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????? 石灰石——濕法脫硫裝置濕式球磨機(jī)系統(tǒng)漿液密度自動(dòng)控制
????? 摘要:以廣東河源電廠脫硫濕式球磨機(jī)漿液密度的自動(dòng)調(diào)節(jié)為核心內(nèi)容,
介紹了石灰石漿液制作的流程,PID 調(diào)節(jié)原理及濕式球磨機(jī)漿液密度調(diào)節(jié)參數(shù)如
何設(shè)置等進(jìn)行講述和探討,減少運(yùn)行人員在磨機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中對(duì)漿液密度的人為干
擾,較好控制了石灰石成品漿液品質(zhì)。
????? 關(guān)鍵詞:脫硫、球磨機(jī)、漿液密度、自動(dòng)控制
????? 在發(fā)電廠煙氣脫硫系統(tǒng)中,濕式球磨機(jī)系統(tǒng)的作用是將石灰石顆粒磨制成
脫硫所需的石灰石漿液,因石灰石分布廣且價(jià)格便宜,所以濕式球磨機(jī)系統(tǒng)在電
廠中被廣泛采用。
????? 首先,簡(jiǎn)要介紹一下石灰石進(jìn)入電廠到磨制成漿液的流程,石灰石通過(guò)卡
車(chē)?yán)潦沂狭舷到y(tǒng)的振動(dòng)篩,卡車(chē)將石灰石倒入振動(dòng)篩內(nèi),振動(dòng)篩通過(guò)振動(dòng)
篩選出合格的石灰石進(jìn)入料斗,然后通過(guò)振動(dòng)給料機(jī)將料斗的石灰石送入斗式提
升機(jī)掉入石灰石倉(cāng),在石灰石倉(cāng)底設(shè)置有變頻稱(chēng)重皮帶給料機(jī),將石灰石送入濕
式球磨機(jī),在濕式球磨機(jī)內(nèi)用鋼球?qū)⑹沂c加入的水混合磨制成石灰石漿液,
然后流入漿液循環(huán)箱,通過(guò)循環(huán)泵打入石灰石漿液旋流器分配,將合格的漿液分
配至成品漿液箱,不合格的分配至磨機(jī)重新磨制。
????? 在磨機(jī)循環(huán)泵出口的循環(huán)管路上設(shè)有一段旁路管路,在這段旁路管路上安
裝有密度計(jì),磨機(jī)系統(tǒng)就是通過(guò)這只密度計(jì)控制旋流器分配至成品漿液箱的漿液
密度,循環(huán)管內(nèi)的漿液密度與成品漿液密度有著對(duì)應(yīng)關(guān)系,以廣東河源電廠濕式
球磨機(jī)為例,正常情況下成品漿液的密度控制在1220kg/m3 左右,此時(shí)需將漿液
循環(huán)管漿液的密度控制在1450 kg/m3左右,旋流器入口壓力為120kpa. 密度左右
偏差不宜超過(guò)30 kg/m3,漿液循環(huán)管的密度過(guò)大,成品漿液的顆粒度就會(huì)變大,
還會(huì)造成管道堵塞,漿液循環(huán)管漿液的密度過(guò)小,又會(huì)影響成品漿液的濃度,降
低磨機(jī)出力,因此需要控制循環(huán)箱補(bǔ)水流量來(lái)控制漿液循環(huán)管漿液密度在一個(gè)合
理范圍,保證成品漿液的品質(zhì)。然而,因漿液密度不是在加入循環(huán)箱的水量變化
后迅速反應(yīng)出來(lái),如果在PID 參數(shù)設(shè)置上不符要求,那么此密度調(diào)節(jié)將無(wú)法按設(shè)
定值正常調(diào)節(jié),時(shí)而需要人為干預(yù),增加了運(yùn)行人員的工作量。
????? 廣東河源電廠2*600MW 煙氣脫硫系統(tǒng)濕式球磨機(jī)出力為10T/h ,如果按照
成品漿液濃度為30% 計(jì)算,那么每臺(tái)磨機(jī)每小時(shí)用水量大概為33T ,除去磨機(jī)頭
部機(jī)封沖洗水及頭部補(bǔ)水約10T/h ,那么另外需加23T/h 水量,根據(jù)此值我們可
確定上限流量大約為23T.另外磨機(jī)正常運(yùn)行時(shí),其出力都會(huì)大于40% 以上,因此
我們計(jì)算正常使用時(shí)下限總流量值在14T 左右,減去機(jī)封水流量約10T ,那么下
限流量為4T/h,有了這兩個(gè)參數(shù)以后,我們可以對(duì)PID 串級(jí)調(diào)節(jié)中主調(diào)節(jié)輸出范
圍進(jìn)行限制,即限制輸出為4 —23,此輸出限制在參數(shù)設(shè)置中是比較關(guān)鍵的一步。
????? 下面要講的是PID 串級(jí)調(diào)節(jié)中其它參數(shù)的設(shè)置,主調(diào)節(jié)的PV值是密度,副
調(diào)節(jié)的PV值是流量,因密度在調(diào)節(jié)過(guò)程中變化比較緩慢,因此參數(shù)設(shè)置時(shí)同時(shí)用
