烧结机烟气净化活性焦脱硫脱硝调试仪电控制问题处理_殷志辉.pdf

工业控制计算机2023年第36卷第1期莱钢活性焦脱硫脱硝烟气净化工艺，除尘效果好，脱硫率高达90%，脱硝率在80%以上，对烧结生产各种工况适应性较强，其仪电系统采用网络控制，稳定可靠性高。1工艺特点1.1工艺描述系统采用移动床吸附加热再生法，设二级吸附塔，采用多模块组合和逆流技术，利用活性焦的吸附性能，进行脱硫和脱硝，低温时将来自烧结主抽风机烟气中的SO2吸附，吸附饱和后的活性焦由物料输送系统送至吸附系统，在高温加热条件下将吸附的SO2解析出来，送往焦亚硫酸钠回收装置生产浓硫酸，再生的活性焦经冷却筛分送回吸附塔循环使用。1.2工艺流程工艺流程由烟气收集、喷氨、污染物吸附、活性焦再生、活性焦循环和输送、硫酸制取、仪电控制等组成，如图1所示：图1活性焦脱硫脱硝工艺流程工艺流程具体为：烧结机烟气静电除尘器主抽风机温控系统降温脱硫增压风机活性焦模块移动床吸附塔解析塔活性焦输送活性炭补给除尘和热风循环冷风循环制酸废水处理烟囱排放。1.3脱硫过程首先，含硫化物、氮氧化物的烧结烟气，经电除尘、主抽风机排出、混风阀降温至140，经脱硫增压风机送入含有活性焦模块的移动床吸附塔，气体在进入吸附塔之前与氨水加热发生氨气混合，在吸附塔内，SO2被活性碳吸附，在活性炭催化作用下，SO2被氧化成SO3，从塔底部出来的饱和活性焦进入解析塔，解析出来的SO2等气体，由风机送入焦亚硫酸钠制取工序，经一系列处理制取浓硫酸和其他副产品。系统产生的少量废水送污水处理站净化。1.4脱硝过程包括液氨储存、输送、蒸发、混合注入等。其原理是利用活性焦的催化活性，在一定温度条件下，向烟气中喷入氨气，脱硫后的烟气循环至吸附塔脱硝床层，氨和NOX受活性焦催化作用发生选择性催化还原反应，生成N2和H2O，被吸附净化后的达标尾气从烟囱排放。2集控中心因烧结工序为两台2480 m2烧结机，拟采用两套脱硫脱硝工艺生产线，并共用一个烟囱、一套焦亚硫酸钠制取系统、一套氨站制作系统、一套废水处理系统等。主系统采用主站与远程站主从结构，通过Profibus-DP和以太网构成2层网络，对两套脱硫工艺及附属设备进行集控管理，实现生产过程数据采集处理、历史数据存储和趋势显示、报警、生产过程连续调节和控制回路闭环控制等。厂家成套控制系统，通过光缆与主系统通信，设专用操作站集中监控；与烧结机送风系统之间工艺连锁等信号，PLC采用硬接线和网络通讯两种方式，实现烧结主抽风机及增压风机连锁启停和PID协调控制；10 kV以下高低压电气传动、配料秤等控制采用硬接线。基础级主站PLC采用西门子S7-417-5H冗余配置，与各层平台远程模块冗余包、网关和总线Y-LINK模块、ET200M等构成双冗余控制系统，监控层采用交换机冗余、两台冗余交换机连成环网，主操作员站内置两个以太网卡，供两台显示器进行操烧结机烟气净化活性焦脱硫脱硝调试仪电控制问题处理Development of Control Technology for Desulfurizationand Denitrification of Activated Coke for Sintering Machine Flue Gas Purification殷志辉（山钢股份莱芜分公司炼钢厂，山东 济南271126）郭金恒（山东电子职业技术学院，山东 济南272500）何明生（山钢股份莱芜分公司特钢事业部，山东 济南271100）郭宗华（山钢集团莱芜钢铁集团有限公司鲁冶监理公司，山东 济南271104）摘要：随着科技的进步，PLC及计算机控制等智能设备已在各领域得到广泛应用，现正由单一的硬接线和现场总线，逐渐发展到网络控制，集成度更高，智能化控制功能更强，运行稳定性更高。主要介绍脱硫脱硝智能除尘控制技术在莱钢烧结机烟气净化上的应用，以及在调试及使用过程中出现的问题处理，为设备顺行打下了坚实的基础。