烧结烟气脱硫 - 图文

烧结机烟气脱硫工程

初步设计说明书

目 录

第一章 总 论 ........................................................................................................ 1 第二章 脱硫工艺 ..................................................................................................... 6 第三章 供配电 ....................................................................................................... 11 第四章 自动控制系统 ........................................................................................... 20 第五章 仪 表 ...................................................................................................... 35 第六章 土 建 ...................................................................................................... 37 第七章 总 图 ...................................................................................................... 39 第八章 热 力 ...................................................................................................... 41 第九章 给排水 ....................................................................................................... 43 第十章 技术经济分析 ........................................................................................... 44 第十一章 环境保护与综合利用 .............................................................................. 47 第十二章 能源、安全与工业卫生 .......................................................................... 48 第十三章 工程进度 .................................................................................................. 49

1总论

1.1概述

本工程技术方案和设计是对主抽烟机后的烟道烟气进行脱硫。

烧结燃烧过程中产生烟气通过主抽烟系统排出，主抽烟系统由风箱、烟道、除尘器、主抽烟机及烟囱组成。由风箱抽出的烟气进入烟道，然后进入该烟道后部的除尘器和主抽烟机，烟气经过主抽风机后直接排入烟囱，在主抽风机后安装脱硫装置，烟气经脱硫后再由烟囱排放。当脱硫系统出现停机时，关闭脱硫系统进风烟道阀和出风烟道阀，打开旁路烟道阀，烟气经烟囱排放。

本方案相对于整体烧结系统实际为单独装置，因此也称脱硫岛。

(1) 厂址工程条件

脱硫装置安装在XX130m2烧结机改造工程预留脱硫场地。海拔高度（以海防高程零点为基准）：1840m，最高气温：33.3℃，最低气温：—7℃，年平均气压：81000Pa。年平均相对湿度：72％，地震烈度：8度。

(2)烧结生产用原燃料条件

混匀矿 生石灰 焦末 无烟煤 TFe % 59.24 SiO2 % 2.32 灰分 % 18.30 15.90 SiO2 % 4.16 CaO % 85.29 挥发份 % 1.82 7.66 S % 0.052 MgO % 0.94 固定碳 % 79.57 75.84 P % 0.120 ≤3mm % 90 硫 % 0.57 0.77 H2O % 5.24 使用比例 % 20 80 (3)烟气条件

项 目 气体流量 SO2初始浓度 单 位 Nm3/h mg/Nm3 参 数 530000 3000 1

入口烟气含尘 入口烟气温度 年作业时间 主抽风机风量 烧结机主抽风机全压 烟囱高度 mg/Nm3 ℃ h m3/min KPa m ≤150 100～150 8320 15000 -14 120 主抽风系统由风箱、集气管、多管除尘器、主抽风机及烟囱组成。 每台烧结机的风箱从烧结机台车抽风。风箱下端连接进入总烟道，烟道内的烟气进入一台多管除尘器，烟气经多管除尘后，再经主抽风机室送入烟囱。 1.2范围

烟气由主抽烟机后的脱硫系烟道引出，进入脱硫系统，脱硫后的烟气再送回主抽烟机后的脱硫系烟道。项目范围包含整个烟气的引出、处理、返回过程的全部设施。烟道接口位置见脱硫工艺平面图。

能源介质（除电源外）由业主方提供，交接点位置为业主方提供的红线外1m处；6kV电源一回路直接由39AH高压柜用YJV-6kV电缆引到本项目变配电室的高压开关柜或高压电机软起动柜。6kV另一回路由烧结高压配电室38AH高压柜用YJV-6kV电缆直接引至本项目变配电室的变压器。

380V低压由本项目变电所内的低压配电屏用YJV-0.6/1kV电缆放射式的向各电机、PLC屏、仪表屏及照明箱供电。较集中的小负荷可树干式供电，但链接台数不超过5台，总功率不大于10kW。 3. 治理后预期的效果

脱硫装置出口SO2浓度满足业主要求； 脱硫装置出口粉尘浓度满足业主要求； 脱硫区域岗位满足工业企业卫生设计标准。 4. 烟气脱硫技术

本项目采用密相塔半干法烟气脱硫技术，该技术是北京科技大学环境工程中心结合国内外现状开发的适合我国国情的一种先进技术。已申请和批准了15项专利。该技术工艺原理图如下所示：

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密相塔烟气脱硫工艺原理图

需要处理的烟气经电除尘后被送入脱硫塔的顶部，与经过加湿后的脱硫剂石灰一起从脱硫塔的顶端向下流动，在运动过程中石灰与水、SO2进行系列反应，反应后的物料沉积在脱硫塔和除尘器底部的物料集灰斗内，大部分脱硫灰通过气力输送到脱硫塔顶端继续参加循环，少部分从除尘器底部的集灰斗排出作为脱硫副产物。净化后的烟气再返回主抽烟机后的烟道内，从烟囱外排。

脱硫剂为石灰或消石灰或轻烧氧化镁或苏打。脱硫塔体下部设集灰斗，当集灰斗达到高料位时，通过智能调节控制，使物料有次序地输送到脱硫塔顶灰仓。保证物料按给定循环倍率运行。

脱硫系统用水主要用于高温烟气降温和加湿循环灰。水最终变成水蒸汽或结晶水，随烟气或脱硫副产物一起外排，外排烟气的温度在80℃以上，水蒸汽不会形成水而驻留在烟道内。

脱硫副产物中的主要成分为CaSO4和CaSO3，同时伴随有未反应的Ca0(其Ca0的含量低于8％)。该脱硫副产物作为添加剂或混合材料，用于生产水泥等建筑材料。

5. 脱硫系统构成

脱硫系统主要设备由脱硫塔、布袋除尘器、增压风机、物料输送、供水、电气及控制、烟气检测等系统组成。

脱硫塔采用钢结构。脱硫塔装有链式搅拌器，以脱硫反应为主，并装有导流板。脱硫剂在搅拌作用下，颗粒受到强力破碎，提高了脱硫反应的速度和效率。

本脱硫装置配置低压长袋脉冲除尘器，滤袋长度7m，阻力损失≤1500Pa，过

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滤风速＜0.85m/min，出口粉尘浓度＜30mg/Nm3。

增压风机的风压：3500Pa。电压：6kV/AC。风机冷却采用空冷方式。风机露天放置，防护等级IP54。

在风机的出口设置复合阻抗式消声器，风机壳体贴隔声材料，以减少风机出口噪音，将风机噪音控制在80dB(A)以下。 6. 公辅助配套设施

采用变频调速恒压无塔供水系统提供定压水源。对加入脱硫塔顶部的循环脱硫灰加湿和对进入脱硫塔的烟气加水降温。供水系统的流量20m3/h，压力0.6Mpa，扬程60m。用水水质为普通工业用水。

烟气脱硫系统需要的水在脱硫过程中蒸发和进入脱硫副产物，脱硫系统没有废水产生和排放。

电源接点由业主方提供，高压电机直接启动。

监控仪表包括测温仪、气体流量计、压力变送器、料位计、电磁流量计、在线和便携式SO2测定仪。

检测仪表统一由中控室UPS供电。烟气检测仪监测脱硫前后烟气的流量、温度及SO2浓度等。脱硫循环灰加湿和烟气控温用水的压力、流量检测；

灰斗和料仓物料的料位检测；

风机进出口烟气压力、压差及温度检测；风机轴承温度、震动、电机电流的检测。该系列参数显示在主操作室的LCD上，并参与部分自动控制。

控制室配置一台工程师站、一台操作员站、显示器采用21＂LCD，主控机采用研华工控机，完成对系统的控制、监视、维护等功能。

脱硫控制系统设一套PLC系统，采用MPI网与烧结控制系统相连，实现数据通讯功能。

脱硫设备操作采用集中与机旁两地控制方式，除烟道阀外采用中控优先原则。 在机旁操作箱上操作时，只具手动操作方式，该操作方式下设备之间具备必要的安全连锁；集中操作时，则具有自动和画面手动两种方式。

