浅谈烟气脱硫中的几个自动控制
摘要目前,我国电力的主要来源仍以火力发电为主。随着现代化工业的发展,对电力需求越来越大,为了适应生活生产的需要,火力发电企业不断扩大装机容量,随之而来的环保问题就是so2排放量增加。为了有效减少so2的排放,防止酸雨形成,烟气脱硫工艺随之产生、推广。烟气脱硫技术在我国已经发展了10几年,脱硫技术种类繁多,本文作者就目前最主要的脱硫工艺——湿法脱硫中的几个自动控制进行简要分析。
关键词烟气脱硫;湿法脱硫;自制控制
中图分类号tm621 文献标识码a 文章编号
1674-6708(2010)22-0143-01
目前,我国电力的主要来源仍以火力发电为主。随着现代化工业的发展,对电力需求越来越大,为了适应生活生产的需要,火力发电企业不断扩大装机容量,随之而来的环保问题就是so2排放量增加。为了有效减少so2的排放,防止酸雨形成,烟气脱硫工艺随之产生、推广。
烟气脱硫技术在我国已经发展了10几年,脱硫技术种类繁多,下面就目前最主要的脱硫工艺:湿法脱硫中的几个自动控制进行简要分析。
1 烟气系统
烟气系统包括烟道、烟气挡板、密封风机和烟气换热器(ggh)等关键设备。吸收塔入口烟道及出口至挡板的烟道,烟气温度较低,烟
烟气脱硫系统概述 烟气脱硫（Flue gas desulfurization,简称FGD ）是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效和主要的技术手段。 石灰石/石膏湿法FGD 工艺技术是目前最为先进、成熟、可靠的烟气脱硫技术，更由于其具有吸收剂资源丰富，成本低廉等优点，成为世界上应用最多的一种烟气脱硫工艺，也是我国行业内推荐使用的烟气脱硫技术。 我公司烟气脱硫系统采用石灰石—石膏就地强制氧化脱硫工艺。吸收塔采用单回路四层喷淋、二级除雾装置，脱硫剂为（CaCO 3）。在吸收塔内，烟气中的SO 2与石灰石浆液反应后生成亚硫酸钙，并就地强制氧化为石膏（CaSO 4·2H 2O ），石膏经二级脱水处理后外售或抛弃。其主要化学反应如下： CaCO 3+ SO 2+ H 2O CaSO 3·H 2O+CO 2 CaSO 3·H 2O+21O 2+2H 2O CaSO 4·H 2O+H 2O FGD 工艺系统主要有如下设备系统组成：烟气系统；吸收塔系统；石灰石浆液制备系统；石膏脱水系统；工艺水系统；氧化空气系统；压缩空气系统；事故浆液系统等。 工艺流程描述为： 由锅炉引风机来的热烟气进入喷淋吸收塔进行脱硫。在吸收塔内，烟气与石灰石/石膏浆液逆流接触，被冷却到绝热饱和温度，烟气中的SO2和SO3与浆液中的石灰石反应，
生成亚硫酸钙和硫酸钙，烟气中的HCL、HF也与烟气中的石灰石反应被吸收。脱硫后的烟气温度约50℃，经吸收塔顶部除雾器除去夹带的雾滴后进入烟囱。氧化风机将空气鼓入吸收塔浆池，将亚硫酸钙氧化成硫酸钙，过饱和的硫酸钙溶液结晶生成石膏，产生的石膏浆液通过石膏浆液排出泵连续抽出，通过石膏旋流器、真空皮带脱水机二级脱水后贮存在石膏间或者进行抛弃处理。
实验五利用MATLAB绘制系统根轨迹 一、实验目的 （1）熟练掌握使用MATLAB绘制控制系统零极点图和根轨迹图的方法； （2）熟练使用根轨迹设计工具SISO； （2）学会分析控制系统根轨迹的一般规律； （3）利用根轨迹图进行系统性能分析； （4）研究闭环零、极点对系统性能的影响。 二、实验原理及内容 1、根轨迹与稳定性 当系统开环增益从变化时，若根轨迹不会越过虚轴进入s右半平面，那么系统对所有的K值都是稳定的；若根轨迹越过虚轴进入s右半平面，那么根轨迹与虚轴交点处的K值，就是临界开环增益。应用根轨迹法，可以迅速确定系统在某一开环增益或某一参数下的闭环零、极点位置，从而得到相应的闭环传递函数。 2、根轨迹与系统性能的定性分析 1）稳定性。如果闭环极点全部位于s左半平面，则系统一定是稳定的，即稳定性只与闭环极点的位置有关，而与闭环零点位置无关。 2）运动形式。如果闭环系统无零点，且闭环极点为实数极点，则时间响应一定是单调的；如果闭环极点均为复数极点，则时间响应一般是振荡的。 3）超调量。超调量主要取决于闭环复数主导极点的衰减率，并与其它闭环零、极点接近坐标原点的程度有关。 4）调节时间。调节时间主要取决于最靠近虚轴的闭环复数极点的实部绝对值；如果实数极点距虚轴最近，并且它附近没有实数零点，则调节时间主要取决于该实数极点的模值。 5）实数零、极点影响。零点减小闭环系统的阻尼，从而使系统的峰值时间提前，超调量增大；极点增大闭环系统的阻尼，使系统的峰值时间滞后，超调量减小。而且这种影响将其接近坐标原点的程度而加强。 【自我实践5-1】 在实验内容（2）中控制系统的根轨迹上分区段取点，构造闭环系统传递函数，分别绘制其对应系统的阶跃响应曲线，并比较分析。 1：阻尼比=，k=
XXXX项目——烟气脱硫DCS系统方案及报价 XXXX有限公司
目录 系统简介 (3) DCS系统硬件介绍 (4) DCS软件介绍 (8) DCS系统技术规格 (10) 本控制系统统构成 (22) 本控制系统规模及功能 (13) 系统配置清单及供货范围 (19) 检测及质量保证 (20) 技术服务和培训 (22) 其它 (23) 系统报价 (25) 内容截止于第25页