到PID 調(diào)節(jié)中的比例調(diào)節(jié)、積分調(diào)節(jié)和微分調(diào)節(jié)。
????? 下面先簡(jiǎn)單介紹一下ABB DCS 分散控制系統(tǒng)PID 控制器的控制原理。輸出
= K[KP+] 偏差-K 〔〕PV,從上式可以看出比例調(diào)節(jié)作用是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的
偏差,系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差,比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用以減少偏差,比例作用
大,可以加快調(diào)節(jié),減少誤差,但是過(guò)大的比例,使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降,甚至造
成系統(tǒng)的不穩(wěn)定,每設(shè)定一次參數(shù)后,需經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的觀察和調(diào)整,直至調(diào)節(jié)
效果滿(mǎn)足實(shí)際要求,經(jīng)過(guò)多次的設(shè)定觀察調(diào)整,最終河源電廠磨機(jī)系統(tǒng)的比例調(diào)
節(jié)參數(shù)設(shè)置為增益放大倍數(shù)K=0.01,比例增益KP=1.
????? 從積分調(diào)節(jié)公式可以看出積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高無(wú)差度,
因?yàn)橛姓`差,積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行,直至無(wú)差,積分調(diào)節(jié)停止,積分調(diào)節(jié)輸出一常值,
積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù),積分時(shí)間常數(shù)越小,積分作用就越強(qiáng),反
之積分作用就弱,加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降,動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢,經(jīng)過(guò)幾次
調(diào)整觀察,最終河源電廠積分時(shí)間常設(shè)置為Ki=10.
????? 從微分調(diào)節(jié)公式可以看出微分作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率,具有預(yù)見(jiàn)
性,能預(yù)見(jiàn)偏差變化的趨勢(shì),因此能產(chǎn)生超前的控制作用,在偏差還沒(méi)有形成之
前,已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此,可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,在微分時(shí)間選擇
合適的情況下,可以減少超調(diào),減少調(diào)節(jié)時(shí)間。在河源電廠中,最終微分調(diào)節(jié)常
數(shù)Kd=5.
????? 副調(diào)節(jié)的作用對(duì)象為補(bǔ)水流量,因流量反應(yīng)速度快,因此在流量調(diào)節(jié)中不
需要加入微分調(diào)節(jié),僅調(diào)節(jié)偏差,并且要求響應(yīng)速度相應(yīng)較快,其參數(shù)設(shè)置為增
益放大倍數(shù)K=0.1 ,比例增益KP=1,積分時(shí)間常數(shù)為5.
????? 另外就是正反作用的設(shè)置,正作用為控制器輸出增加引起過(guò)程變量減小,
反作用為控制器輸出增加引起過(guò)程變量增大,因此主調(diào)節(jié)應(yīng)設(shè)為正作用,副調(diào)節(jié)
應(yīng)設(shè)為反作用,這樣,密度增大或減小時(shí),流量會(huì)相應(yīng)的增大或減小,并最終把
密度控制在設(shè)定值左右。
????? 從河源電廠運(yùn)行情況看,平時(shí)密度設(shè)定置為1450 kg/m3,實(shí)際密度值均控
制在1430 kg/m3-1470 kg/m3 之間,中間過(guò)程不需要運(yùn)行人員人為干擾,運(yùn)行十
分穩(wěn)定。
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