脱硫系统中脱硫塔、布袋除尘器、增压风机、料仓及烟道采用岩棉进行保温，外部包装彩钢板，颜色与厂区区域内其他系统保持一致。 7. 总图

使用场地平面尺寸参见总图。

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8. 土建

本项目建筑结构安全等级为二级、使用年限30年，建筑抗震设防类别为乙类。抗震设防烈度为8度，风荷载按0.4kPa考虑。

辅助生产用房主要是电气室，建筑面积50m2，采用砖混结构，为塑钢门窗。 设备的基础分别为现浇钢筋砼板式、条式、墩式基础；沟上设钢盖板，沟壁、地板采用现浇钢筋砼。

地坪采用100～200mm厚混凝土地坪(内植构造筋)，安全桥、人行通廊为全钢结构，道宽1.2m。 9. 安全、消防、工业卫生

执行国家相关标准、规范。系统的劳动安全与工业卫生管理机构依托工厂原有设置。 10. 投资

工程投资费用估算见后附。

11. 劳动定员

岗位定员9人。

12. 建设进度

合同签订后6个月。

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第二章 脱硫工艺

1. 密相塔烟气脱硫工艺原理和特点

密相塔烟气脱硫工艺是将细粉状脱硫剂在加湿器内加湿，将水均匀分配到颗粒表面。加湿后的脱硫剂与SO2具有很好的反应活性，同时烟气温度降低较快，形成理想的脱硫反应条件。密相塔内浓相脱硫反应，延长了反应时间，增加了反应速度。密相塔内搅拌装置强力破碎脱硫剂颗粒，使其不断裸露出新表面，提高反应活性，脱硫效率可高达95％以上，同时可以去除HCl、HF和氮氧化物等；

脱硫剂为石灰或消石灰,也可为轻烧氧化镁或苏达。在系统中加入脱销剂或活性碳(系统装置不变)还可达到脱硝及二恶英的效果.

密相塔烟气脱硫工艺的脱硫反应过程主要有：

CaO + H2O → Ca(OH)2

Ca(OH)2 + SO2 + 1/2H2O → CaSO3·1/2H2O + H2O Ca(OH)2 + SO3 + H2O → CaSO4·2H2O

CaSO3·1/2H2O + 1/2O2 + 3/2H2O → CaSO4·2H2O Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2HF → CaF2 + 2H2O

如果加入脱硝剂，还可以发生如下反应：

NO + 1/2O2 → NO2

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

Ca(OH)2 + 3NO2 → Ca(NO3)2 + H O + NO Ca(OH)2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2H2O

脱硫剂加湿的水量3～5％，物料不结块，流动性好；操作温度高于露点，没有腐蚀或冷凝现象，无废水产生；

适应性强，对烟气流量，SO2浓度、温度的变化适应能力极强，达50%以上，这是该技术的显著优点。

密相塔烟气脱硫工艺流程简单，设备少，容易操作。

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烟气脱硫塔除尘器风机副产物储仓烟囱脱硫循环灰加湿机水新脱硫剂原料储仓

脱硫工艺原理框图

2. 工艺流程及参数

2.1 脱硫方案设计参数表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 烟气量 密相塔入口SO2浓度 密相塔入口烟气温度 排放烟气含尘浓度 排放烟气SO2浓度 排放出气口烟气温度 脱硫系统总压力损失 脱硫剂摩尔比Ca/S 脱硫剂循环倍率 脱硫效率 噪音 作业率 设备可利用率 项 目 单位 Nm3/h mg/Nm3 ℃ mg/Nm3 mg/Nm3 ℃ Pa mol/mol % dB(A) % % 数 值 530000 3000 ≤100 ≤50 ≤100 ＞80 ＜3000 1.2 60～120 ＞90 ＜80 90 97 备注 2.2 脱硫系统物流和控制方法

密相塔烟气脱硫工艺包括烟气流程、物料输送流程和水流程。 1)烟气流程

烧结烟气从主抽烟机后的脱硫系烟道经过三通引到脱硫进烟道，进入脱硫塔，

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再经布袋除尘器分离净化，净化后的烟气由增压风机送至烟囱外排。

增压风机在脱硫系统的尾部，位于布袋除尘器和烟囱之间，使整个脱硫系统处于负压状态。增压风机在开机和停机时，所有烟道阀的开、关顺序及时间按照风机厂家给定的程序进行。

脱硫系统设置进风烟道阀，出风烟道阀和旁路烟道阀。烟道阀控制采用机旁。操作优先原则，同时由烧结主控制系统可实现远程监控。

烟气脱硫系统运行时，旁路烟道阀关闭，脱硫系统进出口的烟道阀打开；烟气脱硫系统停机时，旁路烟道阀打开，脱硫系统进出口的烟道阀关闭。烟道阀采用双曾气密封蝶阀，液压控制，接触面采用耐温橡胶密封，密封率达100%。

2)物料输送流程及控制

脱硫物料流程包括新脱硫剂加入、脱硫塔底部的物料循环、布袋除尘器底部的物料循环和脱硫副产物排放。

脱硫物料（包括加入的新脱硫剂、布袋除尘器收集的脱硫物料、脱硫塔内部自身沉积的脱硫物料）由反应塔的底部输送到顶部，再经反应塔顶部的加湿机加入塔内，使脱硫物料循环利用，多次参与脱硫反应。

布袋除尘底部的物料收集和排放：烟气在反应塔内与脱硫物料混合、脱硫后，携带一部分脱硫物料进入布袋除尘器，布袋除尘收集的脱硫物料，输送至脱硫反应塔顶部加湿机，极小部分由气力输送到废料仓。

(1)脱硫剂的储运与投加控制

脱硫剂可采用石灰或消石灰。石灰可外购或使用公司内部其它部门的石灰。 脱硫剂通过密封罐车运输到现场，经压缩空气输送到脱硫剂储仓内，储仓容积设置可满足3天的连续供给量。

脱硫剂储存包括的主要设备有脱硫剂储仓、1套脉冲式仓顶布袋除尘器除尘器和料位计，以保证罐车打入脱硫剂时外排粉尘浓度小于30mg/Nm3，料位的连续监测。

脱硫剂的加入包括的主要设备有1台检修手动插板阀、1台发送罐、1支料位开关和2支压力开关。

需要向脱硫反应塔加入新脱硫剂时，石灰通过原料储仓下部的气动阀进入仓泵， 当仓泵内物料达到一定高度时料位计报警，PLC关闭进料阀，开启进气阀，压力达到定值后，PLC打开出料阀，仓内物料随气流进入塔顶料仓。并将信号传

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送到操作站。这样，通过气力输送方式新鲜脱硫剂被输送至脱硫塔顶的加湿机，并加入到脱硫塔内。新脱硫剂向脱硫塔物料循环系统输送是间断性的，当排放烟气SO2浓度超过控制范围时，新脱硫剂向脱硫塔输送。

(2)脱硫副产物的外排控制和储运

脱硫副产物由灰斗底部的气力输灰仓泵输送至脱硫副产物储仓，再定期经密封罐车外运，供用户利用。主要设备有料位计、卸料阀和气力输送管路等。

当脱硫系统排放SO2浓度高出设定值时，证明部分脱硫剂已失效，需要向外排灰时，首先开启布袋除尘器灰斗下的仓泵换向阀，仓泵开始向副产物储仓输灰，输送完后，仓泵恢复循环灰的输送，并将信号传送到操作站。

