CN208482258U - 一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置，涉及风机节能及控制技术领域，包括第一脱硫吸收塔和第二脱硫吸收塔，所述第一脱硫吸收塔连接有可检测其内部亚硫酸盐浓度的第一亚硫酸盐浓度测量装置，所述第二脱硫吸收塔连接有可检测其内部亚硫酸盐浓度的第二亚硫酸盐浓度测量装置，所述第一脱硫吸收塔分别连接有第一氧化风机和第二氧化风机，所述第一氧化风机的进气口处安装有第一风量自调节装置，所述第二氧化风机的进气口处安装有第二风量自调节装置，所述第二脱硫吸收塔连接有第三氧化风机，所述第三氧化风机的进气口处安装有第三风量自调节装置；本实用新型可最大地发挥系统节能能力，实现自动控制、自动运行。

Description

一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置

技术领域

本实用新型涉及风机节能及控制技术领域，特别涉及一炉双塔双循环脱硫氧化风系统中脱硫氧化风机的节能及控制技术领域。

背景技术

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前世界上对燃煤电厂燃煤过程中产生的二氧化硫脱除应用最广泛、技术最成熟的技术，约占已安装WFGD机组容量的90％。该法是以石灰石为脱硫吸收剂，通过向吸收塔内喷入吸收剂浆液，使之与烟气充分接触、混合，并对烟气进行洗涤，使得烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的强制氧化空气化学反应，最后生成石膏，从而达到脱除二氧化硫的目的；该工艺具有脱硫效率高、运行可靠性高、吸收利用率高、能适应大容量机组和高浓度二氧化硫烟气条件等特点，然而在二氧化硫被吸收、中和、氧化、结晶并形成最终产物(主要是CaSO₃和CaSO₄.2H₂O)的整个过程中其所需的氧化风量和CaSO₄.2H₂O(石膏)的品质没有有效地控制方法。

目前脱硫运行主要控制方式是以吸收塔出口二氧化硫的浓度为目标，入口二氧化硫浓度为前馈信号，浆液PH值大小为主要控制手段来控制浆液循泵台数和新石灰石浆液投入量，从而控脱硫效率和出口SO₂浓度；以吸收塔内底部浆液密度大小来控制结晶程度，设计密度在1050kg/m³～1250kg/m³,实际运行在1120kg/m³～1140kg/m³进行排浆脱水制石膏，石膏的纯度靠人工化验，时间相隔8小时以上，化验的结果代表性差，不能指导运行控制，所以人工化验因不可持续而终止。因此，在实际运行中对氧化的程度和石膏的纯度无控制手段。

在对氧化风机设计选型的过程中，其参数是按照锅炉燃煤最大的设计含硫量和最大燃料量来计算设计的，实际运行氧化风机是按照设计值进行定压头、定流量、定功率，氧化风量处于无监控调整状态，一直保持设计负荷运行。直接导致大量的电能损害，增加了运行成本；虽然部分业主方进行了相应的改造，如在吸收塔内将氧化风管布置方式进行调整，使氧化均匀度和效率提高，或将大的氧化风机更换成小功率风机，有的将大功率风机变为多个小功率并联运行，并根据负荷调整风机投运台数，有的手动对风机入口挡板进行调节，但都没有准确的调节数据依据，难以实现精确调整。

目前“石灰石-烟气湿法脱硫”(简称WFGD)在化学反应过程中强制氧化阶段的氧化程度尚无有效地测量和控制手段，导致提供氧化空气的氧化风机一直处设计最高功率状态下运行，而WFGD主要用于火力发电厂锅炉烟气脱硫，是重要的脱硫环保设备。由于火电厂机组参与调峰，负荷变动大，机组等效可用小时偏低，WFGD系统中运行的氧化风机不能按照机组负荷和煤中含硫大小进行按需调整，使氧化风机功率损失大部分在约50％；过量的氧化空气进入吸收塔浆液中产生过多的气泡，浆液中过多的气泡会使WFGD系统内各种泵产生振动，影响泵的安全运行和效率；在无法控制氧化风量的情况下，WFGD系统中氧化电位较大，在酸性环境下使腐蚀加速，同时在高电位下烟气中汞和硒会溢出，烟气和脱硫废水中的汞和硒浓度较高，不利于环保运行。

特别的，根据燃煤含硫量的不同，部分燃煤电厂采用一炉双塔双循环的方式进行烟气脱硫，但是该方式仍存在大量的资源浪费，氧化风机运行效率低、石膏纯度低、氧化风机功率损失过大等问题；同时，该种系统存在着主脱硫塔供风不足、脱硫不充分，副脱硫塔功效低、氧化风利用率低等问题。