一、系统概述 （一）、系统简介： ●德国Wago DCS系统是基于多种总线的控制系统，其代表产品就是基于以太网的控 制系统。 ●其设计特点是融入了DCS系统和FCS系统的优势。 ?WaGo控制系统典型结构图 显示器 PROFIBUS DeviceNet CANopen ?WagoDCS控制系统的特点 ●最佳的模块化结构 1-，2-，和4-，8-通道功能被容纳在一个I/O模块里。 ●现场总线节点可以独立于现场总线而设计 ●DCS现场总线适配器支持所有重要的现场总线 ●一个DCS控制器可以包括带有不同电位，电源和信号的数字量/模拟量的输入输出 模块。 ●电源模块带有熔断器或者不带熔断器。如果需要错误信息可以通过总线传输。 ●快捷方便的接线方式，具有高可靠性。 （二）、总线型分散控制系统的硬件特点：
1．Wago 分散控制系统的可组合节点硬件： 1-1 750-841ETHERNET 控制器： 该控制器支持所有I/O 模块自动配置、生产成包括数字量模块、模拟量模块及特殊功能 模块的本地过程映像，模拟量模块和特殊功能模块以字或者字节的形式传输数据，而数字量模块以位的形式传输数据。 - 开关量输入模块 - 开关量输出模块 - 模拟量输入模块 - 模拟量输出模块 - 特殊功能模块
4-1将下述特征方程化为适合于用根轨迹法进行分析的形式，写出等价的系统开环传递函数。 （1）210s cs c +++=，以c 为可变参数。 （2）3(1)(1)0s A Ts +++=，分别以A 和T 为可变参数。 （3）1()01I D P k k s k G s s s τ?? ++ + =? ?+? ? ，分别以P k 、I K 、T 和τ为可变参数。 4-2设单位反馈控制系统的开环传递函数为 (31)()(21) K s G s s s += + 试用解析法绘出开环增益K 从0→+∞变化时的闭环根轨迹图。 4-2已知开环零极点分布如下图所示，试概略绘出相应的闭环根轨迹图。 4-3设单位反馈控制系统的开环传递函数如下，试概略绘出相应的闭环根轨迹图（要求确定分离点坐标）。 （1）()(0.21)(0.51)K G s s s s = ++ （2）(1)()(21) K s G s s s +=+ （3）(5)()(2)(3) K s G s s s s += ++ 4-4已知单位反馈控制系统的开环传递函数如下，试概略绘出相应的闭环根轨迹图（要求算出起始角）。 （1）(2) ()(12)(12) K s G s s s j s j += +++- （2）(20) ()(1010)(1010) K s G s s s j s j +=+++-
4-5设单位反馈控制系统开环传递函数如为 * 2 ()()(10)(20) K s z G s s s s += ++ 试确定闭环产生纯虚根1j ±的z 值和*K 值。 4-6已知系统的开环传递函数为 * 2 2 (2)()()(49) K s G s H s s s += ++ 试概略绘出闭环根轨迹图。 4-7设反馈控制系统中 * 2 ()(2)(5) K G s s s s = ++ （1）设()1H s =，概略绘出系统根轨迹图，判断闭环系统的稳定性 （2）设()12H s s =+，试判断()H s 改变后的系统稳定性，研究由于()H s 改变所产生的影响。 4-8试绘出下列多项式的根轨迹 （1）322320s s s Ks K ++++= （2）323(2)100s s K s K ++++= 4-9两控制系统如下图所示，试问： （1）两系统的根轨迹是否相同？如不同，指出不同之处。 （2）两系统的闭环传递函数是否相同？如不同，指出不同之处。 （3）两系统的阶跃响应是否相同？如不同，指出不同之处。 4-10设系统的开环传递函数为 12 (1)(1) ()K s T s G s s ++= （1）绘出10T =，K 从0→+∞变化时系统的根轨迹图。 （2）在（1）的根轨迹图上，求出满足闭环极点阻尼比0.707ξ=的K 的值。 （3）固定K 等于（2）中得到的数值，绘制1T 从0→+∞变化时的根轨迹图。 （4）从（3）的根轨迹中，求出临界阻尼的闭环极点及相应的1T 的值。 4-11系统如下图所示，试 （1）绘制0β=的根轨迹图。 （2）绘制15K =，22K =时，β从0→+∞变化时的根轨迹图。 （3）应用根轨迹的幅值条件，求（2）中闭环极点为临界阻尼时的β的值。
氧化镁法烟气脱硫工艺介绍 1. 前言 我国是世界上SO2排放量最大的国家之一，年排放量接近2000万吨。其主要原因是煤炭在能源消费结构中所占比例太大。烟气脱硫(FGD)是目前控制SO2污染的重要手段。 湿法脱硫是应用最广的烟气脱硫技术。其优点是设备简单，气液接触良好，脱硫效率高，吸收剂利用率高，处理能力大。根据吸收剂不同，湿法脱硫技术有石灰（石）—石膏法、氧化镁法、钠法、双碱法、氨法、海水法等。 氧化镁湿法烟气脱硫技术，以美国化学基础公司（Chemico-Basic）开发的氧化镁浆洗—再生法发展较快，在日本、台湾、东南亚得到了广泛应用。近年，随着烟气脱硫事业的发展，氧化镁湿法脱硫在我国的研究与应用发展很快。 2. 基本原理 氧化镁烟气脱硫的基本原理是用MgO的浆液吸收烟气中的SO2，生成含水亚硫酸镁和硫酸镁。化学原理表述如下： 2.1氧化镁浆液的制备 MgO（固）+H2O=Mg(HO)2（固） Mg(HO)2（固）+H2O=Mg(HO)2（浆液）＋H2O Mg(HO)2（浆液）＝Mg2+＋2HO－ 2.2 SO2的吸收 SO2（气）+H2O=H2SO3 H2SO3→H++HSO3- HSO3-→H++SO32- Mg2++SO32-+3H2O→MgSO3?3H2O Mg2++SO32-+6H2O→MgSO3?6H2O Mg2++SO32-+7H2O→MgSO3?7H2O SO2+MgSO3?6H2O→Mg(HSO3)2+5H2O Mg(OH)2+SO2→MgSO3+H2O MgSO3+H2O+SO2→Mg(HSO3)2 Mg(HSO3)2+Mg(OH)2+10H2O→2MgSO3?6H2O 2.3 脱硫产物氧化 MgSO3+1/2O2+7H2O→MgSO4?7H2O MgSO3+1/2O2→MgSO4 3. 工艺流程 整个脱硫工艺系统主要可分为三大部分：脱硫剂制备系统、脱硫吸收系统、脱硫副产物处理系统。图1为氧化镁湿法脱硫的工艺流程图。