脱硫副产物储存包括的主要设备有脱硫副产物储仓、1套脉冲式仓顶布袋除尘器除尘器、1套卸灰装置和料位计。

(3)塔底脱硫灰循环及控制

脱硫循环灰为粉状，在脱硫过程中，不断发生化学反应，颗粒变细（约300目），以保证物料不断循环和充分利用。

循环灰和烟气在塔内的速度和停留时间可达到理想的预定设计值。这是脱硫塔烟气脱硫技术的一大优势。

脱硫循环灰经脱硫塔和除尘器底部输送到脱硫塔顶部的漏斗内，使脱硫循环灰不断与SO2反应，直至脱硫循环灰失效。

塔体下部设集料斗。当料位达到高位时，信号传至PLC，进行智能控制，使物料有次序的送料。

(4)布袋除尘器物料循环及排放系统

布袋除尘器收集的粉尘落入底部设置的集灰斗内，集灰斗装有料位计,达到一定料位时,脱硫灰进入反应塔的循环系统，继续参与脱硫反应。

布袋除尘器采用定时清灰或差压清灰两种方式，具有自动操作功能。 集灰斗料位到达高位时，PLC控制输送物料；集灰斗的料位到达低位时，输送停止运行。

3)水流程及控制系统

该系统包括加湿机、水流量计、温度计、喷嘴、水泵组、管路等。 供水系统采用变频调速水泵恒压供水装置为脱硫系统提供定压水源。设置两套加水喷嘴，一套对加入脱硫塔顶部的循环脱硫灰加湿，加湿控制是根据PLC程序

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给定的比例关系，自动调节水量。另一套对进入脱硫塔的烟气温度进行加水降温，根据进气温度值，按照PLC程序给定的比例关系，自动调节水量，控制进入脱硫系统的烟气温度在120℃以下。

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第三章 供配电

1. 设计依据

密相塔烟气脱硫系统工艺要求及国家相关标准及规范； 《供配电系统设计规范》GB50052-95 《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93 《低压配电设计规范》GB50054-95 《10kV及以下变电所设计规范》GB50060 《建筑照明设计标准》GB50034-2004 《建筑物防雷设计规范》GB50057-94 《电力工程电缆设计规范》GB50217-94

《电力装置的电测量仪表装置设计规范及条文说明》GBJ63-90 《工业企业通讯接地设计规范》GBJ79-85 《交流电气装置的接线》DL/T621-1997 《电力设备典型消防规程》DL5027-93 《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）

上述国家标准及规范应为现行的最新版本，相关标准及规范不仅限于此。 2负荷

本项目需6kV高压电源，供给高压引风机用电。需380/220V低压电源，供各处低压设备、照明等用电。

根据工艺专业所提条件进行了电力负荷计算，计算结果见表（一）及表（二）（详见电力负荷计算表） 2.1 6kV高压负荷

装机容量： 1400kW，1台； 工作容量： 1400kW，1台； 计算负荷： 有功功率 980kW；

无功功率 421.4 kVAr； 视在功率 1067 kVA。

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表 一 电力负荷计算表(1)

设备容量 序号 受电设备名称 Pe(kw) 总的 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 高压 增压风机 脱硫变电所 加湿机 搅拌机 给料机 恒压给水泵 空压机 搅笼 提升机 除尘器 罗茨风机 照明及其它 小计 乘不均匀系数 1400 74.0 90.00 15.0 15.0 540.0 22.0 44.00 30.0 222 40 1092.00 数量 （台） Cosφ Tanφ 需要系数 kx 0.92 0.75 0.78 0.76 0.75 0.76 0.75 0.75 0.70 0.80 0.90 0.76 0.43 0.88 0.80 0.86 0.88 0.86 0.88 0.88 1.02 0.75 0.48 0.70 0.40 0.40 0.50 0.50 0.50 0.70 0.70 0.40 0.70 0.80 计 算 负 荷 Pjs (kw) 980.00 29.60 36.00 7.50 3.75 180.00 15.40 30.80 12.00 129.50 32.00 476.55 415 Qjs Sjs 变压器容量 kVA 最大负荷 利用小时数 Tmax 6500 年耗电量 kw.h 637万 备注 工作的 总的 工作的 1400 74.0 90.00 15.0 7.5 360.0 22.0 44.00 30.0 185 40 867.50 1 2 6 10 2 3 2 2 1 6 5 39 1 2 6 10 2 2 2 2 1 5 5 37 (kVAr) (kVA) 421.40 26.05 28.80 6.45 3.30 154.80 13.55 27.10 12.24 97.13 15.36 384.78 353 545 12

无功补偿 补偿后 变损 6kV侧 6kV总计 1092.00 867.50 0.97 0.93 1 415 14 429 1409.00 -240 113 56 169 590 430 461 1527.5 1x1000 4500 193万 830万 2492.00 2492.00 表二 电力负荷计算表(2)

设备容量 序号 受电设备名称 Pe(kw) 总的 1 1 2 3 4 5 高压 增压风机 脱硫变电所 加湿机 搅拌机 给料机 恒压给水泵 空压机 1400 74.0 90.00 15.0 15.0 900.0 数量 （台） Cosφ Tanφ 需要系数 kx 0.92 0.75 0.78 0.76 0.75 0.76 0.43 0.88 0.80 0.86 0.88 0.86 0.70 0.40 0.40 0.50 0.50 0.50 计 算 负 荷 Pjs (kw) 980.00 29.60 36.00 7.50 3.75 360.00 Qjs Sjs 变压器容量 kVA 最大负荷 利用小时数 Tmax 6500 年耗电量 kw.h 637万 备注 工作的 总的 工作的 1400 74.0 90.00 15.0 7.5 720.0 1 2 6 10 2 5 1 2 6 10 2 4 (kVAr) (kVA) 421.40 26.05 28.80 6.45 3.30 309.60 13

6 7 8 9 10 搅笼 提升机 除尘器 罗茨风机 照明及其它 小计 乘不均匀系数 无功补偿 补偿后 变损 6kV侧 6kV总计 22.0 44.00 30.0 222 40 22.0 44.00 30.0 185 40 2 2 1 6 5 41 2 2 1 5 5 39 0.75 0.75 0.70 0.80 0.90 0.76 0.98 0.95 1 0.88 0.88 1.02 0.75 0.48 0.70 0.70 0.40 0.70 0.80 15.40 30.80 12.00 129.50 32.00 656.55 577 577 20 597 1577.00 13.55 27.10 12.24 97.13 15.36 539.58 499.7 -360 113 80 193 614 763 588 627 1692 1x1000 1452.00 1227.50 1452.00 1227.50 2852.00 2627.50

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2.2 380/220V低压负荷

装机容量： 1070kW；37台。 工作容量： 845.5kW；36台。 6kV侧计算负荷： 有功功率 429kW；

无功功率 169 kVAr； 视在功率 461 kVA。

2.3 年总耗电量

本项目年总耗电量为 830万 kWh。 3供电电源

由负荷计算结果可知，本项目只需两回6kV高压电源。一回给高压电机供电，一回给电力变压器供电。

三烧现已有一座6kV高压配电室。该配电室为单母线分段接线方式，有二回进线，目前二回进线的供电能力还有富裕。该配电室出线开关也有备用柜可供该项目利用。经与甲方多次协商确定，目前1#烧结脱硫项目所需电源由二段母线的38AH和一段母线的39AH开关柜供电。

烧结高压配电室内被利用的两台开关柜，型号为KYN1-10，用

途为电容器，电流互感器变比均为100/5，配置少油断路器（现属淘汰产品）。因此需对原有高压柜进行补改，即改用真空断路器；38AH柜CT改为150/5；39AH柜CT改为200/5；综保沿用长沙中原产品，用途38AH改为变压器模块、39AH改为高压电动机模块……等。 4系统和控制（详见供电系统图） 4.1 6kV高压

6kV电源一回路直接由39AH高压柜用YJV-6kV电缆引到本项目变配电室的高压开关柜或高压电机软起动柜。再由高压开关柜引至本项目的风机高压电机。由中控室PLC或设在现场的控制箱对高压电机进行启动及开停控制。风机控制可现场手动控制也可由PLC按生产工艺要求自动控制。两种控制之间设转换开关。原则上不允许在烧结6kV高压配电室内进行遥控。高压电机的保护，采用综保，可设置在本项目变配电所内的高压开关柜上。

6kV另一回路由烧结高压配电室38AH高压柜用YJV-6kV电缆直接引至本项

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目变配电室的变压器。变压器的控制、保护设在烧结6kV高压室的高压开关柜上。为检修安全，变压器上端设隔离开关。 4.2 380V低压

