（湖北华电襄阳发电有限公司 湖北省襄阳市 441000）
摘要：随着经济和社会不断发展，人们对环境保护认识日益深刻。我国的大气污染仍然以煤烟型为主，主要污染是SO2和烟尘，因此要对电厂的烟道气进行脱硫处理，火电厂烟气脱硫是控制SO2排放的主要途径。本文主要对常用的湿法脱硫工艺中的PH控制系统的优化进行分析，通过优化后的控制系统，可以使得系统运行更加高效和稳定。
关键词：电厂脱硫 PH控制 系统优化
1引言
随着我国经济的高速发展，各行各业对能源的需求度逐渐增加，例如，电力能源、石油能源等。与之而来，也带来了一定的环境污染问题，其中SO2污染物带来的大气污染问题越来越严重。SO2污染物的肆意排放不仅带来了严重的生态问题，同时也对人体的身体健康存在威胁，造成严重的经济损失。目前烟道气脱硫的方法主要有干法、半干法、湿法以及各种新型高效的方法。其中，干法脱硫主要是利用粉状、粒状、吸附剂、分子筛或者催化剂来吸附烟道气中的硫，实现硫的脱除。干法脱硫的主要优点是工艺相对简单、无污水等二次污染物存在、能耗低。其缺点是效率低，设备相对庞大，占地较多，操作要求较低。湿法脱硫过程是气液反应，是一个化学反应过程，因此，脱硫速度快，效率高。此种方法的 缺点是存在废水处理，前期投入较大等特点，运行费用也较高。现在新型的脱硫方法有电化学方法、微生物-电化学方法。主要的脱硫过程是将二氧化硫转化为硫酸根的形式，然后将硫酸根脱除。
湿法脱硫是工业上应用较广的类型。在湿法脱硫过程中，PH是重要的指标，直接关系到最终硫的脱除效率。因此，对于系统PH的控制至关重要。本文主要对湿法脱硫工艺中PH控制系统进行优化研究，旨在更好地控制合理的PH范围，保证湿法脱硫工艺稳定进行。
2湿法脱硫系统简介及PH控制原理
湿法脱硫是一种气液反应，整个过程发生在烟道末端、除尘器之后。反应温度在露点以下，因此脱硫后的气体应该加热后再排空。由于脱硫过程是气液反应，是一个化学反应过程，因此，脱硫速度快，效率高。此种方法的 缺点是存在废水处理，前期投入较大等特点，运行费用也较高。由于烟道气中存在二氧化碳和二氧化硫，可以比较二者的酸性，选择合适的碱性溶液选择性去除二氧化硫，提高脱硫效率。湿法脱硫主要有石灰石-石膏法脱硫工艺、氨吸收法脱硫工艺等，以石灰石-石膏法脱硫工艺为例，介绍湿法脱硫的原理：灰石-石膏法脱硫工艺的脱硫过程主要是首先石灰石在在设备中被加工成粉末，粉末吸收工艺水，制成石灰石浆液，作为脱硫剂备用；脱硫剂在泵的作用下注入吸收塔的顶部，底部在引风机的作用下通入锅炉烟道气，在气液逆流接触过程中，脱硫剂吸收烟道气中的二氧化硫。在吸收二氧化硫之前，为提高烟道气和浆液充分接触而添加的空气喷嘴会源源不断的向吸收塔内注入强制空气，溶解在水中的二氧化硫在空气中的作用下被氧化，由HSO3-氧化成H+和SO42-。浆液在酸性条件下会溶解生成钙离子，Ca2+和SO42-接触会生成CaSO4沉淀，然后将生成的产物用作建筑材料，通大量浆液接触的烟气经过吸收塔后水蒸气达到饱和状态，然后经过下游的烟气加热系统加热升温后排空。从而完成对烟道气中硫的脱除和利用。
维持PH值的稳定是脱硫过程的关键，是为了保持脱硫过程稳定有效进行，也是为了使石膏的质量达到生产的要求。根据工厂的实际生产和工程设计要求，一般维持塔内PH值在5.2-5.6之间。不仅可以维持石膏的纯度，也可以实现规定的脱硫率。如果PH值出现异常，就要采取必要的措施。例如：PH降低，需要增加石灰石浆液的输入量，PH值升高时，就应该减少石灰石浆液的输入量。因此，一般采取控制措施通过控制石灰浆液的输入量或者浓度来实现对于吸收塔内PH的控制。
3原有的吸收塔供浆PH自动调节存在问题
原石灰石浆液PH值自动控制方案采用串级控制，调试时将PH值自动控制回路投人自动方式后，通过分析、研究实时和历史记录数据，发现调节迟缓严重，再加上有关的烟气参数测量不准确，对自动投运干扰极大，使 PID 系数难以确定，反复调整 PID 控制器的参数都不能使系统稳定运行，多次修改校正系数也无效，调节系统错误动作频繁，甚至常出现往相反方向调节的现象。
另外，调节系数B也存在不足之处：由于PH设定值和实测值之间存在偏差，因此系数B是动态变化的。相同PH偏差下，系数B总是沿着PH偏差反方向增加或减小，可能导致供浆阀门有超调的可能。
4吸收塔供浆PH自动调节的改进
4.1 改进系数B
为了解决原来脱硫系统中自动调节出现的问题，获得较好的调节效果。为合理地改进系数B，对系数B的调试进行了试验分析，发现：系数B通过下述公式描述时，可以实现较快的调节速度和调节效果最佳。
这样保证在相同的PH偏差下，系数B的数值保持稳定性。从而保证了计算后供浆量的稳定。
4.2 引入脱硫因子的作用
由于机组负荷和脱硫系统入口二氧化硫浓度发生变化时，PH的控制范围也会发生相应的变化。一般情况下，机组负荷小于200MW，脱硫系统入口二氧化硫的浓度小于2500mg/m3，PH的控制范围为4.5-4.8，PH此控制范围可以实现脱硫效率达到95%以上。机组负荷小于220MW，脱硫系统入口二氧化硫的浓度大于3000mg/m3，PH则需要控制在5.4以上，PH此控制范围可以实现脱硫效率达到95%以上。。因此，如果机组负荷和入口二氧化硫浓度上涨后，低位PH则不能很好的满足脱硫的需求。针对这一特点，将系数B值进行了进一步处理，如下式所示：
其中：△η为实际效率与95%之间的差值。
将脱硫效率η的变化反映到调整系数B 中，从而使供浆量的系数确定考虑脱硫效率变化因素，弥补了上述运行工况中原有控制策略的缺陷。
经过不同负荷、含硫量的参数测试，PH值控制范围较为准确和稳定，并且响应速度较快。通过上述改进，可以有效地实现吸收塔浆液PH的自动调节，可以满足工艺运行要求，达到较好的应用效果。
5结语
随着环保压力和要求的不断加强，对电厂中进行脱硫处理十分必要。脱硫工艺中，PH值的控制优劣直接影响脱硫效果。本文通过对PH值控制系统进行优化研究，可以实现较好的控制效果，并且响应时间较快。
参考文献
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论文作者:姜兴
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/6
标签：湿法论文; 浆液论文; 系数论文; 吸收塔论文; 石灰石论文; 工艺论文; 二氧化论文; 《电力设备》2017年第14期论文;