1、化学反应原理 任意浓度的硫酸、硝酸，都能够跟烟气当中细颗粒物的酸、碱性氧化物产生化学反应， 生成某酸盐和水，也能够跟其它酸的盐类发生复分解反应、氧化还原反应，生成新酸和新盐，通过应用高精尖微分捕获微分净化处理技术产生的巨大量水膜，极大程度的提高烟气与循环 工质接触、混合效率，缩短工艺流程，在将具有连续性气、固、液多项流连续进行三次微分 捕获的同时，连续进行三次全面的综合性高精度微分净化处理。 2、串联叠加法工作原理 现有技术装备以及烟气治理工艺流程的效率都是比较偏低，例如脱硫效率一般都在98%左右甚至更低，那么，如果将三个这样工作原理的吸收塔原型进行串联叠加性应用，脱硫效率一定会更高，例如99.9999%以上。 工艺流程工作原理 传统技术整治大气环境污染，例如脱硫都是采用一种循环工质，那么，如果依次采用三种化学性质截然不同的循环工质，例如稀酸溶液、水溶液和稀碱溶液进行净化处理，当然可以十分明显的提高脱除效率，达到极其接近于百分百无毒害性彻底整治目标。 1、整治大气环境污染，除尘、脱硫、脱氮、脱汞，进行烟气治理，当然最好是一体 化一步到位，当然首选脱除效率最高，效价比最高，安全投运率最高，脱除污染因子最全 面，运行操作最直观可靠，运行费用最低的，高效除尘、脱硫、脱氮、脱汞一体化高精尖 技术装备。 2、高效除尘、脱硫、脱氮、脱汞一体化高精尖技术装备，采用最先进湿式捕获大化 学处理技术非选择性催化还原法，拥有原创性、核心性、完全自主知识产权，完全国产化，发明专利名称《一种高效除尘、脱硫、脱氮一体化装置》，发明专利号。 3、吸收塔的使用寿命大于30年，保修三年，耐酸、耐碱、耐摩擦工质循环泵，以及 其它标准件的保修期，按其相应行业标准执行。 4、30年以内，极少、甚至可以说不会有跑、冒、滴、漏、渗、堵现象的发生。 5、将补充水引进到3#稀碱池入口，根据实际燃煤含硫量和烟气含硝量调整好钠碱量 以及相应补充水即可正常运行。 6、工艺流程： 三个工质循环系统的循环工质，分别经过三台循环泵进行加压、喷淋。 （1）可以采用废水的补充水进入进行第三级处理的稀碱池，通过第三级循环泵或者称 为稀碱泵，进行第三次微分捕获微分净化处理，然后溢流至中水池。 （2）从稀碱池溢流来的稀碱水自流进入中水池，经过第二级循环泵或者称为中水泵的 加压循环，进行第二次微分捕获微分净化处理的喷淋布水。 （3）从中水池溢流来的中水进入稀酸池，第一级循环泵或者称为稀酸泵泵出的循环工 质，在进行第一级微分捕获微分净化处理循环过程当中，在稀酸池经过处理，成为多元酸， 通过补充水和澄清水保持两个循环系统工作。
100万吨焦炉烟气脱硫脱硝 技术方案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
100万吨焦化2×60 孔焦炉烟气脱硫脱硝工程 技 术 方 案
目录 第一章总论 (6) 项目简介 (6) 总则 (6) 工程范围 (6) 采用的规范和标准 (6) 设计基础参数（业主提供） (7) 基础数据 (7) 工程条件 (8) 脱硫脱硝方案的选择 (9) 脱硫脱硝工程建设要求和原则 (9) 脱硫脱硝工艺的选择 (10) 脱硫脱硝和余热回收整体工艺说明 (11) 第二章脱硫工程技术方案 (12) 氨法脱硫工艺简介 (12) 氨法脱硫工艺特点 (12) 氨法脱硫吸收原理 (12) 本项目系统流程设计 (13) 设计原则 (14) 设计范围 (14) 系统流程设计 (14) 本项目工艺系统组成及分系统描述 (15) 烟气系统 (15) SO2吸收系统 (15) 脱硫剂制备及供应系统 (17) 脱硫废液过滤 (17) 公用系统 (17) 电气控制系统 (17) 仪表控制系统 (18) 第三章脱硝工程技术方案 (20) 脱硝工艺简介 (20)
SCR工艺原理 (20) SCR系统工艺设计 (21) 设计范围 (21) 设计原则 (21) 设计基础参数 (21) 还原剂选择 (22) SCR工艺计算 (22) SCR脱硝工艺流程描述 (23) 分系统描述 (24) 氨气接卸储存系统 (24) 氨气供应及稀释系统 (24) 烟气系统 (25) SCR反应器 (25) 吹灰系统 (26) 氨喷射系统 (26) 压缩空气系统 (26) 配电及计算机控制系统 (26) 第四章性能保证 (28) 脱硫脱硝设计技术指标 (28) 脱硫脱硝效率 (28) SCR及FGD装置出口净烟气温度保证 (29) 脱硫脱硝装置可用率保证 (29) 催化剂寿命 (29) 系统连续运行温度和温度降 (29) 氨耗量 (29) 脱硫脱硝装置氨逃逸 (30) 脱硫脱硝装置压力损失保证 (30) 第五章相关质量要求及技术措施 (31) 相关质量要求 (31) 对管道、阀门的要求 (31) 对平台、扶梯的要求 (31)
烟气脱硫工程设计方案 二〇〇九年七月