380V低压由本项目变电所内的低压配电屏用YJV-0.6/1kV电缆放射式的向各电机、PLC屏、仪表屏及照明箱供电。较集中的小负荷可树干式供电，但链接台数不超过5台，总功率不大于10kW。

按工艺要求各低压电机由PLC实现连锁自动控制。为检修及安装调试方便，在各电机现场设按钮控制箱对设备进行手动控制。为了安全，在现场按钮控制箱上特设手动自动的转换开关。 5主要设备选择及保护 5.1高压开关柜

应甲方要求，选用高压固定柜，型号为XGN2A-7.2，内置VS1

真空断路器及防操作等过电压及雷击过电压的TBP元器件。二次采用全微机综合自动化装置，与三烧原用品牌相同，采用长沙中原产品。高压柜上放置一套模块，上位机沿用三烧的后台，模块与上位机间用网络线连接进行通讯联络。

高压开关柜的直流操作电源取自三烧高压配电室或三烧主抽风机室的控制室。

5.2电力变压器

6kV电力变压器选用新型节能的S11型。此型比S9型降低空载损耗25%~30%，且重量轻、体积小、价格便宜。

电力变压器容量应甲方要求，2#烧结机脱硫工程空压机需要的低压电源由本项目供给，变压器一次性建设。因此选1000kVA。详见电力负荷计算表（二）。

5.3低压配电屏

应甲方要求，低压配电屏选用固定柜，型号为GGD。其内的元

器件原则上选用三烧低压屏也使用的。也可选用国产中上等的产品，如：常熟、正泰等，为各元器件统一并用电机综合保护器代替原来的热继电器，此元件除有热继电器的过负荷保护功能外，还增加缺相、欠压等保护，价格仅多一点。目前工业生产上电动机保护基本已改用电动机综合保护器。

该项目的所有低压电动机回路设短路及过负荷保护，并用综合保护器代替一

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般的热继电器保护。低压配电回路主要设短路和过负荷保护。

5.4电缆及其它

高低压电力电缆选交联聚乙烯YJV型电缆。控制电缆选用KVV-500V。电线选用BV-500V铜芯绝缘线。要求采购昆缆、川缆等正规厂家的产品。

灯具及光源选高效节能型产品。风机房、收尘器各处用金卤灯；中控室、辅助、值班生活等用房内选用紧凑型荧光灯，且选用节能式镇流器。除特殊地方要求白炽灯光源外，其他所有地方都用节能光源加各型适合的灯具。按规范规定在重要岗位及疏散通道设置紧急疏散指示灯及事故照明灯，采用自充自放电的应急光源，应急点燃时间≥30分钟。

插座、开关等选正规厂家的产品。

电缆桥架采用金属大跨距梯级型桥架。表面进行防腐处理，可热镀锌（较贵）也可钝化后喷塑。

本项目的总计量在三烧6kV高压配电室内进行。项目内部在低压配电屏上根据需要设电度表计量。55kW以上电机回路及工艺要求的回路上设置电流表。

穿线管材，有高温处用钢管；常温及有腐蚀处用PVC管。 6配置及配电方式

本项目的高压低压配电柜（屏）、热变电阻高压电机软起动柜及电力变压器均配置在收尘器底部的变配电室内。因防火等级不同，变压器安放在单独的变压器室内，并按二级防火设防。其余的设备放在同一室内。按规范留有足够的检修、人行通道及安全出口（门）。详见配置图。

6kV高压电缆，由三烧高压室过来，沿已有及新建电缆桥架敷设，过公路段可穿管埋地或沿风管走向电缆桥架敷设。电缆桥架在本项目的脱硫塔、风机房外可沿墙、柱安装。进室内后可沿变配电室内的电缆沟至高压柜和变压器，部分无沟处穿管埋地敷设。由高压柜至室外的高压电机除沿室内电缆沟段外，室外穿管埋地至高压电机。高压电缆必须连接时，须采用热缩材料中间接头。

低压电缆及控制电缆敷设方式，室外一部分与高压相同。与高压电缆同桥架敷设区段，电缆桥架内设隔板。室内及脱硫塔、除尘器上采用电缆桥架明敷设。到设备时穿管明（暗）敷设。低压或控制电缆末端进电机、照明箱、按钮控制箱等设备段，采用可挠电气导管及锁口进行保护连接。低压电缆不设中间接头，控

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制电缆尽量避免中间接头。截面≥50mm2的电力电缆终端接头须采用热缩材料的终端接头。

电缆桥架的架设尽量借用工艺管桥架的支墩架设，或沿收尘器等的建构筑物墙、柱、梁架设，以上两条件没有的区段，用φ300，L=6m等径杆自设立柱架设。

电缆桥架敷设及电缆在桥架内排列需牢固、整齐、美观。

照明采用铜芯绝缘线穿钢管（或PVC管）沿收尘器本体及柱、墙、梁明敷设。变配电室、中控室、值班室、生活、辅助用房的建筑物内照明，用铜芯绝缘线穿PVC管暗敷设。

高低压全部配电装置需设置各项防火阻燃措施。如：高低压电缆及控制电缆刷防火涂料；所有电缆进入变配电室的通道孔、洞及配电柜、屏下部电缆孔洞均用防火材料严密封堵；电缆、电缆桥架穿越不同房间的隔墙及楼板的孔、洞也要封堵；电缆沟及电缆桥架进室内通道处设置阻火段…….等。 7防雷接地

本项目建构筑物属第三类工业建筑物和构筑物。按规范要求设置相应的防雷接地设施。

收尘器、风管、烟囱均为钢结构。整体可作防雷接闪器和引下线。要求认真做好各钢部件间的电气连接。引下线（部位）＜20m间距须与接地系统相连一次。 钢结构柱下的独立基础及地梁内的钢筋作接地极，与引下线接闪器上下间牢固焊接并形成电气通路，冲击接地电阻＜10Ω。接地阻值不够时，增装镀锌扁钢－40×4接地带及镀锌角钢∠50×50×5，L=2500接地极。

变配电室及中控室内有配电、仪表设备及PLC等设备，工作接地与防雷接地、保护接地合为一个系统，冲击接地电阻＜1Ω。

所有设备正常不带电的金属外壳及其他金属构架件须就近与接地系统相连。 上述两个接地系统可以合二为一，接地阻值按最小值核定。

防雷接地系统单独使用的材料（除被利用金属及建筑物内的钢筋外）须热镀锌。

8主要设备及工程量

电力变压器 S11-1000/6.3 1000kVA,6.3/0.4/0,23kV 1台 高压开关柜 XGN2A-7.2 2台 热变电阻高压电机软起动柜 HTR3-1600型 1台（套）

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低压配电屏 GGD固定柜 10台 现场按钮控制箱 30台 照明配电箱 5台 PLC连锁柜 GGD外壳 1台 柜式空调机 5P 1台 高压电力电缆 YJV-6kV 3x120mm2 260米 高压电力电缆 YJV-6kV 3x95mm2 260米 动力配线 6kV高压， 1400 kw

380V低压， 1070 kw

照明配线 2000米2 (多层) 室内外电缆桥架 600X150(分隔) 大跨距梯级式 60米 室内外电缆桥架 400X150 大跨距梯级式 400米 室内高低压变配电室 113米2 一座 9电信及网络

沿用本厂已有设施，按需增装终端，由甲方自理。 10 照明系统

照明系统由以下二个独立子系统组成：正常交流（AC）照明系统；事故应急灯方式。

在烟气脱硫区域内设置380/220V正常照明系统，由脱硫电气室供电。采用380/220V（三相四线制）中性点直接接地系统。正常交流（AC）照明系统采用高效节能灯具和灯泡。

在紧急疏散用事故照明时，采用应急灯方式，应急点燃时间不小于一小时。 各工作场所的照度标准值符和相关规范要求。一般用单位容量计算法或利用系数法计算出灯数、功率。装置区内配电箱至灯具的照明线路采用穿管明设。

