CN115282762B - 半干法脱硫系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半干法脱硫系统及其控制方法。半干法脱硫系统反应塔底设有烟气入口，反应塔顶设有烟气出口，烟气出口经烟气管道连通返灰子系统的布袋除尘器，位于反应塔的上部通过径向贯穿反应塔塔壁的石灰输送管连接加石灰子系统，加石灰子系统设置在反应塔的循环流化床中，位于反应塔中部通过径向贯穿反应塔塔壁的喷水管伸入反应塔腔体内的喷水喷头，位于反应塔下部通过径向贯穿反应塔塔壁的返灰斜槽连接返灰子系统，压力变送器分别安装在反应塔的烟气入口和烟气出口管道上，DCS与上位机之间采用总线数据交换，烟气检测仪与上位机采用总线进行通讯，数据通过上位机发送到DCS中，DCS控制相应的加石灰子系统、喷水子系统和返灰子系统。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷技术领域，特别涉及一种半干法脱硫系统及控制方法。
背景技术
近年来，随着社会的发展和环保意识的进一步提升，人们越来越重视各种工业污染问题。建陶行业属于能耗大、污染大的行业之一，在生产过程中排出的烟气主要来自喷雾干燥塔和烧成窑炉，这些烟气的主要污染物是粉尘和二氧化硫、氮氧化物等有害物质，因而需要经过脱硫处理后达到国标GB 25464-2010《陶瓷工业污染物排放标准》的要求才能排放。
现有的脱硫方法主要有湿法、干法和半干法三种，其中湿法烟气脱硫技术是使用液体碱性吸收剂洗涤烟气以除去二氧化硫，该技术的优点是反应速度快，脱硫效果好，技术比较成熟，生产运行安全可靠，但该工艺系统复杂，耗水量大，存在设备及基建设施易被腐蚀、废水处理难度大的难题，如果脱硫废水没及时处理发生外溢会造成严重的环保事故，因此使用范围受到限制；干法烟气脱硫技术是在脱硫塔内设置填充有脱硫剂的过滤装置，烟气通过过滤装置时，其中所含的二氧化硫和氮氧化物被脱硫剂吸收，达到烟气脱硫的目的，该技术具有工艺流程简单、无污水排放、腐蚀小等优点，其缺点是吸收剂的利用率和脱硫效率较低，钙硫比高，飞灰与脱硫产物相混，严重影响副产物的综合利用，并且脱硫塔容易结垢需增加除尘设备，存在局限性；半干法脱硫技术介于湿法脱硫和干法脱硫之间，是指以循环流化床为基础，通过消石灰在床内的多次循环，将烟气中的二氧化硫和氮氧化物吸收，在床内完成脱硫过程，这种技术的特点是腐蚀性小，工艺可靠，不产生废水等二次污染物，虽然脱硫率达到80％左右，相比湿法脱硫技术，脱硫效率还是稍低，同时半干法脱硫系统自动控制难度大，影响烟气脱硫效率。
因此，如何通过技术工艺的创新，提高半干法脱硫技术的脱硫效率，同时简化脱硫系统操作程序，提升系统可控性，使烟气达标排放是陶瓷行业清洁生产技术的重要攻关方向。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种脱硫效率高、响应速度快、自动控制稳定运行的半干法脱硫系统控制方法。
本发明的技术解决方案是所述半干法脱硫系统，其特殊之处在于，所述半干法脱硫系统包括上位机、DCS、烟气检测仪、反应塔、加石灰子系统、喷水子系统、返灰子系统，所述反应塔的底部设有烟气入口，反应塔的顶部设有烟气出口，烟气出口通过烟气管道连通返灰子系统的布袋除尘器，位于反应塔的上部通过径向贯穿反应塔塔壁的石灰输送管连接加石灰子系统，加石灰子系统设置在反应塔的循环流化床中，位于反应塔的中部通过径向贯穿反应塔塔壁的喷水管伸入反应塔腔体内的喷水喷头，位于反应塔的下部通过径向贯穿反应塔塔壁的返灰斜槽连接返灰子系统，第一压力变送器和第二压力变送器分别安装在反应塔的烟气入口和烟气出口管道上， DCS与上位机之间采用总线进行数据交换，电控柜设定半干法脱硫系统运行参数，烟气检测仪与上位机采用总线进行通讯，数据通过上位机发送到DCS 中，DCS控制相应的加石灰子系统、喷水子系统和返灰子系统。
作为优选：所述反应塔由塔体下端设置的烟气入口、塔腔中间设置的循环流化床、塔体上端设置的烟气出口、烟气出口通过烟气出口管道连接返灰子系统的布袋除尘器、烟气出口管道上安装的引风机和烟气检测仪、烟气管道尾端设置的烟气排放口组成。
作为优选：所述加石灰子系统由石灰料罐、石灰罐下方连接的螺旋搅拌机、螺旋搅拌机连接的石灰输送管、石灰输送管上安装的热风伴风机、石灰罐内设置可实时显示石灰余量的静态称重设备组成；经破碎粉磨的石灰存储在石灰罐中，热风伴风机将热风拌热温度自动衡定在90～105℃之间，使螺旋搅拌机以及石灰输送管不积粉、不堵塞，灰料罐中的石灰经石灰输送管运输到反应塔中。