因此，如何改善现有技术的缺陷，是急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型公开一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置，可有效解决现有技术中氧化风机运行效率低、石膏纯度低、氧化风机功率损失过大等技术问题。

本实用新型提供了一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置，包括第一脱硫吸收塔，所述第一脱硫吸收塔的排烟端通过第一排烟管道与第二脱硫吸收塔的进烟端连接，所述第二脱硫吸收塔内浆液排出端与所述第一脱硫吸收塔内浆液供给端通循环管连接，所述第一脱硫吸收塔连接有可检测其内部亚硫酸盐浓度的第一亚硫酸盐浓度测量装置，所述第二脱硫吸收塔连接有可检测其内部亚硫酸盐浓度的第二亚硫酸盐浓度测量装置，所述第一脱硫吸收塔的进风端通过第一管道与第一母管连接，所述第一母管上分别连接有第一氧化风机和第二氧化风机，所述第一氧化风机的进气口处安装有第一风量自调节装置，所述第二氧化风机的进气口处安装有第二风量自调节装置，所述第二脱硫吸收塔的进风端通过第二管道与第二母管连接，所述第二母管上连接有第三氧化风机，所述第三氧化风机的进气口处安装有第三风量自调节装置，所述第一母管的一端通过第一控制阀与第三母管一端连接，所述第三母管的另一端通过第二控制阀与所述第二母管连接，所述第三母管上还连接有备用氧化风机，所述备用氧化风机的进气口处安装有第四风量自调节装置；

所述第一亚硫酸盐浓度测量装置、所述第一氧化风机、所述第二氧化风机、所述第一风量自调节装置、所述第二风量自调节装置分别与第一分控装置信号连接；

所述第二亚硫酸盐浓度测量装置、所述第三氧化风机、所述第三风量自调节装置分别与第二分控装置信号连接；

所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述备用氧化风机、所述第四风量自调节装置、所述第一分控装置和所述第二分控装置分别与主控装置信号连接。

进一步，所述第一管道上安装有第一氧气浓度检测装置，所述第一氧气浓度检测装置与所述第一分控装置信号连接；

所述第二管道上安装有第二氧气浓度检测装置，所述第二氧气浓度检测装置与所述第二分控装置信号连接。

进一步，所述第一氧化风机、所述第二氧化风机、所述第三氧化风机、所述备用氧化风机均具体为可进行入口吸风量调节改造的氧化风机。

进一步，所述第一氧化风机、所述第二氧化风机、所述第三氧化风机、所述备用氧化风机具体为高速单级离心氧化风机或多级离心式氧化风机。

进一步，其特征在于，所述脱硫吸收塔的进烟端通过进烟管与锅炉连接。

进一步，所述第二脱硫吸收塔的排烟端通过第二排烟管道与排烟塔连接。

本实用新型专利的优点：

本实用新型通过在第一脱硫吸收塔上安装第一亚硫酸盐浓度测量装置、第二脱硫吸收塔上安装第二亚硫酸盐浓度测量装置可有效地分别检测其对应塔内的亚硫酸盐浓度，进而并结合相应的第一分控装置或第二分控装置可分别控制相应的风量自调节装置，进而使得相应的氧化风机在转速不变的情况下耗能减小，降低了设备能耗，降低了氧化风机的功率损耗；同时通过供氧量的调节可有效控制脱硫吸收塔内的石膏生成纯度，提高了生产效率；通过主控装置可实现对设备整体的自动化控制，当燃煤含硫量低时，通过第一控制阀与第二控制阀可有效地联通第一母管、第二母管和第三母管，可实现两台风机为两个脱硫吸收塔供风的目的，不但提高了设备的运转效率，同时实现了设备整体的智能化控制，同时整个系统改造成本低，有助于推广、应用；供风量的有效控制可有效避免浆液内气泡过多，提高了设备的安全性；避免了传统一炉双塔双循环脱硫系统的弊端；系统中两个脱硫吸收塔既可以单独控制又可以集中控制。

附图说明

图1为本实用新型一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置的结构示意图。

图中：1、第一脱硫吸收塔；2、第一排烟管道；3、第二脱硫吸收塔；4、循环管；5、第一亚硫酸盐浓度测量装置；6、第二亚硫酸盐浓度测量装置；7、第一管道；8、第一母管；9、第一氧化风机；10、第二氧化风机；11、第一风量自调节装置；12、第二风量自调节装置；13、第二管道；14、第二母管；15、第三氧化风机；16、第三风量自调节装置；17、第一控制阀；18、第三母管；19、第二控制阀；20、备用氧化风机；21、第四风量自调节装置；22、第一分控装置；23、第二分控装置；24、主控装置；25、第一氧气浓度检测装置；26、第二氧气浓度检测装置；27、进烟管；28、第二排烟管道；29、排烟塔。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