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第四章 自动控制系统

1简述

为保证脱硫系统正常运行和稳定达标，对脱硫系统各设备进行在线检测与控制，通过合理的控制系统配置，实现所有设备的连锁控制和工艺参数的优化控制。 2环境特征

本设计的生产车间无易燃易爆气体及物品，生产过程无腐蚀性物质，现场仪表不考虑防爆设计，现场仪表可使用不锈钢或铸钢产品。因产生的烟尘为高温物质，与之接触的仪表应考虑到高温的影响。 3脱硫工艺流程

密相干塔烟气脱硫系统，由脱硫剂的消化增湿系统、密相干塔、烟气系统、脱硫剂再循环系统、压缩空气系统、给水系统、副产物处理系统以及控制系统等几个部分组成，其工艺原理与流程如图4.1、图4.2所示。

图4.1 密相干塔脱硫系统工艺原理图

图4.2 密相干塔脱硫系统工艺流程图

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原烟气进入密相干塔，脱硫剂经加湿器与雾状水滴混合后从密相干塔上部进入；在塔中，脱硫剂在搅拌器的搅拌下与烟气充分接触并进行反应，下落的脱硫剂经物料循环系统提升至塔顶循环使用；烟气经过密相干塔后，进入布袋除尘器，布袋除尘器回收的脱硫剂也经物料循环系统输送继续参加反应；最后，清洁烟气出布袋除尘器，经烟囱排出。 4控制系统设计说明

1）设计依据

密相塔烟气脱硫系统工艺要求和相关设计规范。 2）设计范围

脱硫装置完整、可靠的控制系统一套。 3）设计原则

（1） 设备均选用通用产品，符合国家有关标准，尽可能选用新型产品，并考虑最大限度的可用性、可靠性和可维修性。 （2） 脱硫控制系统采用PLC控制。

（3） 根据烧结生产情况，脱硫控制系统具有使脱硫与烧结生产相匹配的功能。

（4） 脱硫控制系统可通过Ethernet网与厂区其他控制系统通讯。 4）设计方案

（1） 控制系统总体描述 脱硫控制系统采用施奈德。

脱硫控制系统在脱硫主控室设置一台操作员站、一台工程师站、一套现场摄像监控系统(6个监控点)和一台A4激光打印机，工程师站与操作员站互为备用。

控制系统实现对脱硫装置运行的自动控制功能，并通过优化控制算法实现烟气脱硫的最优化控制。 （2） 控制系统配置

上位机硬件：DELL商务机 P4/160G/2G/21”LCD 配套可满足系统运行30分钟以上的山特UPS电源。

软件：采用Windows操作系统，并配一套正版杀毒软件，并提供正版安装盘；提供成套开发版组态软件、运行版软件，并提供编程软件、通讯软件、数据

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库通讯软件、以太网通讯软件包等。

脱硫系统测控点数及其描述按表1-表5设计。 4.1密相干塔烟气脱硫自动控制系统基本功能目标

自动控制系统根据密相干塔脱硫系统的工艺原理进行设计。自动控制系统包括对脱硫系统的监测和控制两部分功能。

A 自动监测功能

控制系统中的自动监测系统是整个脱硫系统的信息与操作中心，负责自动检查和测量反映脱硫过程进行情况的各项物理参数(如温度、压力、流量等)及各项设备的工作状态参数，以监视系统运行过程的进行情况和趋势。其主要功能应包括:

1) 数据的采集与处理

数据采集与处理将整个脱硫系统的各种模拟量参数、开关量(包括开关、阀门位置)以及设备运行方式(启、停、联锁等)进行周期性采样。

2) 屏幕显示与操作

自动监测系统在显示屏(LCD)画面上，可以把过程变量、设定值、控制参数、报警状态、变化趋势等信息用文字、数字及图形的形式清楚而形象地显示出来。

3) 报警监视

自动监测功能系统可对任一过程变量进行限值检查，一旦越限，即在LCD上显示，并发出报警信号。报警限值可以是上、下绝对值限值、变化率限值。

4) 统计和报表打印

系统运行过程中与运行有关的温度、压力、流量等参数值经数据采集后存入数据库，可实现统计和报表打印。

5) 控制参数设置功能

控制参数设置功能可以对初始参数和控制回路的运行控制参数进行设定，完成各设备的启停等操作，同时监视画面也能随着控制参数设置的改变做相应的改变。

B 自动控制功能

自动控制系统能自动地维持系统运行过程在规定的工况下进行。包括如下几个方面：

1) 系统的自动控制功能。根据脱硫工艺及脱硫系统设备的要求，实现各个设备的自动顺序启动和顺序停止。完成脱硫工艺系统中受控参数和受控设备的自动

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控制功能，包括模拟量调节控制和开关量顺序控制。

2) 系统的联锁保护。脱硫系统各子系统之间以及子系统内各设备之间需要必要的联锁保护，在某系统或某设备出现异常时，能够实现相关设备的状态改变。

3) 自动控制回路优化控制。包括根据烟气流量、进出口的SO2浓度控制生石灰给料量、加水量，以及根据烟气出口的烟气露点(温度)直接调节喷水量等。 4.2系统监控范围与要求

A 密相干塔部分

硫密相干塔是整个脱硫系统的核心，两台烧结炉分别设置独立的脱硫塔，其控制参数主要有加灰量、加水量、搅拌器开启数量等。系统设置了相应的调节装置作为控制手段实现控制要求。同时，为全面监视系统运行情况，设置以下监测项目：

进口参数：烟气温度、烟气流量、反应区温度、S02浓度。 出口参数：烟气温度、反应区温度、S02浓度。 塔体反应区的温度。

脱硫塔底部灰斗、螺旋输送器灰斗料位。 B 脱硫剂循环系统

脱硫剂循环系统包括脱硫塔底部螺旋输送器、斗式提升机、布袋除尘器底部的刮板机，以及斜槽风机。

C 原料、成品系统

原料、成品系统需要监测和控制的设备包括新料给料机、新料风机、成品给料机（仓泵设备）等。

D 加湿系统

加湿系统包括加湿器、布料器、无塔供水设备、电磁阀、喷嘴及其管路、储水罐、压力调节阀及其管路等。

监控系统实现对上述设备的启/停控制、状态监测和故障报警等功能，并且通过控制电磁阀控制加水量，以适应脱硫工况的改变，保证系统的正常运行。 4.3主要控制参数

A 根据烟气出口的SO2浓度及烟气流量控制生石灰给料量，保证达到脱硫效率必须的钙硫比。烟气进口的S02浓度、烟气量参数用来校正或作为提前调节量来调节脱硫剂的给料量。

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B 根据烟气出口的烟气露点(温度)直接调节喷水量，使系统反应温度接近120℃的最佳反应状态。烟气进口温度、烟气量参数用来校正或作为提前调节量来调节脱硫塔进水量。 4.4控制方式与自动化水平 4.4.1控制方式

脱硫控制系统采用集中控制方式，硫控制的监控设备布置在集中控制室内。脱硫集中控制室以PLC系统和操作员站构成监控中心，实现对整个脱硫系统的监控。

脱硫控制系统的设备有“就地”与“远程”两种控制方式，在各个主要设备就近区域设就地控制柜，控制柜操作盘可以实现对相应设备“就地”与“远程”状态的切换。

A 就地控制

当各现场控制柜上的就地/远程转换开关处于就地位置时，设备只受现场操作按钮的控制，PLC及上位机只负责对设备工况的监测而不参与控制。该控制方式具有最优先级控制的级别。多在设备调试和维修的情况下使用。

B 远程控制

当各现场控制柜上的就地/远程转换开关处于远程位置时，设备处于远程控制状态。远程控制又分为远程软手动和远程自动两种情况。

1) 远程软手动

在远程软手动状态下，操作员通过用鼠标点击上位机监控画面中的按钮，来实现对现场设备的远程控制。

2) 远程自动

在远程自控状态下，PLC会根据现场的工艺参数及设备工况完成对设备的自动控制而无须人工干预，即真正意义上的自动控制。 4.4.2自动化水平

脱硫系统采用PLC为基础的控制系统进行监控，辅以少量现场操作实现设备的启、停和正常运行时的监视和控制。自动控制系统的功能包括数据采集和处理，闭环控制、顺序控制及联锁保护。