作为优选：所述喷水子系统由水箱、与反应塔连通的输水管、输水管延伸到反应塔塔腔内的喷水喷头、输水管上设置用于控制水箱启停和水量的水泵和流量计、设于反应塔烟气出口用于检测烟气出口温度的电热偶组成。
作为优选：所述返灰子系统由通过烟气管道连通反应塔的烟气出口的布袋除尘器、布袋除尘器下端设置的螺旋电机、通过管道分别连通反应塔与布袋除尘器的返灰斜槽、返灰斜槽底面安装的多个伴热风管、伴热风管安装的伴热风阀门、伴热风管端部设置在返灰斜槽管道上的斜槽流化风伴热机组成。
作为优选：所述返灰斜槽由钢材焊接成正方体管道，与水平面安装角度5～30度，返灰斜槽内部下端面装有一层耐150℃高温、耐腐蚀、耐磨损材质的布帘，布帘与斜槽下端面距离0.5～5mm。
本发明的技术解决方案是所述半干法脱硫系统的控制方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
⑴通电，系统开机，DCS程序输入控制参数；
⑵启动引风机，打开风机闸板；
⑶建反应塔的循环流化床床压，若压力不符合系统的设定值，则DCS 发出指令，返灰子系统根据半干法脱硫系统参数设定进行循环流化床床压调控，并形成可行的循环流化床床压后返回上一步骤；若压力符合设定系统设定值，则开始自动抽烟气进行脱硫除尘；
⑷烟气检测仪对烟气排放进行SO2检测，判断烟气SO2的排放值是否小于等于设定值20mg/m3，若判断为否，则加石灰子系统控制加入新石灰，延时2分钟后再次检测SO2排放值，重复动作直至烟气SO2的排放值小于等于设定值；若判断为是，则进入下一步骤；
⑸喷水子系统的电热偶检测反应塔烟气出口温度，判断烟气出口温度是否在设定值范围内，若判断为否，则喷水子系统自动调用自编PID-1功能块进行调整喷水量，重复动作直至烟气出口温度在设定值内；若判断为是，则进入下一步骤；
⑹进行反应塔循环流化床床压控制，判断床压是否在设定值范围内，若判断为否，则返灰子系统自动调用自编PID-2功能块进行床压调控后返回上一步骤，若判断为是，则进入下一步骤；
⑺调控其他配套设备运行，完成烟气脱硫达标排放后返回步骤⑷开始新的循环。
作为优选：所述步骤⑸进一步包括：喷水子系统启动，打开水箱的水泵开始往反应塔的循环流化床内喷水降温，电热偶实时检测烟气出口温度，当电热偶检测烟气出口温度高于设定值时，调用自编PID-1功能块进行调整加大喷水量，烟气出口温度开始下降并稳定在设定温度值附近；喷水子系统控制采用DCS，用SCL脚本语言编写PID功能块，在主程序中调用；调用PID-1功能块时，配上设定的输入输出参数；PID-1功能块的运算公式：
Y＝(PV-SV)×(Kp+1/Ti)
式中：Y--PID算法输出值；PV--电热偶检测反馈温度值；SV--烟气出口温度设定值；Kp--增益参数；Ti--参数积分时间；
为达到精准的温度检测喷水量调控效果，参数设定：温度设定值SV为 105.0，增益参数Kp为50.0，参数积分时间Ti为30.0，当Kp越大系统反应越快，调节时间短，Ti越大，积分时间越长，系统调节越精细，使电热偶TC检测反馈温度值PV更接近于烟气出口温度设定值SV。
作为优选：所述自编PID-1功能块具有抗饱和积分功能，DCS程序写成功能块结构，配上相应的参数输入，由DCS输出模块到变频器，调整电机旋转速度进而调整喷水量，以达到排放数据达标功能；
通过烟气出口温度控制在90～105℃之间，排放到后一级的烟气温度不至于过高烧坏布袋除尘器，喷水子系统自动控制喷水除具有降低烟气温度作用外，还可以对烟气进行加湿，增大石灰活性作用，有利于降低石灰用量，减少成本。
作为优选：所述步骤⑶与步骤⑹进一步包括：所述返灰子系统控制也采用DCS，用SCL脚本语言编写PID-2功能块，在主程序中调用；调用PID-2 功能块时，配上设定的输入输出参数；PID-2功能块的运算公式：
Y＝(PV-SV)×(Kp+1/Ti)
式中：Y--PID算法输出值；PV--第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值；SV--床压设定值；Kp--增益参数；Ti--参数积分时间；
