一种湿法烟气脱硫多炉多塔氧化风量集中自动监控系统

技术领域

本发明属于湿法脱硫技术领域，具体涉及一种湿法烟气脱硫多炉多塔氧化风量集中自动监控系统。

背景技术

目前，国内90％以上火电厂采用石灰石-石膏湿法脱硫技术。但对湿法脱硫过程中氧化环节认识不足，湿法脱硫过程分为吸收、中和、氧化和结晶四个阶段，与其他脱硫方式(如干法、半干法等)最大区别在于氧化过程对于亚硫酸钙的充分氧化，最终结晶成可综合利用的石膏。湿法脱硫过程中普遍存在氧化阶段无控制手段的问题，由于湿法脱硫过程中氧化阶段无可靠有效的监控手段，煤种含硫量的变化和人为因素等可导致因为氧化风量不足而引起的烟气中SO2无法被充分吸收排放超标、浆液中毒、增加运行成本(石灰石耗量大)、石膏纯度降低和石膏脱水困难等风险，同时，当机组低负荷运行时，氧化风量过量又将导致氧化风机大量电能损耗、增加废水处理难度和粉尘排放超标等风险，氧化风机的选型是在锅炉BMCR工况和设计煤种煤质含硫量基础上设计的，由于没有在线测量仪器和自动控制功能，风机按运行规程都应在BMCR工况下以额定电流方式手动运行，氧化风量大部分被浪费；且同容量、运行参数基本一致的两台机组，各机组脱硫吸收塔之间氧化风量不能进行集中自动调配，存在较大的资源配置不平衡，氧化风系统采用单炉运行方式，同容量的机组系统不共享，备用氧化风机较多，风量不能集中控制，不能充分利用单塔调节余量，没有发挥多炉多塔集中控制、单塔独立调节的作用，造成设备资源和风量不能共享自动匹配的浪费，发挥不了整体优势。

发明内容

本发明提供了一种湿法烟气脱硫多炉多塔氧化风量集中自动监控系统，以解决上述背景中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种湿法烟气脱硫多炉多塔氧化风量集中自动监控系统，包括用于脱硫反应的两组吸收塔，还包括：

母管，设置在所述两组吸收塔之间，所述母管上设置有多组支管，所述多组支管分别伸入所述两组吸收塔内部，所述母管上设置有电动联络门；

浆液氧化分析仪，即SOA，分别设置在所述两组吸收塔外侧，所述浆液氧化分析仪的进液口连通吸收塔；

DCS控制室，设置在电动联络门下方，所述DCS控制室的信号输入端电性连接浆液氧化分析仪的测量信号输出端，所述DCS控制室的信号输出端电性连接电动联络门；

氧化风机，设置有四组，两组为一单位分别设置在电动联络门两侧，所述氧化风机的出风口均连通所述母管，所述氧化风机电性连接DCS控制室的信号输出端。

优选的，所述氧化风机的进风入口设置有调节装置，即SSR。

优选的，所述母管靠近吸收塔的位置上设置有分塔流量调节装置。

优选的，所述调节装置包括与氧化风机固定的固定盘，所述固定盘的一侧设置有进风壳体，所述进风壳体的内部设置有整流罩，所述固定盘的另一侧设置有风机本体，所述风机本体的内部设置有风机叶轮，所述进风壳体的外围设置有调节机构；

所述调节机构包括设置在进风壳体外部的环条，所述环条的外围均匀设置有固定杆，所述固定杆的外端均设置有活动块，所述活动块上开设有凹槽，所述固定杆设置在凹槽内，所述活动块上固定设置有转动轴，所述转动轴贯穿并伸入进风壳体内部，所述转动轴与进风壳体转动连接，所述转动轴位于进风壳体内部的一端设置有叶片。

优选的，所述氧化风机包括风机本体，所述风机本体的内部设置有风机叶轮，所述风机本体的一侧设置有风机蜗壳。

优选的，所述环条上设置有驱动机构；

所述驱动机构包括固定在环条外侧表面的固定柱，所述固定柱的外部设置有固定条，所述固定条上开设有槽口，所述固定柱设置在槽口内，所述固定条的一端设置转动杆，所述转动杆的外部设置有套筒，所述套筒的外部一侧设置有固定板，所述固定板固定在进风壳体外部，所述转动杆伸出套筒的上端固接有活动杆。

