龍騰飛，董昱偉

(江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

1 引言

江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠硫酸車間制酸一系列脫硫系統(tǒng)其主要作用是回收冶煉煙氣制酸后尾氣中少量的二氧化硫，降低排空氣體二氧化硫濃度使其達到國家“十二五”環(huán)保要求，經(jīng)過脫硫處理后的尾氣SO2濃度平均值可以控制在200PPM以下。硫酸車間制酸一系列脫硫系統(tǒng)采用干法煙氣脫硫技術，該方法具有脫硫效率高、無二次污染和可回收硫資源等優(yōu)點［1－2］。運用原始設計方案自控，時常出現(xiàn)物料散落，鏈斗機斷裂情況，通過優(yōu)化自控方案得到很好解決。

2 脫硫系統(tǒng)簡介

2.1 煙氣脫硫原理

硫酸尾氣中噴入水蒸汽后，溫度100～180℃且有氧和水蒸氣存在，此時尾氣中的SO2在脫硫塔中的活性焦作用下，與煙氣中水、氧氣發(fā)生化學反應，生成硫酸并被儲存在活性焦孔隙內(nèi)。實現(xiàn)煙氣凈化。吸附飽和的活性焦通過物料輸送系統(tǒng)移動到煙氣再生系統(tǒng)加熱再生。再生系統(tǒng)是利用電加熱器加熱N2和活性焦進行熱交換，以釋放高濃度的SO2混合氣體。被吸附硫酸存在于活性焦的微孔中，當這些活性焦被加熱到400～500℃時，蓄積在活性焦中的硫酸或硫酸鹽分解脫附，產(chǎn)生的主要分解物是SO2、N2、CO2、H2O，其物理形態(tài)為富二氧化硫的氣體，在合適的工藝條件下，SO2體積分率可達到20%以上［3］。再生回收的高濃度SO2再進行制酸。再生后的活性焦經(jīng)過篩選后再輸送至脫硫塔裝置中再次利用，根據(jù)活性焦的損耗情況需補充適量的活性焦。

2.2 物料循環(huán)輸送及系統(tǒng)聯(lián)鎖

整個脫硫系統(tǒng)主要分為兩大部分:脫硫塔(吸附脫硫裝置)、再生塔(解吸再生裝置)見圖1。

圖1 物料循環(huán)輸送

脫硫塔又分為4個單元分別為R401A、R401B、R402A、R402B，再生塔為R403，再生塔旁邊為備料倉V401，再生塔及脫硫塔每個單元都安裝2臺租移式料位計測量各個單元的料位高低，各個單元的頂部以及底部都安裝一個星型卸料器，控制各個單元的加料、卸料過程。

物料輸送裝置包括鏈斗機A401和鏈斗機A402，A401將脫硫塔的卸料輸送至再生塔進行解吸再生，A402將再生后及備用倉的的活性焦補充至4個脫硫單元。介質(zhì)活性焦根據(jù)脫硫塔和再生塔的料位狀況循環(huán)流動，從而保證脫硫工序的正常運行。

參與故障聯(lián)鎖的有X421星型卸料器，X422星型卸料器，X423星型卸料器，X424星型卸料器，A401鏈斗機，M401振動篩，X431星型卸料器，X432星型卸料器，X433星型卸料器，A402鏈斗機，X411星型卸料器，X412星型卸料器，X413星型卸料器，X414星型卸料器。當參與聯(lián)鎖的設備任何一環(huán)出現(xiàn)故障或者停止，則該設備所有之前的設備同時停車，該設備之后的設備保持運行狀態(tài)。

3 脫硫系統(tǒng)原始設計自控方案

脫硫系統(tǒng)原始設計中所有脫硫塔及再生塔的加料、卸料都采用簡單的位式控制方案。高料位料位計報警停止加料，低料位料位計報警時開始加料。所有料位計報警需持續(xù)一分鐘才能確認。

3.1 脫硫塔底部卸料器啟停條件

脫硫塔底部卸料器X421－X424啟動與停止條件如下:

(1)啟動條件:R403再生塔低料位報警，星型卸料器X431開啟，振動篩M401開啟，鏈斗機A401開啟，同時開啟4個星型卸料器X421－X424。

(2)停止條件:R403再生塔高料位報警，停止星型卸料器X421－X424，延時5分鐘停止鏈斗機A401，延時1分鐘停止振動篩M401，延時1分鐘停止星型卸料器X431。

脫硫塔底部4個星型卸料器在物料循環(huán)輸送過程中一直同時開啟同時停止。

3.2 原始設計方案的弊端

星型卸料器 X421、X422下料口位于鏈斗機A401輸送方向的前段，而星型卸料器X421、X422下料口位于鏈斗機A401輸送方向的后段。按照原始設計方案4個星型卸料器同時開啟停止，4個卸料器就會在鏈斗機某段出現(xiàn)重復卸料的情況。如果此時脫硫塔料位較高，卸料速率快，鏈斗機重復卸料區(qū)域就會堆積過高物料。

