PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在酸性廢氣治理中的應(yīng)用

李超

摘要：在當(dāng)前的酸洗車(chē)間中，針對(duì)酸性廢氣的治理工作相當(dāng)棘手，為有效解決這一問(wèn)題，采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)是頗有必要的，所以本文中就探討了PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在酸性廢氣燃燒控制系統(tǒng)中的治理思路，并探討了其應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)，證明了PLC自動(dòng)控制技術(shù)體系的應(yīng)用優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：PLC;自動(dòng)控制系統(tǒng);酸性廢氣;廢氣治理

一、酸洗車(chē)間的酸性廢氣治理概述

在鋼鐵企業(yè)的酸洗車(chē)間中，其每日硫酸使用量超過(guò)40t以上，硫酸濃度最高可達(dá)到98%。在正常生產(chǎn)過(guò)程中，結(jié)合鋼管生產(chǎn)制造基本工藝要求，主要需配置濃度為25%的硫酸溶液，通過(guò)蒸汽加溫到70℃以上，它主要用于清除金屬表面的氧化層。在酸洗車(chē)間中，針對(duì)酸性廢氣治理專(zhuān)門(mén)設(shè)置了多道酸洗槽，確保鋼鐵材料表層氧化鐵皮與硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，該階段就會(huì)產(chǎn)生酸霧與酸蒸汽，它們會(huì)從酸洗槽中溢出，所以說(shuō)酸洗車(chē)間中的酸性廢氣濃度是呈現(xiàn)不斷升高發(fā)展趨勢(shì)的，它遠(yuǎn)超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，必須對(duì)其加以有效治理。

就目前來(lái)看，針對(duì)酸洗車(chē)間中的酸性廢氣治理技術(shù)相當(dāng)豐富且成熟，例如利用PLC自動(dòng)控制技術(shù)系統(tǒng)就可為酸性廢氣治理建立自動(dòng)化燃燒控制系統(tǒng)，它主要建立低熱值燃料燃燒設(shè)備，保證燃燒設(shè)備配合焙燒爐進(jìn)行區(qū)域加熱?？紤]到酸性廢氣熱值相對(duì)偏低、波動(dòng)偏大，所以需要將酸性廢氣作為主要燃料，配合PLC技術(shù)加以系統(tǒng)控制，科學(xué)合理治理酸性廢氣。

二、PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)+燃燒控制系統(tǒng)背景下的酸性廢氣治理技術(shù)應(yīng)用

利用PLC遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)建立新的燃燒控制系統(tǒng)，建立酸性廢氣治理技術(shù)體系。考慮到酸性廢氣熱值相對(duì)偏低、波動(dòng)偏大，所以要將酸性廢氣作為主要燃料，這也是燃燒控制系統(tǒng)的重點(diǎn)。下文簡(jiǎn)單介紹了PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)+燃燒控制系統(tǒng)的3點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容。

（一）燃燒控制系統(tǒng)的燃燒處理技術(shù)應(yīng)用

首先，采用程控器配合專(zhuān)用儀表組建立燃燒控制系統(tǒng)，配合PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)就可針對(duì)某些復(fù)雜的燃燒控制機(jī)制進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)協(xié)調(diào)滿足4臺(tái)燃燒器共同燃燒處理酸性廢氣。在這其中，主要利用到了PLC的模塊化、智能化、可編程以及易擴(kuò)散能力，持續(xù)不斷提高燃燒控制系統(tǒng)的酸性廢氣治理效率與安全可靠性。而利用PLC控制也可實(shí)現(xiàn)某些復(fù)雜、智能化的技術(shù)調(diào)節(jié)操作。具體來(lái)講，一套完整的酸性廢氣治理控制系統(tǒng)由4套PLC共同組成，其中還設(shè)計(jì)了2層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)控制系統(tǒng)。上層PLC網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)對(duì)主站的有效控制，形成DCS操作管理，實(shí)施數(shù)據(jù)信息有效交互;而下層PLC網(wǎng)絡(luò)則可實(shí)現(xiàn)控制主站與控制從站相互關(guān)聯(lián)，建立信息交互機(jī)制，將燃燒控制系統(tǒng)中的酸性廢氣處理參數(shù)數(shù)據(jù)隨時(shí)傳輸?shù)紻CS，保證做到高效率處理。