优选的，所述活动杆的一端设置有执行器。

优选的，所述整流罩设置成一侧为球形，一侧为长筒状。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明利用DCS控制室控制系统组态完成整套系统控制功能实现，通过由浆液氧化分析仪进行取样分析吸收塔内浆液氧化指数，即浆液氧化剩余产物亚硫酸盐浓度控制在规定范围，测量信号传入DCS控制室，当浆液氧化严重不足时提供实时预警，确保机组安全运行不发生环保事故，通过开关母管以及电动联络门可实现单台炉独立控制和二台炉集中控制切换，提高系统运行灵活性，发挥系统资源利用最大化的整体性优势；根据二台吸收塔SOA氧化指数总体控制范围，DCS控制室自动控制离心风机入口阀门开度，满足两台吸收塔氧化风量随机组负荷和燃煤含硫量变化的连续精确调整，以实现氧化风系统的自动节能运行，氧化风量被最大化利用；各吸收塔分路支管上分别安装的分塔流量调节装置根据氧化指数与设定值偏差自动调整风量大小，实现各塔风量按需自动匹配。

2、本发明浆液氧化分析仪的箱体隔绝空气，使之避免空气氧化造成数据失真，通过浆液从取样管进入取样器形成一定速度和方向的涡流，通过浆液的流向转变实现分析仪本体能够稳定连续探测，将之测量信号传递给DCS控制室，从而做到实时监控，特定的冲洗水管冲水能避免浆液沉淀堵塞，且消除浆液品质问题引起的气泡会造成检测数据波动问题；保温棉以及保温层保护浆液温度稳定，隔绝其他离子点位对探测数据造成的失真，使之测量准确，且实时检测。

3、本发明调节装置调节范围大，调节性能优越；

通过进风壳体、整流罩、叶片以及进风壳体和整流罩之间形成的通道，具有独特的可变几何流道，有别于风机厂目前配置的进口可调导叶，如：花瓣阀，可有效减少气流的冲击和流动摩擦损失，形成预旋流场，有效的降低因为调低入口阀门开度造成的风压损失，保证风压达到工艺要求，具有独特的风场设计，从而保证风机调节性能稳定，调节深度大，无一般风机入口，如：蝶、闸阀及花瓣阀,调节时的死区现象，风机的转速虽然保持不变，但因能适时改变风机流量便可使电机电流下降而大量节电，如风机在70％负荷下工作时，节电率可达15-20％，甚至更多；

4、本发明调节装置降低喘振，扩大工作区间；

有别于传统调节方式极易造成风机喘振，工作区间远远小于实际工况变化的需要，造成资源的极大浪费，而本发明调节装置能很好的保证出口风压的稳定，加装调节装置的风机几乎能在所有小流量区工作，可完全避免风机在极小流量时的喘振现象，扩大工作区间。

5、本发明调节装置高效节能，降低造价成本；

综合技术经济价值高，而且便于安装，原有风机组不需作任何改动，调节过程中风机压降相对平缓，故在减少供气量的同时可以兼顾用户对风机压力的需求，维护和保养工作量极小,能按照实际运行工况实时对风机流量进行动态微调，精度高，调节性能稳定,具有优异的流量—压力调节性能，且不需要对电机进行改造更换，性价比非常高，适宜推广。

附图说明

图1为本发明一种湿法烟气脱硫氧化风量自动监测集中控制系统的结构示意图。

图2为本发明SSR与氧化风机的连接结构示意图。

图3为本发明进风壳体的内部结构示意图。

图4为本发明驱动机构的结构示意图。

图5为本发明调节机构的结构示意图。

图6为本发明环条、固定杆、凹槽和活动块连接结构图。

图7为本发明调节机构调节的状态示意图。

图8为加装SSR与一般风机喘振界限对比图。

图9为加装SSR与原风速对比图。

图10为本发明浆液氧化分析仪的结构示意图。

图11为本发明浆液氧化分析仪的侧视图。

图12为本发明浆液氧化分析仪的立体结构示意图。

图13为本发明的系统原理图。

图中：1、进风壳体；2、整流罩；3、驱动机构；31、执行器；32、固定板；33、套筒；34、固定条；35、固定柱；36、槽口；37、转动杆；38、活动杆；4、风机叶轮；5、风机蜗壳；6、风机本体；7、固定盘；8、调节机构；81、叶片；82、环条；83、固定杆；84、凹槽；85、活动块；86、转动轴；101、密封件；102、冲洗水管；103、取样器；104、集液器；105、挡液板；106、保温层；107、平台底座；108、托举架；109、放置台；110、保温棉；111、取样管；112、显示屏；113、分析仪本体；114、第一箱门；115、排污管；116、箱体；117、第二箱门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-13，本发明提供以下技术方案：

