一种二炉二塔脱硫氧化风系统集中控制装置的制作方法

本实用新型涉及风机节能及控制技术领域，特别涉及二炉二塔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，多数燃煤电厂采用一组或多组一炉一塔脱硫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。

因此，如何改善现有技术的缺陷，是急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型公开一种二炉二塔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二炉二塔脱硫氧化风系统集中控制装置，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的排烟端通过第一管道与排烟塔连接，所述第二脱硫吸收塔的排烟端通过第二管道与排烟塔连接，所述第一脱硫吸收塔上安装有用于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上安装有用于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三管道与第一供风母管连接，所述第二脱硫吸收塔的进风端通过第四管道与第二供风母管连接，所述第一供风母管与所述第二供风母管之间通过控制阀连接，所述第一供风母管上连接有第一氧化风机，且第一氧化风机的进风口处安装有第一风量自调节装置，所述第二供风母管上连接有第二氧化风机，且第二氧化风机的进风口处安装有第二风量自调节装置；

所述第一亚硫酸盐浓度测量装置、所述第一氧化风机和所述第一风量自调节装置均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、所述第二氧化风机和所述第二风量自调节装置均分别与第二分控装置信号连接；

所述控制阀、所述第一分控装置和所述第二分控装置均分别与主控装置信号连接。

进一步，所述第三管道上还安装有第一氧气浓度检测装置，所述第四管道上还安装有第二氧气浓度检测装置，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，所述第一供风母管上还连接有第一备用氧化风机，所述第一备用氧化风机的进风口处安装有第三风量自调节装置，所述第一备用氧化风机和所述第三风量自调节装置分别与所述第一分控装置信号连接；

所述第二供风母管上还连接有第二备用氧化风机，所述第二备用氧化风机的进风口处安装有第四风量自调节装置，所述第二备用氧化风机和所述第四风量自调节装置分别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、所述第一备用氧化风机和所述第二备用氧化风机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、所述第一备用氧化风机和所述第二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，所述第一脱硫吸收塔的进烟端和所述第二脱硫吸收塔的进烟端分别通过一个进烟管道与一个锅炉连接。

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得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，通过控制阀可有效地联通第一母管和第二母管，可实现一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。

附图说明

图1为本实用新型一种二炉二塔脱硫氧化风系统集中控制装置的结构示意图。

图中：第一脱硫吸收塔；2、第二脱硫吸收塔；3、第一管道；4、排烟塔；5、第二管道；6、第一亚硫酸盐浓度测量装置；7、第二亚硫酸盐浓度测量装置；8、第三管道；9、第一供风母管；10、第四管道；11、第二供风母管；12、控制阀；13、第一氧化风机；14、第一风量自调节装置；15、第二氧化风机；16、第二风量自调节装置；17、第一分控装置；18、第二分控装置；19、主控装置；20、第一氧气浓度检测装置；21、第二氧气浓度检测装置；22、第一备用氧化风机；23、第三风量自调节装置；24、第二备用氧化风机；25、第四风量自调节装置。

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。

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二炉二塔脱硫氧化风系统集中控制装置，包括第一脱硫吸收塔1和第二脱硫吸收塔2，第一脱硫吸收塔1和第二脱硫吸收塔2的结构相同，二者结构与现有脱硫吸收塔内部结构相同，均由浆液池、浆液池输入端、浆液池输出端、烟气输入端、烟气输出端、氧化风输入端等构成，含硫烟气由烟气输入端输入塔内后，经浆液喷淋后其内二氧化硫被吸收后，剩余气体经烟气输出端排出，二氧化硫被浆液吸收后最终生成石膏后排出，其中氧化风输入端不断鼓入新鲜风流为浆液中的化学反应供氧，其中产生的亚硫酸盐的浓度直接反应石膏生成的浓度，同时反应脱硫吸收塔内的需氧量的多少，因此，本实施例中通过设置亚硫酸盐检测仪检测塔内亚硫酸盐的浓度，调整氧化风机供氧量，实现了设备整体节能的目的。

在本实施例中，第一脱硫吸收塔1的排烟端通过第一管道3与排烟塔4连接，第二脱硫吸收塔2的排烟端通过第二管道5与排烟塔4连接，第一脱硫吸收塔1的进烟端和第二脱硫吸收塔2的进烟端分别通过一个进烟管道与一个锅炉连接，此种结构为现有的二炉二塔脱硫氧化风的基本设置；