目录 第一章概述 (1) 1.1 设计依据 (1) 1.2 设计参数 (1) 1.3 设计指标 (1) 1.4 设计原则 (1) 1.5 设计范围 (2) 1.6 技术标准及规范 (2) 第二章脱硫工艺概述 (4) 2.1 脱硫技术现状 (4) 2.2 工艺选择 (5) 2.3 本技术工艺的主要优点 (9) 2.4 物料消耗 (10) 第三章脱硫工程内容 (13) 3.1 脱硫剂制备系统 (12) 3.2 烟气系统 (12) 3.3 SO 吸收系统 (13) 2 3.4 脱硫液循环和脱硫渣处理系统 (15) 3.5 消防及给水部分 (17) 3.6 浆液管道布置及配管 (17) 3.7 电气系统 (17) 3.8 工程主要设备投资估算及构筑物 (18) 第四章项目实施及进度安排 (19) 4.1 项目实施条件 (19) 4.2 项目协作 (19) 4.3 项目实施进度安排 (19) 第五章效益评估和投资收益 (20)
5.1 运行费用估算统 (21) 5.2 经济效益评估 (21) 5.3 环境效益及社会效益 (21) 第六章结论 (22) 6.1 主要技术经济指标总汇 (22) 6.2 结论 (22) 第七章售后服务 (23) 附图1 脱硫系统工艺流程图24
第一章概述 1.1设计依据 根据厂方提供的有关技术资料及要求为参考依据，并严格按照所有相关的设计规范与标准，编制本方案： §《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001； §厂方提供的招标技术文件； §国家相关标准与规范。 1.2设计参数 本工程的设计参数，主要依据招标文件中的具体参数，其具体参数见表1-1。 表1-1 烟气参数 1.3设计指标 设计指标严格按照国家统一标准治理标准和业主的招标文件的要求，设计参数下表1-2。 表1-2 设计指标 1.4设计原则 §认真贯彻执行国家关于环境保护的方针政策，严格遵守国家有关法规、规范和标准。 §选用先进可靠的脱硫技术工艺，确保脱硫效率高的前提下，强调系统的安全、稳定性能，并减少系统运行费用。
基于PLC的火电厂烟气脱硫控制系统研究与设计 0 引言我国是燃煤大国，煤炭占一次能源消费总量的75％。随着煤炭消费的不断增长，燃煤排放的二氧化硫也不断增加，致使我国酸雨和二氧化硫污 染日趋严重。为了实现SO2 的减排目标，国家制定了一系列的环保措施。目前国内烟气脱硫工艺设备的设计、制造、安装和调试水平已有了大幅度的提高， 已建成、投运了一大批大型机组火电机组烟气脱硫系统。但据了解，目前投运 的火力发电厂都还存在着不少这样或那样的技术问题，其中热工自动化投入水 平不高是其中的一个重要技术问题，如测量不准，系统自动投不上，系统调节 品质差等，致使一些电厂的脱硫系统出现运行故障多、不能与发电机组完全同 步运行或运行中脱硫效率达不到设计值或系统运行成本高等问题。对于整个烟 气脱硫系统，作为监视、控制脱硫系统运行的控制系统是重要的组成部分，它 既要保证脱硫系统的正常工作和异常工况的系统安全，又要与单元机组控制系 统相协调，保证锅炉的安全运行。控制系统采用DCS 虽然自动化程度大为提高，但由于脱硫工艺系统总的监控点数(一般为600～1 000 点)远低于能满足单元机组控制的DCS 系统的经济规模(一般为5 000～10 000 点)，造成控制系统造价偏高，经济性下降。目前，国内许多电厂在烟气脱硫控制上己开始尝试采 用可编程控制器PLC 作为控制主机，将脱硫控制纳入全厂辅助系统网络集中监控，既保证可靠性，又能大幅度降低系统造价。本文研究采用可编程控制器PLC 作为控制主机，进行脱硫控制系统的硬件设计，给出了具体的设计方案及各功能模块的详细设计。现场实际运行结果证明了设计方法的有效性。 1 烟气脱硫工艺流程石灰石／石膏湿法烟气脱硫的基本工艺流程为：锅炉烟气经过除尘器除尘后，由引风机送入脱硫系统，烟气由进口烟道进入由增压 风机增压后，经气气换热器(GGH)降温，进入吸收塔。在吸收塔内，烟气由下
烟气脱硫基本原理及方法 烟气脱硫基本原理及方法： 1 、基本原理： ＝亚硫酸盐（吸收过程） 碱性脱硫剂＋ SO 2 亚硫酸盐＋ O ＝硫酸盐（氧化过程） 2 ，先反应形成亚硫酸盐，再加氧氧化成为稳定的硫酸盐，然碱性脱硫剂吸收 SO 2 后将硫酸盐加工为所需产品。因此，任何烟气脱硫方法都是一个化工过程。 2 、主要烟气脱硫方法 烟气脱硫的技术方法种类繁多。以吸收剂的种类主要可分为： （ 1 ）钙法（以石灰石 / 石灰－石膏为主）； （ 2 ）氨法（氨或碳铵）； （ 3 ）镁法（氧化镁）； （ 4 ）钠法（碳酸钠、氢氧化钠）； （ 5 ）有机碱法； （ 6 ）活性炭法； （ 7 ）海水法等。
目前使用最多是钙法，氨法次之。钙法有石灰石 / 石灰－石膏法、喷雾干燥法、炉内喷钙法，循环流化床法、炉内喷钙尾部增湿法、 GSA 悬浮吸收法等，其中用得最多的为石灰石 / 石灰－石膏法。氨法亦多种多样，如硫铵法、联产硫铵和硫酸法、联产磷铵法等，以硫铵法为主。 二、烟气脱硫技术简介： ( 一 ) 石灰石 / 石灰 - 石膏湿法烟气脱硫技术： 石灰石 / 石灰 - 石膏湿法烟气脱硫工艺采用价廉易得的石灰石作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气进行化学反应，最终反应产物为石膏。同时去除烟气中部分其他污染物，如粉尘、 HCI 、 HF 等。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经热交换器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。该技术采用单循环喷雾空塔结构，具有技术成熟、应用范围广、脱硫效率高、运行可靠性高、可利用率高，有大幅度降低工程造价的可能性等特点。
武汉工程大学自动控制原理实验报告 专业班级：指导老师： 姓名：学号： 实验名称：系统根轨迹分析 实验日期：2011-12-01 第三次试验 一、实验目的 1、掌握利用MATLAB精确绘制闭环系统根轨迹的方法； 2、了解系统参数或零极点位置变化对系统根轨迹的影响； 二、实验设备 1、硬件：个人计算机 2、软件：MATLAB仿真软件（版本6.5或以上） 实验内容