为达到床压调控效果，参数设定：第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值SV为1100.0，增益参数Kp为30.0，参数积分时间Ti为50.0，当Kp越大系统反应越快，调节时间短，Ti越大，积分时间越长，系统调节越精细，使第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值PV更接近于床压设定值SV；
采用所述自编PID-2程序，DCS程序写成功能块结构，配上相应的参数输入，由DCS输出模块到变频器，调整螺杆电机旋转速度，进而调整返灰流量；
循环流化床床压控制在700～1100Pa范围内，可使床内脱硫剂不会蹋床，脱硫经济性好，返灰子系统中的返灰斜槽下面安装多个伴热风管，斜槽流化风伴热机启动，拌热风温度控制在90℃左右，热风将设于返灰斜槽内部的布帘轻微向上吹起形成振动，更好的带动返灰流动，而布帘振动频率大小由伴热风管上的伴热风阀门控制，阀门开度大时布帘振动幅度大，阀门开度小时布帘振动幅度小，通过控制布帘振动，从而保障返灰时不会堵塞斜槽。
本发明另一的技术解决方案是所述半干法脱硫系统循环流化床的温度控制方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
⑴系统自动运行；
⑵判断出口温度PV是否大于105摄氏度？若为是，则进入下一步骤；
⑶DCS增加输出量；
⑷水泵转速加快增加喷水量，返回步骤⑵；
⑸判断出口温度PV是否大于105摄氏度？若为否，则进一步判断出口温度PV是否小于105摄氏度？若为否，则返回步骤⑵；若为是，则走入下一步骤：
⑹DCS减少输出量；
⑺水泵转速减慢减少喷水量，返回步骤⑵。
本发明的再一技术解决方案是所述半干法脱硫系统循环流化床的床压控制方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
⑴系统自动运行；
⑵判断床压设定值是否大于1100？若为是，则进入下一步骤：
⑶DCS减少输出量；
⑷螺旋电机转速减慢返灰子系统减少返灰量，返回步骤⑵；
⑸判断床压设定值是否大于1100？若为否，则进一步判断床压设定值是否小于1100？若为否，返回步骤⑵；若为是，则进入下一步骤：
⑹螺旋电机转速加快返灰子系统增加返灰量，返回步骤⑵。
与现有技术相比，本发明的有益效果:
⑴本发明既有湿法脱硫响应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法脱硫无二次污水废酸污染物排出、设备腐蚀小、工艺流程简单的优势，可以使陶瓷烟气二氧化硫和粉尘颗粒物排放浓度达到国家排放标准和广东最新陶瓷工业大气污染物排放标准。
⑵本发明的系统可自行控制连续物料添加、喷水调温、返灰回用、排烟检测等，人员配备少，自动化程度高，运行稳定可控，能有效降低脱硫成本。
⑶本发明半干法脱硫系统集脱硫、除尘、输灰一体化设计，通过系统 PID编写自动精准控制烟气与脱硫剂充分反应，循环流化床床压稳定受控不蹋床，提高烟气的循环倍率和石灰利用率，脱硫除尘效率高，排放浓度远低于超低排放标准值，具有显著的环保生态和经济效益，符合国家节能减排绿色生产发展方向。
附图说明
图1是本发明半干法脱硫系统结构示意图；
图2是本发明半干法脱硫系统控制模型图；
图3是半干法脱硫系统控制方法流程图；
图4是本发明半干法脱硫系统循环流化床温度控制流程图图；
图5是本发明半干法脱硫系统循环流化床床压控制流程图图。
主要组件符号说明：
| 上位机1 | DCS 2 | 烟气检测仪3 | 反应塔4 |
| 烟气入口41 | 循环流化床42 | 烟气出口43 | 烟气管道44 |
| 烟气排放口45 | 加石灰子系统5 | 石灰料罐51 | 螺旋搅拌机52 |
| 石灰输送管53 | 热风伴风机54 | 喷水子系统6 | 水箱61 |
| 输水管62 | 水泵63 | 流量计64 | 喷水喷头65 |
| 电热偶66 | 返灰子系统7 | 布袋除尘器71 | 螺旋电机72 |
| 返灰斜槽73 | 斜槽流化风伴热机74 | 伴热风阀门75 | 伴热风管76 |
| 布帘77 | 第一压力变送器78 | 第二压力变送器79 | 电控柜8 |
| 引风机9 |
具体实施方式
本发明下面将结合附图作进一步详述：