PLC将对所有设备进行操作、监视和控制，参数自动巡回检测，数据处理，参数越限报警等均由PLC实现。

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控制系统在脱硫系统发生故障时，能通过自动联锁和保护，自动切除有关设备和系统，保证现场设备和人员的安全。 5监控系统主要功能 5.1数据采集系统

数据采集系统连续采集和处理所有与脱硫系统有关的信号及设备状态信号，以便及时向操作人员提供有关的运行信息，实现系统安全经济运行。一旦脱硫系统发生任何异常工况，及时报警。数据采集系统具有下列功能:

A 显示

上位机LCD综合显示各种运行信息，操作员通过LCD实现对脱硫系统运行过程的监视。画面能显示过程变量的实时数据和设备运行状态。

操作员可通过鼠标和键盘，对画面中的任何被控装置进行手动控制。 1) 概貌显示

概貌显示提供整个脱硫系统工艺流程图和运行状态的总貌，显示出主设备的状态、参数。

2) 功能组显示

功能组显示将显示某一指定功能组的所有相关信息，功能组显示将包含过程输入变量、报警条件、输出值、设定值、报警值等。

3) 标准画面显示

提供报警、趋势图等标准画面显示。 B 数据记录与保存

数据库可以记录所设定参数的历史数据，可根据操作员的指令显示历史数据和打印有关报表。 5.2顺序控制系统

系统在启动和停机时有多个设备参与动作,不同的设备有不同的时序要求。例如在系统启动过程中,启动轴流式增压风机以前，为防止过载,要求关闭进风阀、关闭前导叶、打开出风阀。当增压风机启动，其主电机正常运行后，要在1 min内将进风阀打开并将前导叶调至所需开度，否则会导致失速。在启动和关闭循环系统时，要按照一定的时序和联锁关系，否则会导致物料堵塞、传动电机过载。根据这些情况,把系统启动逻辑专门独立出来,便于系统调试与维护。

顺序(开环)逻辑控制系统，是按照工艺系统对各设备的启、停、联锁和保护要

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求，设计完善的控制逻辑，实现系统主要设备组或子组的自动顺序启停和设备之间的联锁、保护。本项目顺序控制系统控制水平以子功能组级为主，具备手动、自动、顺控等各种运行控制模式。

顺序控制系统进行分级设计，包括以下各级: (1) 驱动控制级：单个设备的控制。

(2) 子组控制级：重要的辅机及其相应辅助设备的顺序控制.

(3) 功能组控制级：自动控制整个脱硫系统的启/停，并对子组发出控制命令。 5.3闭环控制系统

控制系统设置两个主要的闭环自动控制回路。

(1) 根据烟气出口的S02浓度及烟气量控制生石灰给料量，保证达到脱硫效率必须的钙硫比。烟气进口的S02浓度、烟气量参数用来校正或作为提前调节量来调节脱硫剂的给料量。

(2) 根据烟气出口的烟气露点(温度)直接调节喷水量，使系统反应温度接近110-120℃度达到最佳反应状态。烟气进口温度、烟气量参数用来校正或作为提前调节量来调节脱硫塔进水量。 6密相干塔烟气脱硫控制系统硬件组成

本控制系统采用分散控制系统设计架构，由PLC控制器与PC上位机及组态软件结合的方式实现，系统整体网络结构使用三层网络传输结构，底层数据采集功能层，实现数据采集及设备控制功能；第二层为PLC控制层，实现数据处理、设备控制，并与系统管理层交互数据；第三层为系统管理层，监视系统实时运行状况，下达控制命令。

密相干塔脱硫自动控制系统由可编程控制器(PLC)、上位计算机、现场设备、以及为PLC、上位机和仪表供电的不间断电源等设备组成。

其中，上位机完成人机信息交流，实现操作者对设备的监控。可编程控制器(PLC)作为下位机完成数据的采集、运算等功能，实现和设备的直接联系。

本系统上位机选择两台DEll计算机，别对现场脱硫系统实时状态进行控制和显示。下位机选择施耐德昆腾系列可编程控器。通过工业以太网进行通讯。下位机系统配置主要包括CPU模块、模拟量输入模块(AI)、模拟量输出模块(AO)、数字量输入模块(DI)、数字量输出模块(DO)、通信模块等。

上位机和可编程控制器的正常运行是现场设备正常运转的保障，因此为保证

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在突然断电的情况下不影响控制系统的正常运行，本系统配置有山特UPS不间断电源为上位机和可编程控制器供电。 7密相干塔烟气脱硫控制系统软件设计

密相干塔烟气脱硫系统控制软件包括数据采集模块、数据处理模块、用户界面模块等。监控系统的软件设计包括下位机PLC监控程序的设计、上位PC机的界面显示程序的设计以及它们之间的通讯程序设计。软件系统下位机PLC软件部分的编程工具选用Concept v2.6程序软件包，采用梯形图的形式完成的。上位机监控软件采用三维力控v6.0组态软件进行设计开发。 7.1下位机PLC程序设计

为了便于程序的编写、现场调试、修改和扩充，PLC的软件部分采用模块化的程序设计思想，即把整个设计任务分为若干具有一定独立性的模块，确定每一模块的具体功能，进行单独的设计和调试。 7.1.1控制范围

本项目顺序控制系统功能设计工作主要包括控制范围的确定、控制功能的设计、控制逻辑的设计。在深入分析脱硫系统工艺和运行要求的基础上，结合本项目辅机设备可控性及配套情况，最终确定顺序控制的控制范围为脱硫区域内大部分两位式开关控制设备。由于脱硫剂的原料、成品系统相对独立，不连续运行，未纳入顺序控制。 7.1.2 顺序控制功能设计

顺序(开环)逻辑控制系统，按照工艺系统各设备的启、停、联锁和保护要求，设计完善的控制逻辑，实现系统主要设备组或子组的自动顺序启停和设备之间的联锁、保护。为使控制系统功能划分有条理、逻辑关系清晰，采用了层次结构分析系统，如图4.3所示，使系统复杂的控制逻辑变得清晰、可读、易于编程。

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图4.3 密相干塔脱硫系统层次结构示图

依据工艺系统的工作要求、各受控设备控制要求、安全要求和系统之间的安全联锁关系，按照分层设计的原则以子功能组为主体，以驱动级控制为基础，设计了完整的顺序控制逻辑。主要包括：驱动级的每个设备的控制逻辑和互为备用设备的自动切换逻辑；设备的启动、停止和保护条件；设备操作状态发生变化时的逻辑，系统启动、停止步序逻辑、条件判断逻辑、执行控制逻辑和状态判断逻辑。

7.1.3控制功能设计

A 驱动级控制

烟气脱硫装置的驱动级包括所有电动机和阀门电动装置。驱动级的控制设计将满足：确保保护信号高于手动指令(就地和远程)和自动指令的优先权；一旦指令同时或重复出现，能采取措施锁定这些指令以防止误操作；如果发生因电动机保护引起的跳闸，在故障排除前不允许合闸。

电动机的I/O点包括：启动、停止指令和运行、停止、故障(跳闸〕和远程控制反馈信号。

B 子功能组级控制

子功能组级控制提供重要工艺流程段内相关设备的自动启停控制。功能设计以条件判断作为每一个步序的触发、完成、中断指令，监视每一步程序完成的动作并根据持续时间做出程序运行正常和故障的判断。既可以自动顺序完成本工艺流程段的启停，也能人为选择程序步的执行、中断、跳步，同时具有完备的安全

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保护功能。控制系统在某一步发生故障时能自动停止程序的运行，并将其故障的影响仅限制在几步程序之内，故障消除后，程序才能继续进行。