1．根轨迹的绘制 1） 将系统特征方程改成为如下形式：1 + KG ( s ) = 1 + K ) () (s q s p =0， 其中，K 为我们所关心的参数。 2） 调用函数 r locus 生成根轨迹。 关于函数 rlocus 的说明见图 3.1。 不使用左边的选项也能画出根轨迹，使用左边的选项时，能 返回分别以矩阵和向量形式表征的特征根的值及与之对应的增益值。 图3.1 函数rlocus 的调用 例如，图 3.2 所示系统特征根的根轨迹及其绘制程序见图 3.3。 图3.2 闭环系统一
图3.3 闭环系统一 的根轨迹及其绘制 程序 注意：在这里，构成系统s ys 时，K 不包括在其中，且要使分子和分母中s最高
次幂项的系数为1。 当系统开环传达函数为零、极点形式时，可调用函数 z pk 构成系统 s ys : sys = zpk([zero],[pole],1); 当系统开环传达函数无零点时，[zero]写成空集[]。 对于图 3.2 所示系统， G(s)H(s)= )2()1(++s s s K *11+s =) 3)(2() 1(+++s s s s K . 可如下式调用函数 z pk 构成系统 s ys : sys=zpk([-1],[0 -2 -3],1) 若想得到根轨迹上某个特征根及其对应的 K 的值，一种方法是在调用了函数 rlocus 并得到了根 轨迹后调用函数 r locfind 。然后，将鼠标移至根轨迹图上会出现一个可移动的大十字。将该十字的 中心移至根轨迹上某点，再点击鼠标左键，就可在命令窗口看到该点对应的根值和 K 值了。另外一种 较为方便的做法是在调用了函数 rlocus 并得到了根轨迹后直接将鼠标移至根轨迹图中根轨迹上某点 并点击鼠标左键，这时图上会出现一个关于该点的信息框，其中包括该系统在此点的特征根的值及其 对应的 K 值、超调量和阻尼比等值。图 3.4 给出了函数 r locfind 的用法。 2．实验内容 图3.5 闭环系统二 1） 对于图 3.5 所示系统，编写程序分别绘制当 （1） G(s)= )2(+s s K , （2） G(s)= ) 4)(1(++s s s K ,
. 1. 湿法烟气脱硫 石灰石（石灰）—石膏烟气脱硫 是以石灰石或石灰浆液与烟气中的SO2反应，脱硫产物是含水15-20%的石膏。 氧化镁烟气脱硫 是以氧化镁浆液与烟气中的SO2反应，脱硫产物是含结晶水的亚硫酸镁和硫酸镁的固体吸收产物。 氨法烟气脱硫 用亚硫酸铵(NH4)2SO3吸收SO2生成亚硫酸氢铵NH4HSO3，循环槽中用补充的氨使NH4HSO3亚硫酸氢铵再生为(NH4)2SO3亚硫酸铵循环使用。 双碱法烟气脱硫 是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用 海水法烟气脱硫 海水通常呈弱碱性具有天然的二氧化硫吸收能力，生成亚硫酸根离子和氢离子，洗涤后的海水呈酸性，经过处理合格后排入大海。 2.干法或半干法烟气脱硫 所谓干法烟气脱硫，是指脱硫的最终产物是干态的 喷雾法：利用高速旋转雾化器，将石灰浆液雾化成细小液滴与烟气进行传热和反应，吸收烟气中的SO2。 炉内喷钙尾部增湿活化法：将钙基吸收剂如石灰石、白云石等喷入到炉膛燃烧室上部温度低于1200℃的区域，石灰石煅烧成氧化钙，新生成的氧化钙CaO与SO2进行反应生成CaSO4硫酸钙，并随飞灰在除尘器中收集，并且在活化反应器内喷水增湿，促进脱硫反应。 循环流化床法：将干粉吸收剂粉喷入塔内，与烟气中的SO2反应，同时喷入一定量的雾化水，增湿颗粒表面，增进反应，控制塔出口烟气的温度，吸收剂和生成的产物一起经过除尘器的收集，再进行多次循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，大大提高吸收剂的利用率和脱硫效率。 荷电干式喷射脱硫法：吸收剂干粉以高速通过高压静电电晕充电区，使干粉荷上相同的负电荷被喷射到烟气中荷电干粉同电荷相斥，在烟气中形成均匀的悬浊状态，离子表面充分暴露，增加了与SO2的反应机会。同时荷电粒子增强了活性，缩短了反应所需停留时间，提高了脱硫效率。 二、烧结机石灰—石膏湿法脱硫工艺概述 1、烧结机的烟气特点 烧结烟气是烧结混合料点火后，随台车运行，在高温烧结成型过程中产生的含尘废气，烧结烟气的主要特点是： （1）烧结机年作业率较高，达90％以上，烟气排放量大； （2）烟气成分复杂，且根据配料的变化存在多改变性别； （3）烟气温度波动幅度较大，波动规模在90～170 ℃； （4）烟气湿度比较大一般在10％左右； （5）由于烧结原料含硫率关系，引起排放烟气SO2浓度随配料比的变化而发生较大的变化； （6）烧结烟气含氧量高，约占10%～15%左右； （7）含有腐蚀性气体。烧结机点火及混合料的烧结成型过程，均产生一定量的氯化氢（HCl）、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、氟化氢（HF）等。 2. 石灰-石膏湿法脱硫工艺原理 脱硫剂采用石灰粉（150目以上，含钙率≥80%，筛余量≤5%），脱硫浆液吸收烟气中的S02后，经氧化生成石膏，其反应方程式如下： （1）烟气中SO2及SO3的溶解； 烟气中所含的SO2与吸收剂浆液发生充分的气/液接触，在气—液界面上发生传质过程，烟气中气态的SO2及SO3溶解转变为相应的酸性化合物： SO2＋H2O ←→H2SO3亚硫酸 SO3＋H2O ←→HSO4硫酸氢根 烟气中的一些其他酸性化合物（如：HF（氟化氢）、HCl（氯化氢）等），在烟气与喷淋下来的浆液接触时也溶于浆液中形成氢氟酸、盐酸等。