请参阅图1所示，半干法脱硫系统包括上位机1、DCS2、烟气检测仪3、反应塔4、加石灰子系统5、喷水子系统6、返灰子系统7和引风机9，所述反应塔4的底部设有烟气入口41，反应塔4的顶部设有烟气出口43，烟气出口43通过烟气管道连通返灰子系统7的布袋除尘器71，位于反应塔4 的上部通过径向贯穿反应塔塔壁的石灰输送管53连接加石灰子系统5，加石灰子系统5设置在反应塔4的循环流化床42中，位于反应塔4的中部通过径向贯穿反应塔塔壁的喷水管伸入反应塔4腔体内的喷水喷头65，位于反应塔4的下部通过径向贯穿反应塔塔壁的返灰斜槽73连接返灰子系统7，第一压力变送器78和第二压力变送器79分别安装在反应塔4的烟气入口和烟气出口管道上；
请参阅图2所示，所述上位机1采用工控机，上位机1与2DCS2之间采用PN或其它总线进行数据交换，电控柜8设定半干法脱硫系统运行参数，烟气检测仪3与上位机1采用RS485总线进行通讯，数据通过上位机1发送到DCS2中，DCS2控制相应的加石灰子系统5、喷水子系统6、返灰子系统7。
所述反应塔4下端设有烟气入口41，中间为循环流化床42，上端设有烟气出口43，烟气出口43通过烟气出口管道44连接布袋除尘器71，同时烟气出口管道44上还安装有引风机9和烟气检测仪3，烟气管道44尾端为烟气排放口45。
所述加石灰子系统5由石灰料罐51、螺旋搅拌机52、石灰输送管53和热风伴风机54组成，经破碎粉磨的石灰存储在石灰罐51中，石灰罐51设有静态称重构件，可实时显示石灰余量，石灰罐51下方设有螺旋搅拌机52，螺旋搅拌机52连接石灰输送管53，石灰输送管53上装有热风伴风机54，热风伴风机能将热风拌热温度自动衡定在90-105℃之间，使螺旋搅拌机以及石灰输送管不积粉、不堵塞，灰料罐51中的石灰经石灰输送管53运输到反应塔4中。
所述喷水子系统6由水箱61、输水管62、水泵63、流量计64、喷水喷头65和电热偶66组成，水箱61通过输水管62与反应塔4相连通，输水管62上设有水泵63和流量计64，用于控制水箱61的启停和水量，同时电热偶TC56设于反应塔4的烟气出口上，用于检测烟气出口温度。
所述返灰子系统7由布袋除尘器71、螺旋电机72、返灰斜槽73、斜槽流化风伴热机74、伴热风阀门75、伴热风管76、布帘77、第一压力变送器78和第二压力变送器79组成，布袋除尘器71通过烟气管道连通反应塔 4的烟气出口，布袋除尘器71下端设有螺旋电机72并连接与返灰斜槽73，斜槽流化风伴热机74通过管道连接返灰斜槽73，返灰斜槽73通过管道连通反应塔4，返灰斜槽73由钢材焊接成正方体管道，与水平面安装角度5-30 度，返灰斜槽73内部下端面装有一层耐150℃高温、耐腐蚀、耐磨损材质的布帘77，布帘77与斜槽下端面距离0.5-5mm，斜槽下面安装多个伴热风管66，伴热风管76装有伴热风阀门75，第一压力变送器78和第二压力变送器79分别安装在反应塔4的烟气入口和烟气出口管道上。
请参阅图3，半干法脱硫系统控制方法，其包括以下步骤：
1)通电，系统开机，DCS程序输入控制参数；
2)启动引风机，打开风机闸板；
3)建反应塔的循环流化床床压，若压力不符合系统的设定值，则DCS 发出指令，返灰子系统根据半干法脱硫系统参数设定进行循环流化床床压调控，并形成可行的循环流化床床压后后返回上一步骤；若压力符合设定系统设定值，则开始自动抽烟气进行脱硫除尘；
4)烟气检测仪对烟气排放进行SO2检测，判断烟气SO2的排放值是否小于等于设定值20mg/m3，若判断为否，则加石灰子系统控制加入新石灰，延时2分钟后再次检测SO2排放值，重复动作直至烟气SO2的排放值小于等于设定值；若判断为是，则进入下一步骤；
5)喷水子系统的电热偶检测反应塔烟气出口温度，判断烟气出口温度是否在设定值范围内，若判断为否，则喷水子系统自动调用自编PID-1功能块进行调整喷水量，重复动作直至烟气出口温度在设定值内；若判断为是，则进入下一步骤；
6)进行反应塔循环流化床床压控制，判断床压是否在设定值范围内，若判断为否，则返灰子系统自动调用自编PID-2功能块进行床压调控后返回上一步骤，若判断为是，则进入下一步骤；
7)调控其他配套设备运行，完成烟气脱硫达标排放后返回步骤4)开始新的循环。
下面结合图2-5对本发明的陶瓷连续式球磨机控制方法作进一步说明。