本项目顺序控制系统以子功能组控制为主体，这是因为每个子功能组内的设备联系紧密，共同完成脱硫工艺的一个相对独立的流程段，是衔接单个设备和整套系统的重要环节，也是保证整个自动控制功能实现的重要环节。根据脱硫系统的工艺流程、设备运行的相互关联特点和设备的布置位置等因素综合考虑，确定整个脱硫系统设备划分为6个子功能组。包括：加湿子功能组、搅拌子功能组、轴流风机子功能组、阀门子功能组、布袋除尘子功能组、脱硫剂循环子功能组。

C 功能级控制

功能级控制系统能够按照工艺操作流程以及整套脱硫系统启动、停止要求，设置必要的断点，经过操作员少量的软手操，进行干预和确认某些信息，完成整套脱硫系统启动、停止。本项目根据工艺系统的运行要求和子功能组控制的功能，设计了脱硫系统的启动、停止顺序，主要逻辑如下。

启动步序：

启动轴流风机，同时自动打开风机出口阀门→启动布袋除尘器，关闭旁路烟道阀→启动脱硫塔的搅拌轴→启动脱硫塔顶部的布料器→启动脱硫塔顶部的加湿机→启动斗提机→启动脱硫塔底部的螺旋输送机→启动空气斜槽送料系统→启动布袋除尘器底部的刮板机。

停止步序：

打开烟道旁路阀→停止脱硫塔底部螺旋输送机→停止斗提机→停止加湿机和加水系统→停止脱硫塔的搅拌轴→关闭风机进口导叶→停止主电动机。关闭脱硫系统进风阀→停止布袋除尘器→关闭风机出风阀→停止布袋除尘器底部的刮板输送机→停止空气斜槽系统。

功能级控制必须在满足子功能组级和驱动级控制正常，投入自动的条件才能实现。

D 联锁保护

联锁保护功能用于处理各类设备故障和干扰工况，使脱硫控制系统能够保证适当的控制作用，避免对人员和设备的危害。单个设备的保护由电气回路和驱动级控制逻辑完成，脱硫控制系统的联锁保护除电动机的继电器保护由电气回路完成外，其它设备和系统的联锁保护均由PLC内部逻辑实现。对于单个设备和子功

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能组均设计完善的控制逻辑，保证设备和系统的安全可靠。根据工艺流程的运行条件设置必要的、有效的联锁使设备在事故工况下自动切除。

总脱硫系统的保护由单独设计的保护逻辑实现。当脱硫系统中任一主要部分发生故障，则脱硫系统跳闸。当系统跳闸时，自动打开旁路阀门，直接将烟气排入烟囱。当旁路阀门全开后，入口和出口阀门才允许关闭。 7.2上位机监控软件设计

上位机监控软件主要功能包括: (1) 脱硫系统控制

通过在上位机人机界面上的操作，实现对现场脱硫系统设备启停进行远程控制，实现对现场执行器、变频器等模拟量参数的调整。

(2) 脱硫系统过程监视

实时显示系统运行过程中的各个监测点的温度、流量、压力、振动、S02含量等重要参数，并动态描述参数的变化曲线；形象显示脱硫系统的运行状态，包括各个设备的启、停、报警状态。

(3) 数据记录和报表打印

脱硫系统的运行过程中大量数据对评价脱硫系统效率、保证脱硫系统安全、考察设备各项指标等都是十分重要的，所以各种数据的记录、汇总与报表将由上位计算机来完成，包括温度、流量、压力、振动、S02含量等。在系统运行过程中，上位计算机实时地将这些数据存入数据库，并可根据需要打印所需报表。

(4) 与PLC的通讯

应用PLC编程软件能够在上位计算机上对可编程控制器PLC中的程序进行查看和修改，并且通过上位机和PLC的通讯，将控制参数下载到PLC。同时，能够实时从PLC获取脱硫系统运行的数据。在这个过程中，将参数送入PLC和从PLC获取数据都要求数据的传输能够及时、正确。

依照控制系统人机界面设计原则，人机界面功能丰富、画面直观、操作方便。

表1 烟气脱硫测控系统I/O点数表

测控点类型 测控点数量 20%裕量

DI 150 30 30

DO 48 10 AI 41 8 AO 7 1

控制点数 总测控点数 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 180 58 295 表2 模拟量输入/AI 监测位置 脱硫塔入口烟道 脱硫塔入口烟道 脱硫塔入口烟道 脱硫塔入口烟道 脱硫塔入口烟道 除尘器入口烟道 除尘器入口烟道 除尘器出口烟道 风机出口烟道 风机出口烟道 风机出口烟道 风机出口烟道 加湿水管道 降温水管道 进风阀执行器 出风阀执行器 旁道阀执行器 脱硫剂储仓 脱硫副产物储仓 增压风机导叶 执行器 增压风机前轴承 增压风机中轴承 增压风机后轴承 增压风机电机绕组 增压风机电机绕组 增压风机电机绕组 增压风机中轴承 增压风机中轴承 增压风机电机 增压风机电机 增压风机电机 压缩空气气包 压缩空气气包 1#压缩空气储罐 2#压缩空气储罐 1#输灰管道 2#输灰管道 烧结主抽风机 31

49 8 监测点描述 脱硫系统入口压力 脱硫系统入口温度 脱硫系统入口流速 脱硫系统入口SO2浓度 脱硫系统入口O2浓度 布袋除尘器入口温度 布袋除尘器入口压力 布袋除尘器出口压力 脱硫系统出口压力 脱硫系统出口SO2浓度 脱硫系统出口O2浓度 脱硫系统出口温度 物料加湿水流量计 烟气降温水流量计 脱硫进风风门开度 脱硫出风风门开度 脱硫旁道风门开度 脱硫剂储仓料位 脱硫副产物储仓料位 量程 0～3000Pa 0～200℃ 0～30m/s 30～3000mg/m 0～20% 0～200℃ 0～3000Pa 0～3000Pa 0～3000Pa 30～3000mg/m 0～20% 0～200℃ 30～20m/h 30～20m/h 0～100% 0～100% 0～100% 0～10m 0～10m 0～100° 0～200℃ 0～200℃ 0～200℃ 0～200℃ 0～200℃ 0～200℃ 0～200μm 0～200μm 0～200A 0～200A 0～200A 0～200℃ 0～1.6MPa 0～1.6MPa 0～1.6MPa 0～1.6MPa 0～1.6MPa 0～100% 备注 4线制 2线制 2线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 2线制 4线制 4线制 4线制 2线制 2线制 2线制 2线制 2线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 4线制 2线制 20 增压风机导叶开度 21 增压风机前轴承温度 22 增压风机中轴承温度 23 增压风机后轴承温度 增压风机电机绕组 24 A温度 增压风机电机绕组 25 B温度 增压风机电机绕组 26 B温度 27 增压风机轴承水平震动 28 增压风机轴承垂直震动 29 增压风机电机A相电流 30 增压风机电机B相电流 31 增压风机电机C相电流 布袋除尘反吹气包电加热32 器温度 33 布袋除尘反吹压力 34 1#气力输灰压缩空气压力 35 2#气力输灰压缩空气压力 36 1#输灰管道压力 37 2#输灰管道压力 38 烧结主抽风机开度

执行器 烧结主抽风机出口 烟气风压 烧结主抽风机出口 40 烟气流量 烧结主抽风机出口 41 烟气温度 39 烧结风机出口 烧结风机出口 烧结风机出口 0～3000Pa 2000000m/h 0～200℃ 34线制 2线制 4线制 备注说明：检测点模拟量输入/AI均为4～20mA。

表3 模拟量输出/AO 序监测点描述 监测位置 量程 号 1 增压风机导叶调节 增压风机执行器 0～100% 2 进风阀导叶调节 进风阀执行器 0～100% 3 出风阀导叶调节 出风阀执行器 0～100% 4 旁道阀导叶调节 旁道阀执行器 0～100% 5 给料机控制 给料机 0～50Hz 6 物料加湿量控制 加湿阀 7 烟气降温加水量控制 降温阀