技术方案
2.工艺描述 。烟 24小时计）的吸收剂耗量设计。石灰石浆液制备罐设计满足工艺要求，配置合理。全套吸收剂供应系统满足FGD所有可能的负荷范围。 （3）设备 吸收剂浆液制备系统全套包括，但不限于此：
卸料站：采用浓相仓泵气力输送把石灰石送入料仓。 石灰石粉仓：石灰石粉仓根据确认的标准进行设计，出料口设计有防堵的措施；顶部有密封的人孔门，该门设计成能用铰链和把手迅速打开，并且顶部有紧急排气阀门； ：其 能安全连续运行。 在烟气脱硫装置的进、出口烟道上设置密封挡板门用于锅炉运行期间脱硫装置的隔断和维护，旁路挡板门具有快速开启的功能，全开到全关的开启时间≤25s。系统设计合理布置烟道和挡板门，考虑锅炉低负荷运行的工况，并确保净烟气不倒灌。 压力表、温度计等用于运行和观察的仪表，安装在烟道上。在烟气系统中，设有人
孔和卸灰门。所有的烟气挡板门易于操作，在最大压差的作用下具有100%的严密性。我方提供所有烟道、挡板、FGD风机和膨胀节等的保温和保护层的设计。 （1）烟道及其附件 用碳 筋统一间隔排列。加强筋使用统一的规格尺寸或尽量减少加强筋的规格尺寸，以便使敷设在加强筋上的保温层易于安装，并且增加外层美观，加强筋的布置要防止积水。 烟气系统的设计保证灰尘在烟道的沉积不会对运行产生影响，在烟道必要的地方（低位）设置清除粉尘的装置。另外，对于烟道中粉尘的聚集，考虑附加的积灰荷重。 所有烟道在适当位置配有足够数量和大小的人孔门和清灰孔，以便于烟道（包括膨
胀节和挡板门）的维修和检查以及清除积灰。另外，人孔门与烟道壁分开保温，以便于开启。 烟道的设计尽量减小烟道系统的压降，其布置、形状和内部件（如导流板和转弯处 每个挡板的操作灵活方便和可靠。驱动挡板的执行机构可进行就地配电箱（控制箱）操作和脱硫自控系统远方操作，挡板位置和开、关状态反馈进入脱硫自控系统系统。 执行器配备两端的位置限位开关，两个方向的转动开关，事故手轮和维修用的机械联锁。 所有挡板/执行器的全开全关位配有四开四闭行程开关，接点容量至少为
基于PLC的锅炉烟气脱硫控制系统的设计 1、引言 我国是燃煤大国，燃煤排放的SO2成为影响我国城市空气质量的主要污染物。因此，锅炉烟气脱硫是减排SO2的重要手段。 锅炉烟气脱硫系统具有很高的复杂性，其对控制系统的要求往往很高。而使用PLC控制已经成为一种较先进，应用势头强劲，应用越来越广泛的一种控制设备。它具有可靠性极高、能经受恶劣环境的考验、功能齐全、性价比高等特点，广泛应用于锅炉烟气脱硫工程。作者参与设计山东某热源厂2×75t/h锅炉烟气脱硫控制系统，采用了西门子S7-200可编程控制器，上位机采用北京亚控公司组态王KINGVIEW 6.53工业控制软件，实现对脱硫系统的监控。 2、脱硫系统工艺流程 本热源厂采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术。该技术以石灰石浆液作为脱硫剂，在吸收塔内对烟气进行喷淋洗涤，使烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，同时向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使亚硫酸钙转化为硫酸钙，脱硫剂的副产品为石膏。该法脱硫效率高（大于95%），工作可靠性高。 该系统包括烟气换热系统、吸收塔脱硫系统、给料系统、石膏脱水和废水处理系统。本文设计的是给料系统的PLC控制系统。 3、锅炉脱硫系统简介 （1）本系统为2x75t/h锅炉烟气脱硫工程，每台锅炉前有三台气动双插板阀，系统运行时打开，系统停止时关闭;可现场操作，控制室操作员站操作，每套系统有一台22kw罗茨风机，用于将石灰石粉吹入锅炉，进行脱硫;带有就地/远控转换开关，可由现场控制柜或控制室操作员站操作，并能与炉前气动阀连锁，气动阀不能全部打开，罗茨风机不能运行。 （2）每套系统有一台4kw给料机，可变频调速。带有柜门安装的控制面板，可由现场控制柜或控制室操作员站操作给料机的启停，故障复位和给料机转速的控制，并能与罗茨风机连锁，罗茨风机不运行，给料机亦不能运行。 （3）两套系统共用一个石灰石粉仓，粉仓上安装有一个高料位、两个低料位三个射频导纳物位开关，带有就地/远控转换开关，可由现场控制柜、现场除尘器操作箱或控制室操作员站操作;现场除尘器操作箱安装于0m层，石灰石粉仓进料口附近，用于进料时操作粉仓除尘器并能检测粉仓内的石灰石粉的高度。 4、PLC控制系统硬件组成 （1）中央处理单元
《自动控制原理》课程实验报告 实验名称系统根轨迹分析 专业班级 *********** ********* 学 号 姓名** 指导教师李离 学院名称电气信息学院 2012 年 12 月 15 日
一、实验目的 1、掌握利用MATLAB 精确绘制闭环系统根轨迹的方法； 2、了解系统参数或零极点位置变化对系统根轨迹的影响； 二、实验设备 1、硬件：个人计算机 2、软件：MATLAB 仿真软件（版本6.5或以上） 三、实验内容和步骤 1．根轨迹的绘制 利用Matlab 绘制跟轨迹的步骤如下： 1） 将系统特征方程改成为如下形式：1 + KG ( s ) = 1 + K ) () (s q s p =0， 其中，K 为我们所关心的参数。 2） 调用函数 r locus 生成根轨迹。 关于函数 rlocus 的说明见图 3.1。 不使用左边的选项也能画出根轨迹，使用左边的选项时，能 返回分别以矩阵和向量形式表征的特征根的值及与之对应的增益值。 图3.1 函数rlocus 的调用 例如，图 3.2 所示系统特征根的根轨迹及其绘制程序见图 3.3。
