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摘要：本文对北营炼铁厂2X75万吨球团烟气脱硫控制系统进行了介绍，包括控制系统组成，脱硫的工艺流程，分析了其控制难点、解决方案及系统工艺特点。该系统自投入运行以来，取得了良好的控制效果。
关键词：AB；脱硫；顺序控制；PID控制
烧结（球团）厂是钢铁工业的污染大户，主要的污染物有颗粒物（烟粉尘）、SO2、NOx、CO2、CO、二英、氟化物、氯化物及重金属等。工业烟粉尘、SO2 是烧结（球团）厂的主要污染物，其中，SO2 占钢铁工业总排放量的60%左右，工业粉尘占钢铁工业总排放量的25%左右。因此做好烧结（球团）厂的大气污染防治工作是钢铁工业整体污染防治工作的重点。
1系统工艺
本烟气脱硫工程按空塔喷淋进行设计，采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫装置脱硫率大于95%。本次脱硫工程是在现有的主抽风机后加装烟气脱硫装置。本系统为两机一塔布置，采用湿式强制氧化、石灰石-石膏回收工艺，整个FGD工艺系统分为：浆液制备系统、吸收塔系统、皮带脫水机系统、烟气系统、事故及地坑系统、氧化风机系统、工艺水系统和废水处理系统。
2系统配置
北营炼铁厂2*75万吨球团烟气脱硫工程控制系统采用AB公司的1756系列PLC产品，编程软件为RSLogix 5000 Enterprise Series，组态软件为FactoryTalk View Site Edition。系统构成如下：采用1756-L71 冗余PLC对系统所有工艺设备及电气仪表设备实行集中监控。系统设置3个操作员站和1个工程师站，放于脱硫主控室内。操作员站用于系统设备及供配电设备的监控。系统采用工业以太网进行组网，PLC系统及其子站、3个操作站、工程师站均挂在以太网上。DCS柜及操作台的电源均由UPS柜供出，采用的艾默生UPS可保证在市电切断后维持系统30分钟供电。
3系统功能
3.1“制浆系统”画面
脱硫所需的石灰石粉外购，经密封罐车运至脱硫区域。在该脱硫区域中共设置了1个石灰石粉仓，石灰石粉仓设计有2个锥形下料口。每个下料口都设置了一套输送装置和计量装置。粉仓中的石灰石粉经手动插板门、变频叶轮给粉机和螺旋电子秤送入石灰石浆液池。同时，经调节回路控制的回收水或工艺水也送入石灰石浆罐，配制成浓度为20wt%的石灰石浆液。石灰石浆液通过供浆泵送到浆液循环泵入口。
3.2“吸收塔系统”画面
吸收塔可通过石灰石浆液来吸收烟气中的SO2等有害成分，形成的亚硫酸钙的氧化、中和以及石膏结晶析出等反应也发生在反应池中进行。反应池中搅拌器叶轮前方布置了氧化空气喷枪。在吸收塔浆池底部均布4个侧进式搅拌器，起搅拌吸收塔浆液和扩散氧化空气的作用。反应浆池四周还布置有浆液循环泵3台和石膏排浆泵2台。浆液循环泵用于将石灰浆液输送的吸收塔顶端，浆液落下时与烟气对流，吸收烟气中的SO2等有害成分。石膏排浆泵用于将产生的石膏送到真空皮带脱水机的化学反应方程式如下：
1）SO2+H2O→H2SO3吸收
2）CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和
3）CaSO3+1/2O2→CaSO4氧化
3.3“皮带脱水机系统”画面
在反应浆池中脱硫生成的石膏用石膏排浆泵送至水力旋流分离站，石膏浆液先进入一级脱水装置，石膏浆液的浓度从10～15wt%浓缩至50wt%左右，旋流器底流（浓浆）进入真空皮带脱水机，经真空皮带脱水机脱水后可获得含自由水≯10%的脱硫石膏。脱硫石膏落入石膏库。通常，旋流器溢流进入回收水箱。回收水箱中的回收水主要用作配制石灰石浆液，也可以返回吸收塔。为了降低吸收塔内氯离子浓度，保证脱硫效率和脱硫剂的利用率，需要排放吸收塔内的一部分浆液，因此把真空皮带机脱出来的滤液（含极少量石膏）作为废水排放到废水处理装置进行无害化处理。
3.4“烟气系统”画面
从烧结主抽风机排出的原烟气经轴流式增压风机增压后进入吸收塔，通过脱硫前预处理装置进行预处理后进入吸收塔。在吸收塔内，循环浆液由循环泵从塔底浆液池供至布浆管路，与自下而上通过的烟气产生强烈掺混，烟气中的SO2及粉尘被捕获，从而使烟气得到净化。净化后的烟气经脱硫塔内的除雾器除去水雾后，经吸收塔顶部烟囱最终排放到大气中。