物料堆積過高會造成輸送過程中散落到地面，嚴重時導致鏈斗機A401斷裂，致使整個物料循環(huán)輸送系統(tǒng)無法正常運行。

4 自控程序優(yōu)化

根據(jù)物料循環(huán)輸送系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的問題，在不改變設備性能的情況下，優(yōu)化脫硫塔底部卸料程序是最好的解決辦法。利用橫河CS3000系統(tǒng)中的順控表以及計時器功能，使脫硫塔底部4個星型卸料器循環(huán)開啟停止，保證卸料均勻平穩(wěn)，避免物料在鏈斗機上堆積過高的問題。

4.1 CS3000順控表功能簡介

順控表是指控制的動作和條件以表格的形式來進行填寫。動作的執(zhí)行是根據(jù)控制條件的聯(lián)合制約。標準順控表功能模塊ST16它包括一共64個輸入輸出信號和32個規(guī)格要求，而且64個輸入輸出信號可以以8個信號為一組在輸入輸出間進行轉(zhuǎn)換。

此次使用CS3000中的ST16模塊，ST16模塊包括輸入信號、輸出信號、啟動方式、掃描方式幾部分。啟動方式分為:TC、TE、OC、OE、I、B。

此次均使用TC啟動方式。順控表需要填寫的有:條件欄(順控發(fā)生條件)、動作欄(順控動作的結(jié)果)、步號欄(順控動作的順序)、規(guī)則欄(Y成立N不成立)［4－6］。

表1 啟動方式說明表

4.2 程序組態(tài)

組態(tài)運用5個TM計時器，2個ST16順控表。TM15為星型卸料器X423、X424開啟計時，TM16為星型卸料器X421、X422開啟計時，TM17為星型卸料器X423、X424延時開啟計時，TM18為星型卸料器X421、X422提前開啟計時，TM19為再生塔高料位報警延時消除計時。兩個順控表分別命名為TT11和TT9－3。順控表組態(tài)數(shù)據(jù)說明:YZ－27－119為R401A底部星型卸料器，YZ－27－120為R401B底部星型卸料器，YZ－27－121為R402A底部星型卸料器，YZ－27－119為R402B底部星型卸料器。SW029為給料系統(tǒng)故障開關，SW011為脫硫塔底部下料器聯(lián)鎖開關，SW024為脫硫塔底部下料循環(huán)開關，LA－27－32為再生塔R403高料位報警。

圖2 TT11順控表輸入部分

圖3 TT11順控表輸出部分

TT11為循環(huán)程序控制，再生塔低料位報警確認后，所有計時器清零重置，開啟 TM15、TM16、TM17、TM18計時器計時功能，并由計時器觸發(fā)控制4個脫硫單元的卸料器，使其按照順控表設定順序循環(huán)開啟。

圖4 TT9－3順控表

TT9－3作用為延時終止TT11，系統(tǒng)無設備報警，物料循環(huán)處于自動狀態(tài)時，再生塔發(fā)生高料位報警，開啟TM19計時器，由計時器最后終止TT11.使再生塔料位達到工藝理想“滿”料位。

優(yōu)化后卸料過程變?yōu)?當R403再生塔發(fā)低料位報警延時一分鐘確認后，星型卸料器X421、X422優(yōu)先下料，星型卸料 X423、X424延時開啟，當X423、X424開啟運行一段時間即將停止時，X421、X422又提前開啟，減少A401鏈斗機空載運行時間。如此循環(huán)卸料直至再生塔高料位報警確認后開啟TM19計時器，TM19計時滿觸發(fā)終止循環(huán)卸料程序。因為 TM15、TM16、TM17、TM18與鏈斗機運行速度和卸料器卸料速度相關。通過現(xiàn)場反復試驗，最后 TM15設置為100秒，TM16設置為180秒，TM17設置為280秒，TM18設置為80秒。此狀態(tài)下4個脫硫單元卸料均勻，鏈斗機空載時間最少，無物料堆積過高情況。

5 結(jié)束語

通過優(yōu)化脫硫塔底部卸料自控程序，基本杜絕了卸料過程物料散落和壓斷鏈斗機的情況，物料循環(huán)輸送系統(tǒng)運行穩(wěn)定，故障率大幅降低。為了方便工藝人員參看卸料過程時間，已將4個計時器在主流程畫面上設置彈出式窗口。

本次優(yōu)化使料位計的重要性提升，任何一個料位計發(fā)生故障，整個卸料程序都無法自動運行。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，將通過優(yōu)化料位計選型，現(xiàn)場安裝方式，延長料位計的使用周期，進一步降低物料循環(huán)輸送系統(tǒng)的故障率。

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