表4 开关量输入/DI 序号 监测点描述 1 进风阀开/关状态 2 进风阀本控/中控状态 3 进风阀报警 4 出风阀开/关状态 5 出风阀本控/中控状态 6 出风阀报警 7 旁道阀开/关状态 8 旁道阀本控/中控状态 9 旁道阀报警 10 增压风机开/关状态 11 增压风机水平震动报警 12 增压风机垂直震动报警 13 增压风机前轴承温度报警 14 增压风机中轴承温度报警 15 增压风机后轴承温度报警 16 增压风机绕组A温度报警 17 增压风机绕组B温度报警 18 增压风机绕组C温度报警 19 烧结主抽风机开/关状态 20 烧结主抽风机报警 21 风机1#冷却风机开/关状态

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备注

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41-50 51-60 61-70 71-74 75-78 79-90 91-102 103-114 115-126 127-128 129-130 131-140 141-150 序号 1 2 3 4

风机1#冷却风机本控/中控状态 风机1#冷却风机报警 风机2#冷却风机开/关状态 风机2#冷却风机本控/中控状态 风机2#冷却风机报警 烟气降温阀开/关状态 烟气降温阀本控/中控状态 水压报警 布袋除尘器开/关状态 布袋除尘器入口烟温报警 布袋除尘器反吹压力报警 副产物储仓低位 副产物储仓高位 脱硫剂储仓低位 脱硫剂储仓高位 1#仓泵输料/装料状态 2#仓泵输料/装料状态 1#切换阀开位置 2#切换阀开位置 1-10#给料机开/关状态 1-10#给料机本控/中控状态 1-10#给料机报警 1-4#加湿阀开/关状态 1-4#加湿阀本控/中控状态 1-12#脱硫塔灰斗高料位 1-12#脱硫塔灰斗低料位 1-12#除尘器灰斗高料位 1-12#除尘器灰斗低料位 1-2#脱硫塔灰斗阀门开/关状态 1-2#脱硫塔灰斗阀门本控/中控状态 1-10#除尘器灰斗阀门开/关状态 1-10#除尘器灰斗阀门本控/中控状态

表5 开关量输出/DO

监测点描述 进风阀开/关控制 进风阀本控/中控转换 出风阀开/关控制 出风阀本控/中控转换 33

5 6 7 8 9 10 11 12 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25-26 27-28 29-34 35-40 41-44 45-48

旁道阀开/关控制 旁道阀本控/中控转换 增压风机运行允许开关 电加热器开/关控制 1#冷却风机开/关控制 1#冷却风机本控/中控转换 2#冷却风机开/关控制 2#冷却风机本控/中控转换 加湿阀开/关控制 加湿阀本控/中控转换 烟气降温阀开/关控制 烟气降温阀本控/中控转换 1#管道吹扫开/关 2#管道吹扫开/关 3#管道吹扫开/关 布袋除尘器运行开/关控制 1#仓泵输料/装料控制 2#仓泵输料/装料控制 1-2#加湿机开/关控制 1-2#加湿机本控/中控转换 1-6#搅拌器开/关控制 1-6#搅拌器本控/中控转换 1-4#灰斗振动器开/关 1-4#灰斗振动器本控/远控 。

34

第五章 仪 表

1. 设计依据

密相塔烟气脱硫系统工艺要求。 2. 设计范围

脱硫系统的过程检测仪表；脱硫系统烟气在线检测仪表。 3. 设计原则

本系统仪表及控制设备均选用通用产品，符合国家有关标准，尽可能选用新型产品，并考虑最大限度的可用性、可靠性和可维修性。 4. 设计方案

4.1 监控仪表

监控仪表包括测温仪、压差变送器、压力变送器、料位计、电磁流量计、SO2

检测仪。

监测仪表统一由中控室UPS电源供电。

显示和报警：设备发生任何不正常状态时，均有报警信号；烟气温度显示和报警；布袋除尘器清灰状态显示；压差显示和报警；布袋的压力显示；集灰斗料位计显示及报警。

检测参数主要包括：

脱硫系统进出口烟气SO2和O2浓度、温度检测； 脱硫循环灰加湿和烟气控温用水的压力、流量检测； 物料的料位检测；

风机进出口烟气压力、压差及温度检测；

风机轴承温度、振动检测，电机电流、温度的检测。 4.2 烟气在线检测系统

本系统采用在脱硫装置的进、出口烟道分别安装测点。符合国家标准，并经当地环保部门认可。SO2在线检测仪采用奥地利产的Mardu100产品。

1）检测内容

脱硫系统进出口烟气的温度、SO2、流量。

各参数输出为4～20mA标准电流信号，进入脱硫PLC控制系统，进行脱硫系统

35

实时调节控制。

2）输出显示单位

SO2浓度：mg/Nm3，ppm（可选）； 烟气流量：Nm3/h； 温度：?C；

3）一次仪表安装位置

脱硫系统的进出烟道上，具体位置现场确定。 4）分析精确度

SO2分析精确度均小于2%FS，系统误差小于 ? 4% 。 5）检测设备及其性能汇总

烟气温度限制(最高/最低)( ?C)：≤200?C； 设备对振动的限制：150μm；

整个系统压缩空气要求：最大气流量： 0.05m3/s； 要求的最小压力：0.2MPa；

所有采样设备的用电量(kVA)：4kVA。

36

第六章 土 建

1设计依据

（《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001（2006年版） 《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001 《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002 《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2002 《建筑地基处理技术规范》 JGJ79-2002 《建筑设计防火规范》 GB50016-2006 《构筑物抗震设计规范》 GB50191-1993 《钢结构设计规范》 GB50017-2003 《建筑钢结构焊接规程》 JGJ81-2002 采用标准通用图集有国家标准图集和建筑构件图集。 业主提供的地质勘察报告。 2设计内容

本工程建筑结构设计包括：脱硫塔、控制室、布袋除尘器；废料仓、原料仓、脱硫系统设备基础；管道支架及检修平台设计。 3设计参数

地震烈度：本工程设防烈度按《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》为8度，设计基本地震加速度值为0.20g。 风压：基本风压按0.3kN/m2计。 4建筑方案

本工程新增主要建筑物为脱硫塔和中控室。 4.1脱硫塔

脱硫塔采用钢结构尺寸为：长×宽×高=14.55m×6.55m×31.5m，建筑面积：290m2。 4.2中控室

中控室分为底层：控制室、配电室和风机房、水泵房、空压机房。二层以上为除尘器。

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中控室尺寸为：长×宽×高=30.9m×15.6m×14m，建筑面积：960m2。 结合建筑特点，外墙颜色力求与周围环境和谐。 5结构方案

5.1中控室（除尘器）

中控室为框架结构，其上部的除尘器为钢结构， 基础采用桩基+承台形式。 5.2钢结构

脱硫塔采用钢结构；基础采用桩基+承台形式； 原料仓和废料仓采用钢结构，基础为钢筋砼。 管道支架采用钢结构，基础为钢筋砼。 5.3基础

中控室为桩基+承台形式； 脱硫塔为桩基+承台形式； 原料仓和废料仓基础为钢筋砼； 管道支架基础为钢筋砼；

设备基础均为钢筋混凝土结构。其中：风机基础体积为：180m3。 5.4其它

其余构筑物：楼梯、平台等，上部结构均为钢结构。

表6-3 建、构筑物综合一览表

序号 项目名称 建筑尺寸（m） （长×宽×高） 建筑面积（m2） （设备基础体积m3） 290 （50 m3） 960m2 40 m3 40 m3 25 m3 180 m3 上部结构形式 基础结构形式 屋面形式 备注 1 2 3 4 5 6 脱硫塔 14.55×6.55×31.5 中控室 原料仓 废料仓 管道支架 风机 30.9×15.6×14 Φ=5 Φ=5 钢结构 框架 钢结构 钢结构 钢结构 桩基 桩基 钢筋砼 钢筋砼 钢筋砼 钢筋砼 轻钢屋架 钢筋砼 轻钢屋架 轻钢屋架 —— 38

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