上位机采用工控机，DCS与上位机之间采用PN或其它总线进行数据交换，烟气检测仪与上位机采用RS485总线进行通讯，数据通过上位机发送到DCS中；烟气检测仪工作模式为实时在线，将烟气中的烟尘、SO2、氮氧化物、烟气流速流量等数据发送到上位机中；经计算机系统仿真，反应塔开始运行，引风机启动，开始反应塔循环流化床建床压，烟气从循环流化床入口到排放数据检测点需要16秒时间，SO2排放设定值需同时考虑经济性好、系统反应速度快，当设定值值大于25mg/m3以上时，系统反应迟滞反应慢，容易引起排放不达标，当设定值值小于15mg/m3以下时，排放经济性不好，造成石灰浪费，结合国家排放标准和广东省最新排放标准，选择设定值值为20mg/m3，可使系统添加新石灰时排放数据达标排放。当烟气检测仪检测烟气排放数据SO2的设定值大于20mg/m3时，DCS控制加灰子系统，打开螺旋搅拌机，加入新石灰，新石灰进入循环后，烟气排放数据SO2即开始下降，达到稳定排放的目的，新加时灰开始后，延时2分钟再关闭，系统进入下一个采集监控周期；重复动作直至烟气SO2的排放值小于等于设定值。
喷水子系统自动运行，打开水箱的水泵开始往反应塔的循环流化床内喷水，输水管上的流量计开始计量，烟气出口温度自动控制设定值为105℃，电热偶实时检测烟气出口温度，当电热偶检测烟气出口温度高于设定值时， DCS根据烟气出口温度检测值发出增加输出量指令，喷水子系统自动调用自编PID-1功能块进行运算后，输出电流信号控制水泵加快转速增加喷水量，由输水管上的喷水喷头向反应塔喷水降低温度；当电热偶检测烟气出口温度低于设定值时，DCS发出减少输出量指令，喷水子系统经自编PID-1功能块进行运算后，输出电流信号控制水泵减慢转速减少喷水量，直至烟气出口温度在设定控制范围内，系统进入下一个采集监控周期。
喷水子系统控制采用DCS，用SCL脚本语言编写PID-1功能块，PID-1 的运算公式为Y＝(PV-SV)×(Kp+1/Ti),式中Y为PID算法输出值，PV 为电热偶检测反馈温度值，SV为烟气出口温度设定值，Kp为增益参数；Ti 为参数积分时间，为达到精准的温度检测喷水量调控效果，参数设定：烟气出口温度设定值SV为105℃，增益参数Kp为50.0，参数积分时间Ti为30.0，当Kp越大系统反应越快，调节时间短，Ti越大，积分时间越长，系统调节越精细，使电热偶检测反馈温度值PV更接近于烟气出口温度设定值 SV。
通过DCS输出指令，喷水子系统调用自编PID-1功能块控制水泵转速，进而调整喷水量，以达到排放数据达标功能，烟气出口温度控制在90-105℃之间，使排放到后一级的烟气温度不至于过高烧坏布袋除尘器，喷水子系统自动控制喷水除具有降低烟气温度作用外，还可以对烟气进行加湿，增大石灰活性作用，有利于降低石灰用量，减少成本。
返灰子系统自动运行，脱硫后的烟气经烟气管道上的布袋除尘器后排出，烟气中的循环灰经布袋除尘器收集到返灰斜槽中，再由返灰斜槽循环输送到脱硫反应塔中，反应塔的循环流化床床压设定值为1100Pa，分别安装在反应塔烟气入口和烟气出口管道上的第一压力变送器及第二压力变送器实时检测反应塔的循环流化床床压，当第一压力变送器和第二压力变送器检测循环流化床床压高于设定值时，DCS根据循环流化床床压检测值发出减少输出量指令，返灰子系统自动调用自编PID-2功能块进行运算后，输出电流信号控制螺旋电机减慢转速，从而减少返灰流量，同时斜槽流化风伴热机转动也减缓，伴热风管风力降低，返灰斜槽中的布帘振动幅度小，返灰流动进一步减缓，循环流化床床压下降，达到稳定床压作用；当第一压力变送器和第二压力变送器检测循环流化床床压低于设定值时，返灰子系统经自编PID-2功能块进行运算后，输出电流信号控制螺旋电机加快转速，增加返灰流量，同时斜槽流化风伴热机转动也加快，伴热风管风力增加，返灰斜槽中的布帘振动幅度大，返灰流动性好，进入反应塔的循环灰增多，加快循环流化床床压的上升速度，直至循环流化床床压在设定控制范围内，系统进入下一个采集监控周期。
返灰子系统控制同样采用DCS，用SCL脚本语言编写PID-2功能块， PID-2的运算公式为Y＝(PV-SV)×(Kp+1/Ti),式中Y为PID算法输出值， PV为第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值，SV为床压设定值， Kp为增益参数；Ti为参数积分时间，为达到精准的温度检测喷水量调控效果，参数设定：第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值SV为 1100.0，增益参数Kp为30.0，参数积分时间Ti为50.0，当Kp越大系统反应越快，调节时间短，Ti越大，积分时间越长，系统调节越精细，使第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值PV更接近于床压设定值 SV。