现有技术当中，一炉两塔双循环的燃煤系统中存在着主塔脱硫不充分、副塔供风浪费等现象，为了解决这一技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置，包括第一脱硫吸收塔1，第一脱硫吸收塔1的排烟端通过第一排烟管道2与第二脱硫吸收塔3的进烟端连接，第二脱硫吸收塔3内浆液排出端与第一脱硫吸收塔1内浆液供给端通循环管4连接，脱硫吸收塔的进烟端通过进烟管27与锅炉连接，此种结构也为现有的一炉双塔双循环脱硫系统的基本组成，第二脱硫吸收塔3的排烟端通过第二排烟管道28与排烟塔29连接；即第一脱硫吸收塔1为主要的吸收二氧化硫的场所，第二脱硫吸收塔3则为吸收剩余的二氧化硫的场所；

同时，第一脱硫吸收塔1的进风端通过第一管道7与第一母管8连接，第一母管8上分别连接有第一氧化风机9和第二氧化风机10，第二脱硫吸收塔3的进风端通过第二管道13与第二母管14连接，第二母管14上连接有第三氧化风机15，第一母管8的一端通过第一控制阀17与第三母管18一端连接，第三母管18的另一端通过第二控制阀19与第二母管14连接，第三母管18上还连接有备用氧化风机20；上述结构为第一脱硫吸收塔1和第二脱硫吸收塔3的供风系统设置；即第一氧化风机9和第二氧化风机10为第一脱硫吸收塔1供风，第三氧化风机15位第二脱硫吸收塔3供风，备用氧化风机20为备用风机可随时通过第一控制阀17或第二控制阀19为第一脱硫吸收塔1或第二脱硫吸收塔3供风，正常状态时备用。

为了降低设备的运行成本，提高设备运行效率，避免传统一路双塔双循环脱硫系统的弊端，本实施例中采用如下设置：

第一脱硫吸收塔1连接有可检测其内部亚硫酸盐浓度的第一亚硫酸盐浓度测量装置5，第二脱硫吸收塔3连接有可检测其内部亚硫酸盐浓度的第二亚硫酸盐浓度测量装置6，第一氧化风机9的进气口处安装有第一风量自调节装置11，第二氧化风机10的进气口处安装有第二风量自调节装置12，第三氧化风机15的进气口处安装有第三风量自调节装置16，备用氧化风机20的进气口处安装有第四风量自调节装置21；

第一亚硫酸盐浓度测量装置5、第一氧化风机9、第二氧化风机10、第一风量自调节装置11、第二风量自调节装置12分别与第一分控装置22信号连接；

第二亚硫酸盐浓度测量装置6、第三氧化风机15、第三风量自调节装置16分别与第二分控装置23信号连接；

第一控制阀17、第二控制阀19、备用氧化风机20、第四风量自调节装置21、第一分控装置22和第二分控装置23分别与主控装置24信号连接。

第一分控装置22、第二分控装置23和主控装置24均为DCS分散控制等具有网络连接功能的、可进行远程控制的、能够载入并发送控制程序的电子产品，实现对设备各个部分的自动控制；

为了实现对设备的精确调整，本实施例中作出了如下设置：

第一管道7上安装有第一氧气浓度检测装置25，第一氧气浓度检测装置25与第一分控装置22信号连接；

第二管道13上安装有第二氧气浓度检测装置26，第二氧气浓度检测装置26与第二分控装置23信号连接。

本实施例中第一氧气浓度检测装置25和第二氧气浓度检测装置26均为RS485modbus型号的检测仪，可有效检测管道内氧气浓度。

为了在现有系统的基础上降低改造成本，第一氧化风机9、第二氧化风机10、第三氧化风机15、备用氧化风机20均具体为可进行入口吸风量调节改造的氧化风机。

第一氧化风机9、第二氧化风机10、第三氧化风机15、备用氧化风机20具体为多级离心式氧化风机。

在本实施例中第一风量自调节装置11、第二风量自调节装置12、第三风量自调节装置16和第四风量自调节装置21均为电动、气动、机械等可远程精确控制的调节装置，本实施例中选用的为电动蝶阀或电动调节挡板，可有效地控制氧化风机风吸风量。