在燃燒控制系統(tǒng)中包含了三級(jí)點(diǎn)火控制技術(shù)體系，它可針對(duì)燃?xì)鉄嶂颠M(jìn)行分析，了解燃?xì)膺^(guò)程中的完全燃燒放出熱量，而PLC則會(huì)對(duì)酸性廢氣處理過(guò)程中所產(chǎn)生的水蒸氣、氮、氫、CO2等雜質(zhì)氣體進(jìn)行分別處理，調(diào)整其熱值變化。如果某些酸性廢氣熱值相對(duì)偏低，不容易著火燃燒，則PLC系統(tǒng)會(huì)遠(yuǎn)程控制啟動(dòng)三級(jí)點(diǎn)火控制機(jī)制，保證點(diǎn)火成功，啟動(dòng)燃燒器。

（二）燃燒控制系統(tǒng)的界面智能化應(yīng)用

PLC系統(tǒng)配合燃燒控制系統(tǒng)需要遵循“分散控制、集中管理”的基本原則，保證為每一個(gè)控制站內(nèi)配置一套獨(dú)立的控制系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒設(shè)備的燃燒自動(dòng)化控制。在站內(nèi)，基于PLC系統(tǒng)就可建立觸摸屏體系，實(shí)現(xiàn)本地化操作與監(jiān)視，同時(shí)控制主站和所有子站，更加輕松智能處理酸性廢氣。在配置PLC系統(tǒng)過(guò)程中，需要首先考慮CPU模塊選型，而模塊的選擇也要考慮性能指標(biāo)相關(guān)內(nèi)容，建立具有DI以及DO通道的通訊口。在連接觸摸屏方面，則主要利用PLC優(yōu)化數(shù)字量采集與控制過(guò)程，保證控制主站與控制從站配置相同類(lèi)型CPU?；谶@一點(diǎn)，需要分析I/O模塊，配置監(jiān)測(cè)點(diǎn)與控制點(diǎn)，同時(shí)考慮裕量問(wèn)題。保證I/O模塊配置相同，增加隔離繼電器。整個(gè)過(guò)程中要選用規(guī)格為5～20mA的定位器調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，并建立標(biāo)準(zhǔn)的模擬量輸出模塊。

客觀講，配置了PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的酸性廢氣燃燒控制系統(tǒng)是具有開(kāi)放化、國(guó)際化現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)特征的，它在遠(yuǎn)程通信與控制方面更加有效，可參考DCS配置要求來(lái)實(shí)現(xiàn)通信模塊控制貫通，滿足PLC與酸洗車(chē)間通信要求，同時(shí)做到PLC在酸洗車(chē)間中配置模塊內(nèi)容相互一致，實(shí)現(xiàn)界面智能化技術(shù)操作。

（三）燃燒控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用

在控制站軟件中采用PLC進(jìn)行編程，基于程序功能實(shí)施模塊開(kāi)發(fā)，其模塊中就主要涵蓋了信號(hào)采集、流程控制、預(yù)警報(bào)警、輸出處理等等分支模塊，它們都會(huì)將燃燒控制系統(tǒng)的酸性廢氣處理過(guò)程數(shù)據(jù)全部統(tǒng)計(jì)傳輸?shù)絇LC控制器中，基于信號(hào)采集模塊對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采集處理分析，并從通訊模塊方面建立DCS與主從站之間的信息交互機(jī)制，形成自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊，如此可對(duì)酸性廢氣治理的燃燒溫度進(jìn)行自主調(diào)節(jié)與控制。