通过DCS输出指令，返灰子系统调用自编PID-2功能块控制螺杆电机旋转速度，进而调整返灰流量，稳定循环流化床床压。为有效稳定控反应塔内差压，循环流化床床压控制在700～1100Pa范围内，可使床内脱硫剂不会蹋床，脱硫经济性好，同时返灰子系统中的返灰斜槽下面安装多个伴热风管，斜槽流化风伴热机启动，拌热风温度控制在90℃左右，热风将设于返灰斜槽内部的布帘轻微向上吹起形成振动，更好的带动返灰流动，而布帘振动频率大小由伴热风管上的伴热风阀门控制，阀门开度大时布帘振动幅度大，阀门开度小时布帘振动幅度小，通过控制布帘振动，从而保障返灰时不会堵塞斜槽。
请参阅图4所示，半干法脱硫系统循环流化床的温度控制方法，包括以下步骤：
⑴系统自动运行；
⑵判断出口温度PV是否大于105摄氏度？若为是，则进入下一步骤；
⑶DCS增加输出量；
⑷水泵转速加快增加喷水量，返回步骤⑵；
⑸判断出口温度PV是否大于105摄氏度？若为否，则进一步判断出口温度PV是否小于105摄氏度？若为否，则返回步骤⑵；若为是，则走入下一步骤：
⑹DCS减少输出量；
⑺水泵转速减慢减少喷水量，返回步骤⑵。
请参阅图5所示，半干法脱硫系统循环流化床的床压控制方法，包括以下步骤：
⑴系统自动运行；
⑵判断床压设定值是否大于1100？若为是，则进入下一步骤：
⑶DCS减少输出量；
⑷螺旋电机转速减慢返灰子系统减少返灰量，返回步骤⑵；
⑸判断床压设定值是否大于1100？若为否，则进一步判断床压设定值是否小于1100？若为否，返回步骤⑵；若为是，则进入下一步骤：
⑹螺旋电机转速加快返灰子系统增加返灰量，返回步骤⑵。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种半干法脱硫系统，所述半干法脱硫系统包括烟气检测仪、反应塔、加石灰子系统、喷水子系统、返灰子系统，所述反应塔的底部设有烟气入口，反应塔的顶部设有烟气出口，烟气出口通过烟气管道连通返灰子系统的布袋除尘器，位于反应塔的上部通过径向贯穿反应塔塔壁的石灰输送管连接加石灰子系统，加石灰子系统设置在反应塔的循环流化床中，位于反应塔的中部通过径向贯穿反应塔塔壁的喷水管伸入反应塔腔体内的喷水喷头，所述喷水子系统的输水管上设有流量计；位于反应塔的下部通过径向贯穿反应塔塔壁的返灰斜槽连接返灰子系统，其特征在于，设于反应塔烟气出口的电热偶，用于实时检测烟气出口温度，DCS依检测结果指令调整喷水子系统的喷水量；
喷水子系统控制采用DCS，用SCL脚本语言编写PID-1功能块，PID-1的运算公式：
Y＝(PV-SV)×(Kp+1/Ti),
式中：Y为PID算法输出值，PV为电热偶检测反馈温度值，SV为烟气出口温度设定值，Kp为增益参数；Ti为参数积分时间；
为达到精准的温度检测喷水量调控效果，参数设定：烟气出口温度设定值SV为105℃，增益参数Kp为50.0，参数积分时间Ti为30.0，当Kp越大系统反应越快，调节时间短，Ti越大，积分时间越长，系统调节越精细，使电热偶检测反馈温度值PV更接近于烟气出口温度设定值SV；
当电热偶检测烟气出口温度低于设定值时，DCS发出减少输出量指令，喷水子系统经自编PID-1功能块进行运算后，输出电流信号控制水泵减慢转速减少喷水量，直至烟气出口温度在设定控制范围内，系统进入下一个采集监控周期；
所述返灰子系统由通过烟气管道连通反应塔的烟气出口的布袋除尘器、布袋除尘器下端设置的螺旋电机、通过管道分别连通反应塔与布袋除尘器的返灰斜槽、返灰斜槽底面安装的多个伴热风管、伴热风管安装的伴热风阀门、伴热风管端部设置在返灰斜槽管道上的斜槽流化风伴热机组成；第一压力变送器和第二压力变送器分别安装在反应塔的烟气入口和烟气出口管道上；
当第一压力变送器和第二压力变送器检测循环流化床床压高于设定值时，DCS根据循环流化床床压检测值发出减少输出量指令，返灰子系统自动调用自编PID-2功能块进行运算后，输出电流信号控制螺旋电机减慢转速，从而减少返灰流量，同时斜槽流化风伴热机转动也减缓，伴热风管风力降低，返灰斜槽中的布帘振动幅度小，返灰流动进一步减缓，循环流化床床压下降，达到稳定床压作用；
返灰子系统控制同样采用DCS，用SCL脚本语言编写PID-2功能块，PID-2功能块的运算公式：
Y=(PV-SV)×(Kp+1/Ti)
式中：Y--PID算法输出值；PV--第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值；SV--床压设定值；Kp--增益参数；Ti--参数积分时间；