图3.2 闭环系统一 图3.3 闭环系统一的根轨迹及其绘制程序
图 3.4 函数 rlocfind 的使用方法 注意：在这里，构成系统 s ys 时，K 不包括在其中，且要使分子和分母中 s 最高次幂项的系数为1。 当系统开环传达函数为零、极点形式时，可调用函数 z pk 构成系统 s ys : sys = zpk([zero],[pole],1); 当系统开环传达函数无零点时，[zero]写成空集[]。 对于图 3.2 所示系统， G(s)H(s)= )2()1(++s s s K *11+s =) 3)(2() 1(+++s s s s K . 可如下式调用函数 z pk 构成系统 s ys : sys=zpk([-1],[0 -2 -3],1) 若想得到根轨迹上某个特征根及其对应的 K 的值，一种方法是在调用了函数 rlocus 并得到了根 轨迹后调用函数 rlocfind 。然后，将鼠标移至根轨迹图上会出现一个可移动的大十字。将该十字的 中心移至根轨迹上某点，再点击鼠标左键，就可在命令窗口看到该点对应的根值和 K 值了。另外一种 较为方便的做法是在调用了函数 rlocus 并得到了根轨迹后直接将鼠标移至根轨迹图中根轨迹上某
柏立化学有限公司5×35t/h锅炉烟气脱硫项目技术方案 上海晓沃环保防腐工程有限公司 2013年11月17日
第一篇工程概况上海晓沃环保防腐工程有限公司2013年11月17日
1、工程概况 柏立化学有限公司热电厂5台35t/h链条炉，按照环保“三同时”的要求，锅炉烟气脱硫设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投产，本方案为烟气脱硫方案，供建设方参考。 第一种方案，采用两炉一塔、三炉一塔的布置方式，每塔可处理3台锅炉烟气。脱硫工艺采用石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺技术，采用石灰作为脱硫剂，脱硫产物为石膏，含量达90%，可综合利用。脱硫塔为花岗岩，采用逆流喷淋空塔，脱硫过程较易控制，脱硫渣石膏可利用。 第二种方案，重建脱硫塔，布置有引风机后，采用两炉一塔、三炉一塔的布置方式，可处理3台锅炉烟气量，目前的双碱法系统不作改动。 方案实施后，可全面提高脱硫系统的效率，彻底解决引风机带水的问题。如采用石灰-石膏法，脱硫渣可以全部利用。 本方案适用于柏立化学有限公司热电厂5台35t/h链条炉烟气脱硫工程，使用含硫量2%的煤时，脱硫率不小于95％，二氧化硫排放浓度小于200mg/m3；粉尘排放浓度小于50mg/m3。 2、设计条件 2.1环境条件 2.2 厂址及电厂概况 柏立化学有限公司热电厂位于山东省潍坊市。 2.3 燃煤 硫份：~2 % 2.4 主要设备参数 蒸发量：35t/h 耗煤量：6t/h 烟气量：90000m3/h 烟气温度：140℃
二氧化硫浓度：3500mg/m3 2.5 脱硫剂：石灰 3、脱硫设计原则 （1）脱硫项目的主体设备采用国产设备，考虑炉型、负荷、煤种、燃煤量、炉后脱硫场地等方面因素，提出脱硫工艺改造方案。 （2）综合分析煤质情况，燃煤含硫量按2％设计。 （3）设计脱硫率不小于95％，保证效率为≥92％。 （4）脱硫装置采用PLC上位计算机控制，同时考虑与主体工程的信号连接。 （5）因地制宜设计合理可靠的布置方案。 （6）地震烈度：7度 （7）SO2排放浓度小于200mg/Nm3，烟尘排放浓度小于50mg/Nm3。 （8）充分利用热电厂75t/h链条炉已建的设备、设施，采用最佳设计工艺并结合热电分厂实际情况以达到降低投资和运行成本的目的，烟气脱硫项目总平面布置满足热电分厂已有的场地安排。脱硫吸收塔布置在引风机后，正压操作，可避免风机腐蚀。目前引风机压头有较大的余量，不需要增加脱硫风机。 （9）脱硫渣最终达到含水率不大于15%的石膏，综合利用或用汽车外运。 （10）系统应具备自防护功能，当出现故障、烟气高温、厂用电消失等情况时，系统能在最短时间内将烟气切换到旁路烟道，确保系统安全。 （11）系统CRT操作界面应能显示：将在线监测数据引入脱硫自控系统，系统出口SO2浓度、O2含量、烟尘浓度、烟气流速、烟气进出口温度、烟气量等。 （12）承包商对系统功能设计、结构、性能、制造、供货、安装、调试、试运行等采用最新国家标准和国际标准。如果国家标准低于国际标准，则采用国际标准。同时必须符合国家和山东省节能减排相关文件的要求。 （13）环境保护、劳动卫生和消防、防雷接地设计采用中华人民共和国最新国家标准。 （14）承包商提供设计、制造、安装、调试、试运行的规范和标准等清单。列出制造厂家在选用材料、制造工艺、验收要求中所执行的标准清单。 （15）具体为（但不限于此）：
烟气脱硫工程 DCS系统培训 远大环保集团有限公司 2005.12