同时在本实施例中，第一脱硫吸收塔1上安装有用于检测其内部亚硫酸盐浓度的第一亚硫酸盐浓度测量装置6，第二脱硫吸收塔2上安装有用于检测其内部亚硫酸盐浓度的第二亚硫酸盐浓度测量装置7，实现对两塔内亚硫酸盐浓度的监测；

第一脱硫吸收塔1的进风端通过第三管道8与第一供风母管9连接，第二脱硫吸收塔2的进风端通过第四管道10与第二供风母管11连接，第一供风母管9与第二供风母管11之间通过控制阀12连接，第一供风母管9上连接有第一氧化风机13，且第一氧化风机13的进风口处安装有第一风量自调节装置14，第二供风母管11上连接有第二氧化风机15，且第二氧化风机15的进风口处安装有第二风量自调节装置16；

第一亚硫酸盐浓度测量装置6、第一氧化风机13和第一风量自调节装置14均分别与第一分控装置17信号连接；

第二亚硫酸盐浓度测量装置7、第二氧化风机15和第二风量自调节装置16均分别与第二分控装置18信号连接；

控制阀12、第一分控装置17和第二分控装置18均分别与主控装置19信号连接。

为了实现系统的精确控制，本实施例中第三管道8上还安装有第一氧气浓度检测装置20，第四管道10上还安装有第二氧气浓度检测装置21，第一氧气浓度检测装置20与第一分控装置17信号连接，第二氧气浓度检测装置21与第二分控装置18信号连接。

本实施例中第一氧气浓度检测装置20和第二氧气浓度检测装置21均为RS485modbus型号的检测仪，可有效检测管道内氧气浓度。

第一供风母管9上还连接有第一备用氧化风机22，第一备用氧化风机22的进风口处安装有第三风量自调节装置23，第一备用氧化风机22和第三风量自调节装置23分别与第一分控装置17信号连接；

第二供风母管11上还连接有第二备用氧化风机24，第二备用氧化风机24的进风口处安装有第四风量自调节装置25，第二备用氧化风机24和第四风量自调节装置25分别与第二分控装置18信号连接。

第一氧化风机13、第二氧化风机15、第一备用氧化风机22和第二备用氧化风机24具体为可进行入口吸风量调节改造的氧化风机。

本实施例中，第一分控装置17、第二分控装置18和主控装置19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，实现了对设备各个部分的自动控制；

第一风量自调节装置14、第二风量自调节装置16、第三风量自调节装置23和第四风量自调节装置24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流量调节挡板，可有效地控制氧化风机风吸风量。

本实施例中选用的第一氧化风机13、第二氧化风机15、第一备用氧化风机22和第二氧化风机24为离心式风机，其进气端为敞口式，进而通过在进气端安装相应的风量自调节装置，可有效控制对应氧化风机的进风量，且改造成本低；

其中第一亚硫酸盐浓度测量装置6和第二亚硫酸盐浓度测量装置7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17或第二分控装置18，同时主控装置19可集中对第一分控装置17或第二分控装置18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；

该系统的运行调节过程：系统安装完毕后，在WFGD系统运行的过程中，第一亚硫酸盐浓度测量装置6可有效检测第一脱硫吸收塔1内亚硫酸盐的浓度，并反馈给第一分控装置17，第一分控装置17根据其反馈的数据调整第一风量自调节装置14的开合程度，进而调整第一氧化风机13的进氧量，从而调整第一脱硫吸收塔1内的供氧量，实现了第一脱硫吸收塔1内的供氧量的精确供给，避免了供氧量过大塔内产生大量气泡的弊端，提高了设备的安全性，同时降低了第一氧化风机13的功率损耗，降低了设备的运行成本；第一备用氧化风机22和第三风量自调节装置23为备用设备，功效与第一氧化风机14相同；

第二脱硫吸收塔2的系统运行状态与第一脱硫吸收塔1相同；

当系统两个锅炉产生的二氧化硫均较低时，即一个氧化风机的供风量能够同时满足两个吸收塔的需风量时，主控装置19可控制第一氧化风机13或第二氧化风机14中的任一一个关停或通过相应的风量自调节装置阻止其供风，并同时开启控制阀12，使得第一供风母管9与第二供风母管11联通，使得一台风机为两个吸收塔供风，极大地降低了设备功率损耗，节约了吸收成本。