在烧结主抽风机出口与原有烟囱之间的旁路烟道上设置有旁路挡板门，当FGD系统正常运行时旁路挡板门关闭，FGD系统处理烧结100%的排烟量。当增压风机停运、旁路挡板门开启时，烧结排放的原烟气经旁路烟道直接进入原烟囱。
脱硫效率=100%*（原烟气SO2含量–净烟气SO2含量）/原烟气SO2含量
3.5“事故及地坑系统”画面
由石膏排出泵、回收水泵和废水外排泵来的浆液进入事故浆液池，然后经事故浆液返回泵将浆液重新送入吸收塔。
3.6“氧化风机系统”画面
烟气中的二氧化硫被浆液吸收，与石灰石反应生成不稳定亚硫酸钙（或亚硫酸氢钙），为了将亚盐氧化成硫酸盐，需要氧气的参与，氧气就来源于氧化风机鼓入的空气。
3.7“工艺水系统”画面
工艺水泵将工艺水箱中的水送到浆液制备系统、吸收塔系统、回收水系统等各个系统中。除雾器冲洗泵将工艺水箱中的水送到除雾器冲洗阀和预处理系统。当工艺水泵和除雾器冲洗泵任一跳闸后，备用水泵启动并打开相应的出口阀。工艺水箱用掉的工艺水通过厂区供水来补充，当故障水泵检修好重新投入运行后，备用泵和相应出口阀自动关闭。
3.8“废水池系统”画面
脱硫工艺来的废水进入废水调节箱中，通过废水输送泵送到中和箱中，在中和箱中加入石灰乳（由石灰乳计量泵送入），经搅拌器搅拌后底流至沉降箱，在沉降箱中加入有机硫化物（由有机硫化物计量泵送入），经搅拌器搅拌后底流至絮凝箱，在絮凝箱中加入FeCLSO4 （由FeCLSO4计量泵送入），经搅拌器搅拌后底流至澄清器，在进澄清器前加入助凝剂，澄清器中的沉淀物通过污泥输送泵送到板框压滤机轧饼后由汽车拉走。
3.9“报警汇总”画面
画面中依次显示了报警来时的日期、时间、标签名及其描述。
4结论
北营炼铁厂2*75万吨球团烟气脱硫工程于2016年7月正式投产，该系统自动化程度高，运行稳定可靠，具有开放性、互连性和互操作性，实现了所有工艺设备的远程集中监控，满足了稳定生产的要求，提高了企业的经济效益。
参考文献：
[1]廖常初 <>， 2003年，机械工业出版社.
[2]王树青 <<工业过程控制工程>>， 2002年，化学工业出版社.
[3]廖晓钟 <<自动控制系统>>， 2005年，北京理工大学出版社.
（作者单位：本溪钢铁（集团）信息自动化有限责任公司）
关键词：AB；脱硫；顺序控制；PID控制
烧结（球团）厂是钢铁工业的污染大户，主要的污染物有颗粒物（烟粉尘）、SO2、NOx、CO2、CO、二英、氟化物、氯化物及重金属等。工业烟粉尘、SO2 是烧结（球团）厂的主要污染物，其中，SO2 占钢铁工业总排放量的60%左右，工业粉尘占钢铁工业总排放量的25%左右。因此做好烧结（球团）厂的大气污染防治工作是钢铁工业整体污染防治工作的重点。
1系统工艺
本烟气脱硫工程按空塔喷淋进行设计，采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫装置脱硫率大于95%。本次脱硫工程是在现有的主抽风机后加装烟气脱硫装置。本系统为两机一塔布置，采用湿式强制氧化、石灰石-石膏回收工艺，整个FGD工艺系统分为：浆液制备系统、吸收塔系统、皮带脫水机系统、烟气系统、事故及地坑系统、氧化风机系统、工艺水系统和废水处理系统。
2系统配置
北营炼铁厂2*75万吨球团烟气脱硫工程控制系统采用AB公司的1756系列PLC产品，编程软件为RSLogix 5000 Enterprise Series，组态软件为FactoryTalk View Site Edition。系统构成如下：采用1756-L71 冗余PLC对系统所有工艺设备及电气仪表设备实行集中监控。系统设置3个操作员站和1个工程师站，放于脱硫主控室内。操作员站用于系统设备及供配电设备的监控。系统采用工业以太网进行组网，PLC系统及其子站、3个操作站、工程师站均挂在以太网上。DCS柜及操作台的电源均由UPS柜供出，采用的艾默生UPS可保证在市电切断后维持系统30分钟供电。
3系统功能
3.1“制浆系统”画面
脱硫所需的石灰石粉外购，经密封罐车运至脱硫区域。在该脱硫区域中共设置了1个石灰石粉仓，石灰石粉仓设计有2个锥形下料口。每个下料口都设置了一套输送装置和计量装置。粉仓中的石灰石粉经手动插板门、变频叶轮给粉机和螺旋电子秤送入石灰石浆液池。同时，经调节回路控制的回收水或工艺水也送入石灰石浆罐，配制成浓度为20wt%的石灰石浆液。石灰石浆液通过供浆泵送到浆液循环泵入口。