实施例1

一种湿法烟气脱硫多炉多塔氧化风量集中自动监控系统，包括用于脱硫反应的两组吸收塔，还包括：

母管，设置在所述两组吸收塔之间，所述母管上设置有多组支管，所述多组支管分别伸入所述两组吸收塔内部，所述母管上设置有电动联络门，所述母管靠近吸收塔的位置上设置有分塔流量调节装置；

浆液氧化分析仪，即SOA，分别设置在所述两组吸收塔外侧，所述浆液氧化分析仪的进液口连通吸收塔；

DCS控制室，设置在电动联络门下方，所述DCS控制室的信号输入端电性连接浆液氧化分析仪的测量信号输出端，所述DCS控制室的信号输出端电性连接电动联络门；

氧化风机，采用离心风机，设置有四组，两组为一单位分别设置在电动联络门两侧，所述氧化风机的出风口均连通所述母管，所述氧化风机电性连接DCS控制室的信号输出端。

具体地，利用DCS控制室控制系统组态完成整套系统控制功能实现，浆液氧化分析仪实时监测浆液氧化指数，即浆液氧化剩余产物亚硫酸盐浓度控制在规定范围，测量信号传入DCS控制室，当浆液氧化严重不足时提供实时预警，确保机组安全运行不发生环保事故，通过开关母管以及电动联络门可实现单台炉独立控制和二台炉集中控制切换，提高系统运行灵活性，发挥系统资源利用最大化的整体性优势，各台吸收塔风量独立控制，根据各机组负荷和吸收塔浆液氧化指数，利用分塔流量调节装置实现精确调整，按需自动匹配。

实施例2

作为一种可选情况，请参阅图1，图10-12，一种湿法烟气脱硫多炉多塔氧化风量集中自动监控系统，浆液氧化分析仪包括箱体116，箱体116的内部设置有集液器104，为了将集液器104内的浆液排出，集液器104的底部设置有排污管115，排污管115伸入箱体116外部，为了防止浆液泄露，集液器104的下方设置有挡液板105；集液器104的上方设置有取样器103，取样器103的底部外侧设置有放置台109，放置台109的下端设置有托举架108，箱体116的上端设置有密封件101，密封件101的上端设置有分析仪本体113，分析仪本体113的测量信号输进入DCS控制室，为了便于观看分析数据，分析仪本体113的表面设置铰接的第一箱门114，第一箱门114的中间设置有显示屏112；分析仪本体113的探测探头插入取样器103中，箱体116的后侧设置有取样管111，取样管111伸入取样器103内，且沿取样器103内壁贴合设置；为了平稳支撑平台底座107，箱体116的底部设置有平台底座107；

本实施例中，为了避免浆液沉淀堵塞，且可消除气泡，防止气泡聚集，箱体116的后侧设置有冲洗水管102，冲洗水管102伸入取样器103内，且沿取样器103内壁贴合设置。

本实施例中，为了保护浆液温度稳定，隔绝其他离子点位对探测数据造成的失真，箱体116的表面铰接有第二箱门117，第二箱门117与箱体116闭合处相邻面均设置有保温层106，箱体116内壁夹层内设置有保温棉110。

具体地，吸收塔浆液通过取样管101持续进入取样器103中，通过分析仪本体113探头测量浆液氧化指数，即浆液氧化剩余产物亚硫酸盐浓度控制在规定范围，通过箱体116隔绝空气，使之避免空气氧化造成数据失真，通过浆液从取样管111进入取样器103形成一定速度和方向的涡流，通过浆液的流向转变实现分析仪本体113能够稳定连续探测，将测量信号输送给DCS控制室，特定的冲洗水管102冲水能避免浆液沉淀堵塞，且消除浆液品质问题引起的气泡会造成检测数据波动问题；保温棉106以及保温层110保护浆液温度稳定，隔绝其他离子点位对探测数据造成的失真。

该实施例中的方案可以与其他实施例中的方案进行选择性的组合使用。

实施例3

作为一种可选情况，请参阅图2-9，一种湿法烟气脱硫氧化风量自动监测集中控制系统，氧化分机包括风机本体，风机本体6的内部设置有风机叶轮4，风机本体6的一侧设置有风机蜗壳5，氧化风机的进风入口设置有调节装置，即SSR，调节装置包括与氧化风机固定的固定盘7，固定盘7的一侧设置有进风壳体1，进风壳体1的内部设置有整流罩2，整流罩2设置成一侧为球形，一侧为长筒状，可以很好的调整空气进入风机前产生的乱流，减少不必要的机械磨损和能量损耗，使风机能更高效的使用；进风壳体1与整流罩2形成独特的进气通道，使空气能够合理转向，更贴近风机叶轮4风向，增加空气流入的速度；进风壳体1的外围设置有调节机构8；

