12-A1-06-B-G性能參數(shù)如表3-2：表3-2 差壓式液位傳感器性能參數(shù)被測介質(zhì)液體、氣體、蒸汽精度等級±1%FS溫度漂移0.2%FS/（070）儲存溫度-55125供電電壓1030VDC防爆等級本安iaC T5 隔爆 dC T5引壓接口G1/4外螺紋測量范圍0-1.6MPa長期穩(wěn)定性2%FS/年環(huán)境溫度-2080輸出信號420mA允許過載額定壓力的1.5倍接濕件材質(zhì)316不銹鋼圖-3-2 差壓式液位傳感器3.3.2 壓力傳感器產(chǎn)品型號：BP801AKE2A3C1R2生產(chǎn)廠家：華東自動化儀表廠性能參數(shù)如表3-3：表3-3 壓

26、力傳感器性能參數(shù)表測量介質(zhì)氣體、液體、油等與接觸部分材質(zhì)相兼容的介質(zhì)測量形式及范圍表壓（G）-最大(060)MPa,最小(00.5)KPa絕壓（A）-最大(060)MPa,最小(05)KPa負(fù)壓（B）-(-100KPa60)MPa,最小(-0.20.2 )KPa精度等級0.1、0.25、0.5過載能力量程的2-5倍長期穩(wěn)定性小于0.25%FS/年，小于0.5%FS/年供電電源1536 VDC（標(biāo)定電壓24VDC）輸出信號(420)mA（二/三線制）、（010/20）mA（05）V、（15）V、（010）V工作溫度-40250補(bǔ)償溫度：-20250 加裝散熱器可到300過程連接M20×

27、1.5外螺紋或用戶注明防護(hù)等級IP65圖3-3 壓力傳感器3.3.3 溫度傳感器生產(chǎn)廠家：上海潤基傳動控制技術(shù)有限公司型號：WRNT-03性能參數(shù)如表3-4：表3-4 探頭式溫度傳感器分度號K型測量范圍0-600允差等級±2.5或±0.75%t熱響應(yīng)時(shí)間<5s尺寸長度251mm 直徑7mm保護(hù)管不銹鋼7結(jié)構(gòu)特征固定螺紋M12×1材料鎳鉻-鎳硅重量70g圖3-4 探頭式溫度傳感器3.3.4球磨機(jī)生產(chǎn)廠家：山東煙臺金鵬礦業(yè)機(jī)械有限公司型號：ZTMYG2742性能參數(shù)如表3-5：表3-5 直筒式節(jié)能球磨機(jī)筒體直徑mm2700筒體長度mm4200筒體轉(zhuǎn)速rpm21.

28、6電機(jī)型號JR1510-8電機(jī)功率KW475處理能力t/h12-130有效容積m322.1圖3-5 直筒式節(jié)能球磨機(jī) 3.3.5 真空皮帶脫水機(jī)生產(chǎn)廠家：廣州華興污泥脫水機(jī)廠性能參數(shù)如表3-6：表3-6真空皮帶脫水機(jī)性能參數(shù)產(chǎn)品類型：全新工作溫度：42 工作壓力：0.25 MPa規(guī)格：環(huán)保過濾精度：60-80 um設(shè)備重量：8600 Kg適用對象：石膏適用范圍：冶金,水處理,選礦,輕工外形尺寸：15*1.6*2.1 m性能：精密過濾,高效過濾樣式：帶式用途：固液分離原理：真空過濾濾料類型：石膏自動化程度：自動適用對象性質(zhì)：弱腐蝕性,高衛(wèi)生要求物料,低溫物料,腐蝕性有效過濾面積：10加工定制：是

29、適用粘度：5 pas圖3-6 真空皮帶脫水機(jī)3.4 PLC選型3.4.1PLC的概念及發(fā)展20世紀(jì)60年代，由于小型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和大規(guī)模生產(chǎn)及多機(jī)群控的發(fā)展，人們曾試圖用小型計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電接觸器控制。但采用小型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制價(jià)格昂貴，輸入、輸出電路不匹配，編程技術(shù)復(fù)雜，因而沒能得到推廣和應(yīng)用。20世紀(jì)60年代末期，美國汽車制造工業(yè)競爭激烈，為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，在1968年美國通用汽車公司首先公開招標(biāo)，對控制系統(tǒng)提出的具體要求基本為它的繼電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短，更改容易，接線簡單，成本低；它能把計(jì)算機(jī)的功能和繼電器控制系統(tǒng)結(jié)合起來。但編程又比計(jì)算機(jī)簡單易學(xué)、操

30、作方便；系統(tǒng)通用性強(qiáng)。1969年美國數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)上述要求，研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在通用公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動控制。其后日本、德國等相繼引入，可編程序控制器迅速發(fā)展起來。但這一時(shí)期它主要用于順序控制，雖然也采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，但當(dāng)時(shí)只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為可編程序邏輯控制器，簡稱PLC（Programmablc Logic Controller)。20世紀(jì)70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程邏輯控制器更多地具有計(jì)算機(jī)功能，不僅用邏輯編程取代硬接線邏輯，還增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和處理等功能，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，而且做

31、到了小型化和超小型化。這種采用微電腦技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，故稱為可編程序控制器，簡稱PC（Programmablc Controller)。但由于PC容易和個人計(jì)算機(jī)（Personal Computer)混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。3.4.2 工作原理當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。（1）輸入采樣在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/

32、O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。（2）用戶程序執(zhí)行在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映

33、象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。（3）輸出刷新當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PL

34、C的真正輸出。同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對整個運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。3.4.3 PLC選型本文選用西門子S7-200PLC，CPU224 6ES7214-2AD23-0XB0圖3-4 S7-200PLC，CPU224 6ES7214-2AD23-0XB0S7-200PLC，CPU2246ES7214-2AD23-0XB0的主要技術(shù)性能如表3-4所示：描述CPU 224 XP DC/DC/DCCPU 224 XP AC/DC/繼電器物理特性尺寸 (