本实施例中第一亚硫酸盐浓度测量装置5和第二亚硫酸盐浓度测量装置6均由国外购置，为成熟可靠的测量装置器，其工作原理对WFGD化学反应强制氧化阶段中的(吸收塔内)亚硫酸盐的电位进行测量并输出信号电流，将信号电流与人工测量的浓度比对，从而达到亚硫酸盐浓度与信号电流的对应关系，电流信号分别进入对应的第一分控装置22或第二分控装置23，同时主控装置24可集中对第一分控装置22或第二分控装置23进行控制，通过相应的风量自调节装置对其对应的氧化风机本体的吸风量进行流量调节，从而使亚硫酸盐浓度和氧化风机本体的流量达成对应统一的自动运行；

该系统运行过程具体为：系统安装完成后，第一亚硫酸盐浓度测量装置5、第二亚硫酸盐浓度测量装置6分别检测对应的第一脱硫吸收塔1及第二脱硫吸收塔3内的亚硫酸盐的浓度，并反馈给对应的第一分控装置22和第二分控装置23，相应的分控装置对第一风量自调节装置11、第二风量自调节装置12、第三风量自调节装置16分别发送相应的调整信号，实现对对应的吸收塔内的氧化风的供风量的调节，避免了传统氧化风机在额定功率下运行的能耗浪费问题，提高了设备的运行效率；同时，主控装置24可对第一分控装置22和第二分控装置23集中控制。

Claims (6)

1.一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置，包括第一脱硫吸收塔(1)，所述第一脱硫吸收塔(1)的排烟端通过第一排烟管道(2)与第二脱硫吸收塔(3)的进烟端连接，所述第二脱硫吸收塔(3)内浆液排出端与所述第一脱硫吸收塔(1)内浆液供给端通循环管(4)连接，其特征在于，所述第一脱硫吸收塔(1)连接有可检测其内部亚硫酸盐浓度的第一亚硫酸盐浓度测量装置(5)，所述第二脱硫吸收塔(3)连接有可检测其内部亚硫酸盐浓度的第二亚硫酸盐浓度测量装置(6)，所述第一脱硫吸收塔(1)的进风端通过第一管道(7)与第一母管(8)连接，所述第一母管(8)上分别连接有第一氧化风机(9)和第二氧化风机(10)，所述第一氧化风机(9)的进气口处安装有第一风量自调节装置(11)，所述第二氧化风机(10)的进气口处安装有第二风量自调节装置(12)，所述第二脱硫吸收塔(3)的进风端通过第二管道(13)与第二母管(14)连接，所述第二母管(14)上连接有第三氧化风机(15)，所述第三氧化风机(15)的进气口处安装有第三风量自调节装置(16)，所述第一母管(8)的一端通过第一控制阀(17)与第三母管(18)一端连接，所述第三母管(18)的另一端通过第二控制阀(19)与所述第二母管(14)连接，所述第三母管(18)上还连接有备用氧化风机(20)，所述备用氧化风机(20)的进气口处安装有第四风量自调节装置(21)；

所述第一亚硫酸盐浓度测量装置(5)、所述第一氧化风机(9)、所述第二氧化风机(10)、所述第一风量自调节装置(11)、所述第二风量自调节装置(12)分别与第一分控装置(22)信号连接；

所述第二亚硫酸盐浓度测量装置(6)、所述第三氧化风机(15)、所述第三风量自调节装置(16)分别与第二分控装置(23)信号连接；

所述第一控制阀(17)、所述第二控制阀(19)、所述备用氧化风机(20)、所述第四风量自调节装置(21)、所述第一分控装置(22)和所述第二分控装置(23)分别与主控装置(24)信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置，其特征在于，所述第一管道(7)上安装有第一氧气浓度检测装置(25)，所述第一氧气浓度检测装置(25)与所述第一分控装置(22)信号连接；

所述第二管道(13)上安装有第二氧气浓度检测装置(26)，所述第二氧气浓度检测装置(26)与所述第二分控装置(23)信号连接。

3.根据权利要求2所述的一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置，其特征在于，所述第一氧化风机(9)、所述第二氧化风机(10)、所述第三氧化风机(15)、所述备用氧化风机(20)均具体为可进行入口吸风量调节改造的氧化风机。

4.根据权利要求3所述的一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置，其特征在于，所述第一氧化风机(9)、所述第二氧化风机(10)、所述第三氧化风机(15)、所述备用氧化风机(20)具体为高速单级离心氧化风机或多级离心式氧化风机。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置，其特征在于，所述脱硫吸收塔的进烟端通过进烟管(27)与锅炉连接。

6.根据权利要求5所述的一种一炉双塔双循环脱硫氧化风系统集中控制装置，其特征在于，所述第二脱硫吸收塔(3)的排烟端通过第二排烟管道(28)与排烟塔(29)连接。