濕式電除塵器控制系統(tǒng)的應(yīng)用

莊 琛

（福建仰恩大學(xué)電子信息工程學(xué)院 福建泉州 411201）

一、濕式電除塵器低壓控制系統(tǒng)研究

（一）濕式電除塵器水系統(tǒng)工藝介紹

濕式電除塵器水系統(tǒng)工藝分兩種，即自循環(huán)水系統(tǒng)和直排水系統(tǒng)。自循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備較多，由于是自循環(huán)，多次循環(huán)后的水較臟，且pH值較低，容易腐蝕極板，所以要引入加堿系統(tǒng)及灰水過濾系統(tǒng)。自循環(huán)水系統(tǒng)由于設(shè)備較多，所以成本較高，控制較復(fù)雜。但自循環(huán)水系統(tǒng)耗水量少，完全可以實現(xiàn)連續(xù)噴淋，排放效果可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。直排水系統(tǒng)設(shè)備較少、成本低，濕式電除塵器沖洗后的水無需處理，可直接排入濕法脫硫系統(tǒng)使用或供電廠其他地方使用，由于是直排，無需加堿中和及過濾，控制簡單，但需要妥善處理濕式電除塵器沖洗后的大量廢水。如果廢水沒有得到妥善處理或者利用，濕式電除塵器控制系統(tǒng)有可能會采用間歇噴淋的工作方式，甚至停止噴淋，這種情況會導(dǎo)致極板腐蝕，且不能穩(wěn)定達(dá)到排放要求。典型濕式電除塵器自循環(huán)水系統(tǒng)常見工藝流程如圖1所示。

圖1 典型濕式電除塵器自循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程

從濕式電除塵器自循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程可看出，自循環(huán)水系統(tǒng)低壓控制主要包括循環(huán)噴淋子系統(tǒng)和加堿子系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)可采用PLC或DCS。

（二）循環(huán)噴淋子系統(tǒng)控制

循環(huán)噴淋子系統(tǒng)包括循環(huán)水噴淋和補(bǔ)給水噴淋。補(bǔ)給水箱依靠來水電動閥補(bǔ)水維持正常液位，循環(huán)水箱依靠補(bǔ)給水噴淋維持正常液位。其工藝流程如圖2、圖3所示。

圖2 補(bǔ)給水箱液位控制

圖3 循環(huán)水箱液位控制

（三）加堿子系統(tǒng)控制

加堿子系統(tǒng)控制是整個濕式電除塵器水系統(tǒng)控制的關(guān)鍵，加堿的目的是維持循環(huán)水pH值穩(wěn)定，從而保證濕式電除塵器各設(shè)備的使用壽命。一般pH值的控制方式采用線性前饋—反饋PID控制調(diào)節(jié)，通過仿真及現(xiàn)場測試，這種調(diào)節(jié)方式在機(jī)組負(fù)荷變化或者濕法脫硫效果不佳的情況下很難調(diào)穩(wěn)。

為了解決循環(huán)水箱pH值調(diào)節(jié)慣性比較大的問題，采用雙閉環(huán)PID控制。內(nèi)環(huán)PID控制流量，外環(huán)模糊控制pH值，同時引入濕法脫硫出口SO2濃度、煙氣量等參數(shù)作為前饋系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計算并進(jìn)行在線更新的依據(jù)，將前饋預(yù)測的輸出值作為模糊控制輸出的尺度變換因子（見圖4）。

圖4 循環(huán)水箱pH值雙PID調(diào)節(jié)

常規(guī)線性前饋—反饋PID控制調(diào)節(jié)在某電廠濕式電除塵器循環(huán)水箱pH值控制上的應(yīng)用效果如圖5所示。

圖5 常規(guī)線性前饋—反饋PID控制調(diào)節(jié)

改良后的自優(yōu)化前饋+模糊控制+PID串級控制調(diào)節(jié)效果如圖6所示。

圖6 自優(yōu)化前饋+模糊控制+PID串級控制調(diào)節(jié)

二、典型應(yīng)用

濕式電除塵器低壓控制系統(tǒng)設(shè)計完成后，先后在幾十套濕式電除塵器項目中投入應(yīng)用，經(jīng)過調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行正常穩(wěn)定，整臺濕式電除塵器取得良好的效果[1]。

經(jīng)測試，黃島電廠濕式電除塵器的運(yùn)行效果良好，出口平均煙塵濃度僅為2.1mg/Nm3，遠(yuǎn)低于5mg/Nm3的設(shè)計保證值，SO3排放濃度低于0.2mg/Nm3，處于自動控制運(yùn)行狀態(tài)的水處理系統(tǒng)耗水量為9.0t/h，低于11.97t/h的設(shè)計保證值。

三、結(jié)束語

通過對濕式電除塵器工藝特性的研究，設(shè)計出適合濕式電除塵器運(yùn)行工藝的低壓控制系統(tǒng)，并對低壓控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使控制系統(tǒng)更加精細(xì)、協(xié)同，調(diào)節(jié)更加靈活，在滿足排放要求的同時更加節(jié)能。截至目前，濕式電除塵器配套的低壓控制系統(tǒng)已經(jīng)在近百臺套項目中得到應(yīng)用，控制系統(tǒng)及設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，出口排放均達(dá)到設(shè)計目標(biāo)。