在對(duì)主程序進(jìn)行循環(huán)調(diào)用與信號(hào)采集過(guò)程中，它主要采用流程控制機(jī)制，滿足安全保護(hù)與報(bào)警處理要求，并做好輸出控制，它可三級(jí)點(diǎn)火控制形成安全聯(lián)鎖控制機(jī)制，配合負(fù)荷調(diào)節(jié)與配風(fēng)，將廢氣作為主要燃料，并建立燃燒控制機(jī)制。

三、PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)背景下的其它酸性廢氣處理技術(shù)應(yīng)用

如果希望從環(huán)保與社會(huì)效益提升角度來(lái)思考，還需要對(duì)酸洗車(chē)間進(jìn)行逐步完善，保證廢氣酸洗治理到位。根據(jù)酸洗車(chē)間中鋼鐵材料與硫酸亞鐵溶解所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)結(jié)果看來(lái)，伴隨溫度的降低，硫酸濃度也會(huì)降低，此時(shí)可采用冷凍工藝配合PLC來(lái)提取酸性廢氣，并加以合理處理。具體來(lái)講，就是利用鋼管酸洗反應(yīng)優(yōu)化調(diào)整硫酸濃度，將原有的污染物直接轉(zhuǎn)變?yōu)樾鹿I(yè)產(chǎn)品，達(dá)到變廢為寶的最終目的。一般來(lái)說(shuō)，鋼管酸洗的再生酸濃度應(yīng)該控制在25%左右，此時(shí)Fe2+的量應(yīng)該控制在60～100g/L，如此可滿足酸洗工序工藝要求。它合理利用到了冷凍再生循環(huán)處理工藝，保證酸性廢氣處理方案經(jīng)濟(jì)效益有所加強(qiáng)。

從另一角度來(lái)講，要在方案中對(duì)酸霧以及其它廢氣進(jìn)行收集處理，確保鋼管酸洗過(guò)程中產(chǎn)生的酸霧與酸蒸汽能夠從酸洗車(chē)間酸洗槽中正常溢出。在生產(chǎn)過(guò)程中需要建設(shè)車(chē)間頂部吸氣罩以及吸氣管道，有效規(guī)避行車(chē)內(nèi)容，然后參考大氣污染排放限值等相關(guān)指標(biāo)對(duì)排氣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，設(shè)置排放濃度，滿足酸洗槽生產(chǎn)應(yīng)用要求。在設(shè)計(jì)方案中，需要對(duì)酸槽作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，保證減少所揮發(fā)酸霧，增加酸洗槽附近補(bǔ)充設(shè)計(jì)，提高酸性廢氣治理效率。再者，技術(shù)人員也要正確控制PLC技術(shù)系統(tǒng)，合理推進(jìn)酸性廢氣處理方案應(yīng)用進(jìn)程，保證操作規(guī)程中懸掛操作崗位設(shè)計(jì)到位，體現(xiàn)PLC治理過(guò)程智能化與快捷性。

結(jié)束語(yǔ)：

就目前來(lái)看，在鋼鐵企業(yè)酸洗車(chē)間中采用PLC技術(shù)系統(tǒng)對(duì)酸性廢氣進(jìn)行控制，合理排放是很有必要的。所以本文中專(zhuān)門(mén)探討了酸洗車(chē)間中的PLC技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用細(xì)節(jié)要點(diǎn)，提出了PLC遠(yuǎn)程控制的烘焙爐+燃燒控制系統(tǒng)，一方面做到了對(duì)工業(yè)廢氣的燃燒處理，一方面也做到了廢氣再利用，真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，提高了企業(yè)酸洗車(chē)間生產(chǎn)效益?？紤]到酸性廢氣作為廢氣燃料相當(dāng)充足，所以需要合理應(yīng)用該技術(shù)內(nèi)容，建立基于PLC全程控制的企業(yè)廢氣燃燒治理與再利用技術(shù)系統(tǒng)。

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