3.2“吸收塔系统”画面
吸收塔可通过石灰石浆液来吸收烟气中的SO2等有害成分，形成的亚硫酸钙的氧化、中和以及石膏结晶析出等反应也发生在反应池中进行。反应池中搅拌器叶轮前方布置了氧化空气喷枪。在吸收塔浆池底部均布4个侧进式搅拌器，起搅拌吸收塔浆液和扩散氧化空气的作用。反应浆池四周还布置有浆液循环泵3台和石膏排浆泵2台。浆液循环泵用于将石灰浆液输送的吸收塔顶端，浆液落下时与烟气对流，吸收烟气中的SO2等有害成分。石膏排浆泵用于将产生的石膏送到真空皮带脱水机的化学反应方程式如下：
1）SO2+H2O→H2SO3吸收
2）CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和
3）CaSO3+1/2O2→CaSO4氧化
3.3“皮带脱水机系统”画面
在反应浆池中脱硫生成的石膏用石膏排浆泵送至水力旋流分离站，石膏浆液先进入一级脱水装置，石膏浆液的浓度从10～15wt%浓缩至50wt%左右，旋流器底流（浓浆）进入真空皮带脱水机，经真空皮带脱水机脱水后可获得含自由水≯10%的脱硫石膏。脱硫石膏落入石膏库。通常，旋流器溢流进入回收水箱。回收水箱中的回收水主要用作配制石灰石浆液，也可以返回吸收塔。为了降低吸收塔内氯离子浓度，保证脱硫效率和脱硫剂的利用率，需要排放吸收塔内的一部分浆液，因此把真空皮带机脱出来的滤液（含极少量石膏）作为废水排放到废水处理装置进行无害化处理。
3.4“烟气系统”画面
从烧结主抽风机排出的原烟气经轴流式增压风机增压后进入吸收塔，通过脱硫前预处理装置进行预处理后进入吸收塔。在吸收塔内，循环浆液由循环泵从塔底浆液池供至布浆管路，与自下而上通过的烟气产生强烈掺混，烟气中的SO2及粉尘被捕获，从而使烟气得到净化。净化后的烟气经脱硫塔内的除雾器除去水雾后，经吸收塔顶部烟囱最终排放到大气中。
在烧结主抽风机出口与原有烟囱之间的旁路烟道上设置有旁路挡板门，当FGD系统正常运行时旁路挡板门关闭，FGD系统处理烧结100%的排烟量。当增压风机停运、旁路挡板门开启时，烧结排放的原烟气经旁路烟道直接进入原烟囱。
脱硫效率=100%*（原烟气SO2含量–净烟气SO2含量）/原烟气SO2含量
3.5“事故及地坑系统”画面
由石膏排出泵、回收水泵和废水外排泵来的浆液进入事故浆液池，然后经事故浆液返回泵将浆液重新送入吸收塔。
3.6“氧化风机系统”画面
烟气中的二氧化硫被浆液吸收，与石灰石反应生成不稳定亚硫酸钙（或亚硫酸氢钙），为了将亚盐氧化成硫酸盐，需要氧气的参与，氧气就来源于氧化风机鼓入的空气。
3.7“工艺水系统”画面
工艺水泵将工艺水箱中的水送到浆液制备系统、吸收塔系统、回收水系统等各个系统中。除雾器冲洗泵将工艺水箱中的水送到除雾器冲洗阀和预处理系统。当工艺水泵和除雾器冲洗泵任一跳闸后，备用水泵启动并打开相应的出口阀。工艺水箱用掉的工艺水通过厂区供水来补充，当故障水泵检修好重新投入运行后，备用泵和相应出口阀自动关闭。
3.8“废水池系统”画面
脱硫工艺来的废水进入废水调节箱中，通过废水输送泵送到中和箱中，在中和箱中加入石灰乳（由石灰乳计量泵送入），经搅拌器搅拌后底流至沉降箱，在沉降箱中加入有机硫化物（由有机硫化物计量泵送入），经搅拌器搅拌后底流至絮凝箱，在絮凝箱中加入FeCLSO4 （由FeCLSO4计量泵送入），经搅拌器搅拌后底流至澄清器，在进澄清器前加入助凝剂，澄清器中的沉淀物通过污泥输送泵送到板框压滤机轧饼后由汽车拉走。
3.9“报警汇总”画面
画面中依次显示了报警来时的日期、时间、标签名及其描述。
4结论
北营炼铁厂2*75万吨球团烟气脱硫工程于2016年7月正式投产，该系统自动化程度高，运行稳定可靠，具有开放性、互连性和互操作性，实现了所有工艺设备的远程集中监控，满足了稳定生产的要求，提高了企业的经济效益。
参考文献：
[1]廖常初 <
[2]王树青 <<工业过程控制工程>>， 2002年，化学工业出版社.
[3]廖晓钟 <<自动控制系统>>， 2005年，北京理工大学出版社.
（作者单位：本溪钢铁（集团）信息自动化有限责任公司）