关键词：工业以太网；增压风机；变频器；活性焦；脱硫脱硝Abstract:With the progress of science and technology,intelligent devices such as PLC and computer control havebeen widely used in various fields,and are gradually developing from single hard wiring and fieldbus to network control,withhigher integration and more intelligent control functions,more stable.This paper mainly introduces the application of intelligentdust removal control technology in the flue gas purification of sintering machine in Laiwu Iron and Steel Co.Keywords:industrial Ethernet,turbocharged fan,frequency converter,active coke,desulfurization denitration153烧结机烟气净化活性焦脱硫脱硝调试仪电控制问题处理作和数据显示；大屏投影工作站展示硬件组态和设备运行状态；其他部位的除尘、电气室空调等PLC用于完成特定的控制功能，采集和处理的重要参数通过网络接入主系统通讯口，实现对不同设备的单独和连锁控制。如图2、图3所示：图2控制系统网络架构图3各层平台远程RIO网络3控制策略系统采用分散控制和集中管理分布控制模式，有生产过程顺序控制和生产工艺过程控制两种功能。顺序控制实现生产设备连锁启动和停车、事故紧急停车、事故状态下的自动判断和应对处理、事故停车状态下的启停处理、事故报警处理、事故故障分析等。操作员站完成对生产系统控制设备及工艺流程进行集中控制、设备操作和监视，具有数据采集、过程控制、参数显示、超限报警、打印生产报表等功能。操作站相互备用，任意一台故障时，其余各台仍能操作全系统工作画面。系统设机旁手动、监控画面远程单动和计算机集中连锁三种模式，切换由机旁箱选择开关授权。4监控功能操作员在操作站根据系统工艺流程，用鼠标及键盘点击设备图标及工艺按钮通过弹窗的形式，达到一键手自动切换，来实现全生产工艺状态监视及流程设备启/停操作、集中联锁或远方控制，修改系统参数设值、主要项目过程检测、控制和调节等。4.1主站PLC通过I/O接口和网线与外部传感器、变频器、触摸屏、各模块等连接，对被控设备进行物位、流量、温度、压力等数据采集处理及显示；设备启停操作及运行状态显示；回路重要参数趋势曲线显示；报警和事件列表；各工艺环节模拟画面显示；按优先级生成过程变量数值报警；自动生成班报、日报和月报表记录及打印等。1）烟气系统。显示烧结机主抽风机阀门开度、运行状态、电机运行频率和转速等；烟气净化前温度、压力检测及控制，净化前后烟气成分（温度、压力、流量、SO2、NOx、氧含量、氨浓度、CO、H2O、颗粒物）50个点的检测；烟囱烟气排放和出口氨逃逸在线监测系统；增压风机后温度、压力检测；增压风机轴承温度、振动及电机轴承、定子温度检测、上限报警及连锁。子画面如图4所示：图4烟气子画面2）吸附系统。显示料仓内活性焦床层料位；吸附塔入口烟气流量和温度测量、出口烟气温度测量；模块脱硫、脱硝段床层温度、压差测点位；入口风道压力测量等。子画面如图5所示：图5吸附子画面3）解析系统。显示上部活性焦物位检测；上、中、下部温度检测；上、下充氮气管流量、压力；热风出口管道温度检测；N2加热器加蒸汽管道温度、压力；N2加热器出口总管温度检测及控制；N2加热器出口支管压力检测及流量值等。4）卸料存贮系统：循环活性焦储仓物位检测及上、中、下料位报警；新活性焦储仓物位检测及上、中、下料位报警，活性焦再生和输送存储系统设备状态显示。