调节机构8包括设置在进风壳体1外部的环条82，环条82的外围均匀设置有固定杆83，固定杆83的外端均设置有活动块85，活动块85上开设有凹槽84，固定杆83设置在凹槽84内，活动块85上固定设置有转动轴86，转动轴86贯穿并伸入进风壳体1内部，转动轴86与进风壳体1转动连接，转动轴86位于进风壳体1内部的一端设置有叶片81，通过叶片81可调节，从而改变入口空气的方向，形成与风机叶轮4转向一致的气流，使空气更高效的进入风机本体6内，风机本体6更高效的运转。

为了进行驱动使之进行调节，环条82上设置有驱动机构3；

驱动机构3包括固定在环条82外侧表面的固定柱35，固定柱35的外部设置有固定条34，固定条34上开设有槽口36，固定柱35设置在槽口36内，固定条34的一端设置转动杆37，转动杆37的外部设置有套筒33，套筒33的外部一侧设置有固定板32，固定板32固定在进风壳体1外部，转动杆37伸出套筒33的上端固接有活动杆38，为了能更准确的进行调节，活动杆38的一端设置有执行器31，执行器31与DCS控制室的输出信号端相连接。

现有技术，风机总是与管网联合工作，若管网系统的阻力在联合工作中是稳定的，则风机也会稳定在某一工况下工作，这一工况为风机的设计工况。在实际生产运行中管网的阻力会经常发生变化，即管网的性能变化曲线，并根据生产工艺过程的需要，还要求风机的流量和压力变化满足其特定的值。根据管网性能的变化，相应改变其本身的性能曲线，这个过程称为风机的性能调节。而调节装置通过改变进气流进入风机叶轮4的角度，可以达到改变风机性能的目的，同时可以使界限、流量、风压以及轴功率发生变化，见图7，采用风机等压力出口及等流量调节时，由于流量的大幅度减小以及调节效率较高，风机本体6的功率则显著减少，从而达到省功和调节的双重目的，调节装置根椐工况变化进行操作，实行远程手操或自控。

根据速度三角形，流体在风机叶轮4中的速度是沿风机叶轮4切向牵引速度和沿轴向相对速度的矢量之和，见图8。调节装置改变风向和加强风速，使得风机本体6出口风速增加，形成与风机运行相向的风向。根据风压公式，风压与风速成正比关系，当风速增加时，风压也会随着上升。因此调节装置很好的保持的风机本体6出口风压的稳定，也能更好契合脱硫氧化风工艺的需求，能经过叶片81形成与风机本体6相向的风向形成旋流场,可以有效的减少的风压的损失，降低能量损耗。

具体地，使用时，通过执行器31带动活动杆38转动，从而带动转动杆37以及固定条34转动，通过槽口36带动固定柱35以及环条82沿进风壳体1转动，从而带动固定杆83转动，通过固定杆83带动活动块85转动，带动转动轴86转动，最终带动叶片81转动，使得达到改变叶片81方向从而改变入口空气的方向，形成与风机叶轮4转向一致的气流，使空气更高效的进入风机本体6内，风机本体6更高效的运转。

该实施例中的方案可以与其他实施例中的方案进行选择性的组合使用。

本发明的工作原理及使用流程：使用时，浆液氧化分析仪，即SOA，从吸收塔浆液氧化反应具有代表性的位置取样，通过管道联接，吸收塔浆液持续进入SOA中，SOA实时测量，测量浆液氧化指数；SOA将测量信号传递给DCS系统室，DCS系统室通过控制氧化风机入口调节装置运行控制入口的大小，通过DCS系统室控制电动联络门关闭或打开即可实现单台炉独立控制和二台炉集中控制切换，根据二台吸收塔SOA氧化指数总体控制范围，自动控制离心风机入口阀门开度，满足两台吸收塔氧化风量随机组负荷和燃煤含硫量变化的连续精确调整；各吸收塔分路支管上分别安装的分塔流量调节装置根据氧化指数与设定值偏差自动调整风量大小，实现各塔风量按需自动匹配。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。