为达到精准的温度检测喷水量调控效果，参数设定：第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值SV为1100.0，增益参数Kp为30.0，参数积分时间Ti为50.0，当Kp越大系统反应越快，调节时间短，Ti越大，积分时间越长，系统调节越精细，使第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值PV更接近于床压设定值SV；
当第一压力变送器和第二压力变送器检测循环流化床床压低于设定值时，返灰子系统经自编PID-2功能块进行运算后，输出电流信号控制螺旋电机加快转速，增加返灰流量，同时斜槽流化风伴热机转动也加快，伴热风管风力增加，返灰斜槽中的布帘振动幅度大，返灰流动性好，进入反应塔的循环灰增多，加快循环流化床床压的上升速度，直至循环流化床床压在设定控制范围内，系统进入下一个采集监控周期；
所述半干法脱硫系统包括上位机、DCS；DCS与上位机之间采用总线进行数据交换，电控柜设定半干法脱硫系统运行参数，烟气检测仪与上位机采用总线进行通讯，数据通过上位机发送到DCS中，DCS控制相应的加石灰子系统、喷水子系统和返灰子系统。
2.根据权利要求1所述半干法脱硫系统，其特征在于，所述上位机采用工控机，DCS与上位机之间采用PN或其它总线进行数据交换，烟气检测仪与上位机采用RS485总线进行通讯，数据通过上位机发送到DCS中；烟气检测仪工作模式为实时在线，将烟气中的烟尘、SO2、氮氧化物、烟气流速流量的数据发送到上位机中；经计算机系统仿真，反应塔开始运行，引风机启动，开始反应塔循环流化床建床压，烟气从循环流化床入口到排放数据检测点需要16秒时间，SO2排放设定值需同时考虑经济性好、系统反应速度快，当设定值大于25mg/m3以上时，系统反应迟滞反应慢，容易引起排放不达标，当设定值小于15mg/m3以下时，排放经济性不好，造成石灰浪费，结合排放标准，选择设定值为20mg/m3，使系统添加新石灰时排放数据达标排放；当烟气检测仪检测烟气排放数据SO2的设定值大于20mg/m3时，DCS控制加灰子系统，打开螺旋搅拌机，加入新石灰，新石灰进入循环后，烟气排放数据SO2即开始下降，达到稳定排放的目的，新加石灰开始后，延时2分钟再关闭，系统进入下一个采集监控周期；重复动作直至烟气SO2的排放值小于等于设定值。
3.根据权利要求1所述半干法脱硫系统，其特征在于，所述加石灰子系统由石灰罐、石灰罐下方连接的螺旋搅拌机、螺旋搅拌机连接的石灰输送管、石灰输送管上安装的热风伴风机、石灰罐内设置可实时显示石灰余量的静态称重设备组成；经破碎粉磨的石灰存储在石灰罐中，热风伴风机将热风拌热温度自动衡定在90～105℃之间，使螺旋搅拌机以及石灰输送管不积粉、不堵塞，灰料罐中的石灰经石灰输送管运输到反应塔中。
4.根据权利要求1所述半干法脱硫系统，其特征在于，所述返灰斜槽由钢材焊接成正方体管道，与水平面安装角度5～30度，返灰斜槽内部下端面装有一层耐150℃高温、耐腐蚀、耐磨损材质的布帘，布帘与斜槽下端面距离0.5～5mm。
5.一种半干法脱硫系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
⑴通电，系统开机，DCS程序输入控制参数；
⑵启动引风机，打开风机闸板；
⑶建反应塔的循环流化床床压，若压力不符合系统的设定值，则DCS发出指令，返灰子系统根据半干法脱硫系统参数设定进行循环流化床床压调控，并形成可行的循环流化床床压后返回上一步骤；若压力符合设定系统设定值，则开始自动抽烟气进行脱硫除尘；
⑷烟气检测仪对烟气排放进行SO2检测，判断烟气SO2的排放值是否小于等于设定值20mg/m3，若判断为否，则加石灰子系统控制加入新石灰，延时2分钟后再次检测SO2排放值，重复动作直至烟气SO2的排放值小于等于设定值；若判断为是，则进入下一步骤；
⑸喷水子系统的电热偶检测反应塔烟气出口温度，判断烟气出口温度是否在设定值范围内，若判断为否，则喷水子系统自动调用自编PID-1功能块进行调整喷水量，重复动作直至烟气出口温度在设定值内；若判断为是，则进入下一步骤；所述步骤⑸包括：喷水子系统启动，打开水箱的水泵开始往反应塔的循环流化床内喷水降温，电热偶实时检测烟气出口温度，当电热偶检测烟气出口温度高于设定值时，调用自编PID-1功能块进行调整加大喷水量，烟气出口温度开始下降并稳定在设定温度值附近；喷水子系统控制采用DCS，用SCL脚本语言编写PID-1功能块，在主程序中调用；调用PID-1功能块时，配上设定的输入输出参数；PID-1功能块的运算公式：