1.系统概述 1. 1本培训材料是根据北京ABB贝利控制有限公司提供的资料，针对永济热电厂2X300MW机组烟气脱硫工程所采用的分散控制系统（以下简称DCS）所提出的。 1.2本脱硫工程采用石灰石-石膏脱硫工艺。 2.系统特点 2.1D CS由分散处理单元、数据通讯系统和操作员站，工程师站等人 机接口及厂级计算机网络接口组成。 2.2D CS系统易于组态，易于扩展。 2.3D CS的设计采用合适的冗余配置和诊断至通道级的自诊断功能， 具有高度的可靠性。系统内任一组件发生故障，均不影响整个系统的工作。 2.4系统的监视、报警和自诊断功能高度集中在CRT上显示，并能 在打印机上打印，控制、报警、监视和保护等基本功能将尽可能在功能上和物理上分散。特别注意保护功能的独立性，以保证人员和设备的安全。 2.5卖方所供DCS系统可防止各类计算机病毒的侵害和DCS内各存 贮器中的数据丢失。 2.6整个DCS的可利用率至少为99.99％。 2.7控制系统的设计和配置符合下列总的防止故障原则。 2.7.1个别故障不会引起整个控制系统故障。 2.7.2个别故障不会引起FGD的保护系统误动或拒动。 2.7.3将控制功能组合在系统块中，系统设计要保证使任何模块故障只解列部分系统的控制，且这种局部解列可由操作人员随时干预。 2.7.4控制系统的结构能反映设备的冗余度，不致于因控制系统内的个别故障而导致受控设备控制失灵，同时又使备用设备也无法启动。 2.7.5由于一个控制系统故障，电厂设备或控制功能要能在执行级(即远方手动控制)响应其控制。该设备或控制过程自动解列 2.7.6所有重要保护信号采用冗余(三取二)通道，以保证其可靠性，卖方充分保证防止保护系统误动或拒动。 2.8显示设备状态的颜色规定如下： 2.8.1红色：带电、运行、阀开 2.8.2绿色：断电、停止、阀关
实验报告 课程名称：____ 自动控制理论实验_____指导老师：_____________成绩：__________ 实验名称：___控制系统的根轨迹分析___实验类型：___仿真实验___同组学生姓名：__无__ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 实验十一 控制系统的根轨迹分析 一、实验目的 1、用计算机辅助分析的办法，掌握系统的根轨迹分析方法。 2、熟练掌握 Simulink 仿真环境。 二、实验原理 1、根轨迹分析方法 所谓根轨迹，是指当开环系统的某一参数（一般来说，这一参数选作开环系统的增益 K ） 从零变到无穷大时，系统特征方程的根在 s 平面上的轨迹。在无零极点对消时，闭环系统特 征方程的根就是闭环传递函数的极点。 根轨迹分析方法是分析和设计线性定常控制系统的图解方法，使用十分简便。利用它可 以对系统进行各种性能分析： (1) 稳定性 当开环增益 K 从零到无穷大变化时，图中的根轨迹不会越过虚轴进入右半 s 平面，因 此这个系统对所有的 K 值都是稳定的。如果根轨迹越过虚轴进入右半 s 平面，则其交点的 K 值就是临界稳定开环增益。 (2) 稳态性能 开环系统在坐标原点有一个极点，因此根轨迹上的 K 值就是静态速度误差系数，如果 给定系统的稳态误差要求，则可由根轨迹确定闭环极点容许的范围。 (3) 动态性能 当 0 < K < 0.5 时，所有闭环极点位于实轴上，系统为过阻尼系统，单位阶跃响应为非周 期过程；当 K = 0.5 时，闭环两个极点重合，系统为临界阻尼系统，单位阶跃响应仍为非周 期过程，但速度更快；当 K > 0.5 时，闭环极点为复数极点，系统为欠阻尼系统，单位阶跃 响应为阻尼振荡过程，且超调量与 K 成正比。 同时，可通过修改系统的设计参数，使闭环系统具有期望的零极点分布，即根轨迹对系 统设计也具有指导意义。 2、根轨迹分析函数 在 MA TLAB 中，绘制根轨迹的有关函数有 rlocus 、rlocfind 、pzmap 等。 (1) pzmap ：绘制线性系统的零极点图，极点用×表示，零点用 o 表示。 专业：_____________________ 姓名：____________________ 学号：___________________ 日期：____________________ 地点：____________________
半干法脱硫技术介绍 一、概述 循环流化床烟气脱硫工艺是八十年代末德国鲁奇(LURGI)公司开发的一种新的半干法脱硫工艺，这种工艺以循环流化床原理为基础以干态消石灰粉Ca（OH）2作为吸收剂，通过吸收剂的多次再循环，在脱硫塔内延长吸收剂与烟气的接触时间，以达到高效脱硫的目的，同时大大提高了吸收剂的利用率。通过化学反应，可有效除去烟气中的SO2、SO3、HF与HCL等酸性气体，脱硫终产物脱硫渣是一种自由流动的干粉混合物，无二次污染，同时还可以进一步综合利用。该工艺主要应用于电站锅炉烟气脱硫，单塔处理烟气量可适用于蒸发量75t/h～1025t/h之间的锅炉，SO2脱除率可达到90%～98%，是目前干法、半干法等类脱硫技术中单塔处理能力最大、脱硫综合效益最优越的一种方法。 二、CFB半干法脱硫系统工艺原理 Ca（OH）2+ SO2= CaSO3 + H2O Ca（OH）2+ 2HF= CaF2 +2H2O Ca（OH）2+ SO3= CaSO4 + H2O Ca（OH）2+ 2HCl= CaCl2 + 2H2O CaSO3+ 1/2O2= CaSO4 三、流程图 四、CFB半干法脱硫工艺系统组成 1. 脱硫剂制备系统 2. 脱硫塔系统 3. 除尘器系统 4. 工艺水系统 5. 烟气系统
6. 脱硫灰再循环系统 7. 脱硫灰外排系统 8. 电控系统 五、CFB半干法脱硫工艺技术特点 1. 脱硫塔内烟气和脱硫剂反应充分，停留时间长，脱硫剂循环利用率高； 2. 脱硫塔内无转动部件和易损件，整个装置免维护； 3. 脱硫剂和脱硫渣均为干态，系统设备不会产生粘结、堵塞和腐蚀等现象； 4. 燃烧煤种变化时，无需增加任何设备，仅增加脱硫剂就可满足脱硫效率； 5. 在保证SO2脱除率高的同时，脱硫后烟气露点低，设备和烟道无需做任何防腐措施； 6. 脱硫系统适应锅炉负荷变化范围广，可达锅炉负荷的30%～110%； 7. 脱硫系统简单，装置占地面积小； 8. 脱硫系统能耗低、无废水排放； 9. 投资、运行及维护成本低。