5）热风系统。炉膛温度检测与自动控制；点火焦炉煤气压力、流量检测及低压切断；燃烧高炉/焦炉煤气压力、流量检测及流量调节、低压切断；助燃空气压力、流量检测及流量调节；炉膛微压和火焰检测；周围环境CO浓度检测，进、出口风管温度检测；热风循环风机进口温度检测及流量调节；热风循环风机进、出口压力检测。6）循环水系统：净环水出水总管流量、压力、温度检测；净环水回水总管温度检测；工业新水流量检测；吸水井液位检测；泵启/停、阀开关及运行状态显示等。7）冷却系统：两套系统的电气室、变频器室、高低压配电室装有空调冷却系统，由各自的远程站ET200M控制，通过二级交换机连接到1#主站PLC系统进行集控和显示，当室内温/湿度超限时，发出风机启/停和调节转速命令，恢复正常值，风机按PLC设定的程序，持续定时运转后自停。4.2除尘系统。由CPU315-2PN/DP PLC采用Profibus-DP连接高压变频器，完成风机启/停操作和故障信号复位、实时显示风机变频器等设备启停控制及运行状态等。采集布袋式除尘器和旋风除尘器进、出口压差；布袋式除尘器进口温度；布袋式除尘器和旋风除尘器灰斗上、下料位检测及报警；粉尘仓和振动筛料仓上、154工业控制计算机2023年第36卷第1期下料位检测及报警；粉尘气力输送除尘系统空气加热器出口温度检测及控制。4.3电气系统10 kV变电站层和间隔层采用二层结构和集散布置方式，集保护、遥测、遥信、遥控功能于一体的微机综合测控装置，就地安装在10 kV开关柜上，负责采集设备信息和执行控制命令；后台监控站设置在主控室，承担各种电参数测量实时数据采集处理和显示、设备控制、显示系统主接线图、开关设备运行状态、直流系统状态等。停送电操作分机旁和遥控两种方式，遥控操作可在操作对象画面上通过控制菜单或图标选择遥控点进行，设“五防闭锁”多种校核功能。10 kV/0.4 kV高低压回路等设备开关状态、主要连锁启停全部进入主站PLC参与顺序逻辑控制。主接线如图6所示：图610 kV系统主接线4.4废水系统PLC为S7-315-2DP，实现对废水排放系统水泵电源和运行状态反馈、故障显示、各种阀开/关、泵启/停、事故工况下紧急停止等自动控制，采集和显示水的压力、流量、液位等设备运行参数，并根据废水处理工艺及设备实际运行情况，按PLC设定的程序实现连锁控制，提高废水处理质量和效率。4.5氨水系统PLC为S7-315-2PN/DP与S7-224，通过2#脱硫除尘二级交换机与系统一级交换机通信，进行集中显示和操作，实现氨制备区氨卸载、储罐转运，反应器所需要的氨蒸汽以及储罐各工艺参数监视及事故状况下应急处理，反应器区氨水储罐温度、压力、液位检测显示等；喷氨系统氨水供应泵出口压力、周围氨气浓度、稀释风机出口总管温度、压力、流量等检测；氨/空气混合器出口管道压力及温度检测；氨气/空气混合器氨气总管温度、压力、流量检测及流量控制。4.6制酸系统PLC为S7-315-2DP/PN，通过总线Profinet连接变频器和软启，PLC根据环境参数和程序设定要求，实现对电机、加热器、阀门、温控器等设备的启/停控制，控制吸附饱和的活性焦通过物料输送设备提升至再生装置，加热后使活性焦再生，释放出高浓度SO2混合气体，用水蒸气再生，将活性炭中的硫酸酸气蒸发出来，经间接水冷，变为稀硫酸，由分离设备分离酸中的固体杂质，通过浓缩器放入储酸槽出售。4.7分析系统PLC选S7-224与TP207触摸屏，进行烟气连续监测，采用直接抽取法、预处理和检测、数据采集等先进处理技术，实现每套系统对16个取样点SO2气体自动轮流切换采样分析，控制取样探头、反吹装置、取样预处理装置、气体抽气泵、电控组件、标准气体等动作，将每个测点的状态信号输出显示。5问题处理5.1切断阀动作迟缓故障现象：1#脱硫脱硝吸附塔烟气入口切断阀，配置气动执行器，画面远程开/关操作，多次出现开到位反馈信号有阻滞现象，延时约8 s，超过阀芯3 s固有动作时间，信号