Y=（PV-SV）×（Kp+1/Ti）
式中：Y--PID算法输出值；PV--电热偶检测反馈温度值；SV--烟气出口温度设定值；Kp--增益参数；Ti--参数积分时间；
为达到精准的温度检测喷水量调控效果，参数设定：温度设定值SV为105.0，增益参数Kp为50.0，参数积分时间Ti为30.0，当Kp越大系统反应越快，调节时间短，Ti越大，积分时间越长，系统调节越精细，使电热偶TC检测反馈温度值PV更接近于烟气出口温度设定值SV；
⑹进行反应塔循环流化床床压控制，判断床压是否在设定值范围内，若判断为否，则返灰子系统自动调用自编PID-2功能块进行床压调控后返回上一步骤，若判断为是，则进入下一步骤；
所述步骤⑹包括：所述返灰子系统控制也采用DCS，用SCL脚本语言编写PID-2功能块，在主程序中调用；调用PID-2功能块时，配上设定的输入输出参数；PID-2功能块的运算公式：
Y=（PV-SV）×（Kp+1/Ti）
式中：Y--PID算法输出值；PV--第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值；SV--床压设定值；Kp--增益参数；Ti--参数积分时间；
为达到床压调控效果，参数设定：第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值SV为1100.0，增益参数Kp为30.0，参数积分时间Ti为50.0，当Kp越大系统反应越快，调节时间短，Ti越大，积分时间越长，系统调节越精细，使第一压力变送器和第二压力变送器检测反馈床压值PV更接近于床压设定值SV；
采用所述自编PID-2程序，DCS程序写成功能块结构，配上相应的参数输入，由DCS输出模块到变频器，调整螺旋电机旋转速度，进而调整返灰流量；
循环流化床床压控制在700～1100Pa范围内，返灰子系统中的返灰斜槽下面安装多个伴热风管，斜槽流化风伴热机启动，拌热风温度控制在90℃，热风将设于返灰斜槽内部的布帘轻微向上吹起形成振动，更好的带动返灰流动，而布帘振动频率大小由伴热风管上的伴热风阀门控制，阀门开度大时布帘振动幅度大，阀门开度小时布帘振动幅度小，通过控制布帘振动，从而保障返灰时不会堵塞斜槽；
⑺调控其他配套设备运行，完成烟气脱硫达标排放后返回步骤⑷开始新的循环。
6.根据权利要求5所述半干法脱硫系统的控制方法，其特征在于，所述自编PID-1功能块具有抗饱和积分功能，DCS程序写成功能块结构，配上相应的参数输入，由DCS输出模块到变频器，调整水泵电机旋转速度进而调整喷水量，以达到排放数据达标功能；
通过烟气出口温度控制在90～105℃之间，排放到后一级的烟气温度不至于过高烧坏布袋除尘器，喷水子系统自动控制喷水除具有降低烟气温度作用外，还可以对烟气进行加湿，增大石灰活性作用，有利于降低石灰用量，减少成本。
7.一种根据权利要求1所述的半干法脱硫系统的循环流化床的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
⑴系统自动运行；
⑵判断出口温度PV是否大于105摄氏度？若为是，则进入下一步骤；
⑶DCS增加输出量；
⑷水泵转速加快增加喷水量，返回步骤⑵；
⑸判断出口温度PV是否大于105摄氏度？若为否，则进一步判断出口温度PV是否小于105摄氏度？若为否，则返回步骤⑵；若为是，则走入下一步骤：
⑹DCS减少输出量；
⑺水泵转速减慢减少喷水量，返回步骤⑵。
8.一种根据权利要求1所述的半干法脱硫系统的循环流化床的床压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
⑴系统自动运行；
⑵判断床压设定值是否大于1100？若为是，则进入下一步骤：
⑶DCS减少输出量；
⑷螺旋电机转速减慢返灰子系统减少返灰量，返回步骤⑵；
⑸判断床压设定值是否大于1100？若为否，则进一步判断床压设定值是否小于1100？若为否，返回步骤⑵；若为是，则进入下一步骤：
⑹螺旋电机转速加快返灰子系统增加返灰量，返回步骤⑵。
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