烟气脱硫工艺监控系统设计hmi子系统(附件)
随着大气污染越来越严重，烟气脱硫技术得到了广泛关注，研究高效率、高自动化水平的石灰石—石膏法脱硫监控系统则成为了业界的焦点。本文基于SIEMENS PLC与HMI提出了烟气脱硫监控系统设计方案。控制系统由PLC子系统和触摸屏子系统组成，PLC子系统负责对石灰石粉仓液位、石灰石浆液箱液位、吸收塔浆液pH、吸收塔浆液浓度、增压风机压力和真空皮带脱水机石膏层厚度等实施自动控制；触摸屏子系统负责石灰石浆液制备系统、烟气系统、吸收塔系统和石膏脱水系统的实时监控、报警等功能。调试结果表明，系统能够稳定运行，并能提高运行人员的工作效率。关键词 石灰石/石膏法烟气脱硫,自动控制，触摸屏目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 主要烟气脱硫技术 3
1.4 课题研究意义 4
1.5 课题主要研究内容 4
2 石灰石/石膏法烟气脱硫技术 5
2.1 湿法脱硫系统的组成 5
2.2 石灰石/石膏湿法FGD烟气脱硫的化学机理 5
2.3 石灰石/石膏湿法烟气脱硫的工艺流程 6
3 总体方案设计 10
3.1 PLC和HMI实现的功能 10
3.2 控制模块的设计 11
4 触摸屏界面设计 16
4.1 人机界面的基本概念 16
4.2 WinCC flexible与STEP 7的集成 16
4.3 Wincc Flexible与PLC的连接 17
4.4 创建变量 18
4.5 触摸屏程序设计 18
5 调试运行 27
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 研究背景
二十几年来，我国经济快速发展，对能源的需求也不断增加，在我国发电能源和一次能源的构成中，煤炭占有很大的比例，而在多数工业发达国家的一次能源构成中，以石油和天然气为主。而且煤炭在探明的一次能源储备中是主要能源，在地表1200m以内的储存量就达10000多亿
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 研究背景
二十几年来，我国经济快速发展，对能源的需求也不断增加，在我国发电能源和一次能源的构成中，煤炭占有很大的比例，而在多数工业发达国家的一次能源构成中，以石油和天然气为主。而且煤炭在探明的一次能源储备中是主要能源，在地表1200m以内的储存量就达10000多亿吨，约占一次能源探明总量的90%，预计煤炭资源总量为40000亿吨；而水能为6.76亿KW，石油资源为930亿吨。根据专家预测，到2050年，煤炭仍然占一次能源比例的50%以上。这充分表明，在很长一段时间里煤炭仍是我国的主要能源。随着社会经济的不断发展，人们越来越重视环境问题。为了治理大气环境污染，我国在污染排放控制技术、煤炭洁净转化技术、煤炭洁净加工开发技术、煤炭净洁高效燃烧技术等方面进行了很多的开发和研究，也取得了很大的进步[1]。湿法烟气脱硫技术（FGD：Flue Gas Desulphurization)是现阶段工艺最为完善，使用最为广泛的脱硫技术，而且是反应速率快、脱硫效率高，所以在很长一段时间内，湿法烟气脱硫技术仍是我国主要的脱硫方式。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
二十世纪八十年代，美国新增加的燃煤发电机组大都采用了烟气脱硫技术对烟气进行脱硫，使得烟气脱硫容量由18%上升到了27%。其中利用湿式石灰石/石膏法脱硫技术的脱硫装置达到了90%以上，其次是碳酸钠法和双碱法。为了降低运行费用和基本投资，研发出了炉内直接喷射石灰石烟气脱硫技术和喷雾干燥烟气脱硫技术。
美国研发出的E-SOx法脱硫技术，是在电除尘器（ESP）的基础上进行改造，拆除了除尘器的一个电场极板，然后加装了石灰乳浆喷射装置，这样利用除尘器除尘又用石灰乳浆液作为吸收剂进行脱硫。另外一种主要用于烟道喷射的是ADVACAT脱硫工艺，此种工艺将石灰水和飞灰转化为具有高活性的硅酸钙吸收剂，其反应活性是单纯石灰的4倍，所以可以大幅提高石灰石浆液的吸收利用率，且在含水60%时仍能维持松散易流化状态。此工艺再与布袋式除尘器配合后，脱硫效率可达90%左右[2]。
日本的烟气脱硫技术主要采用回收法和湿法，其中湿法石灰石-石膏法约占总容量的50%，其次是双碱法（约占 16%）、亚氨法（约占 24%）。我国引入了很多日本企业的脱硫工艺技术，例如日立造船、川崎重工、三菱重工、千代田、荏原等公司，其中包括湿法石灰石/石膏法、气悬浮体吸收法、旋转喷雾法、高速平流湿法、电子束加氨脱硫法等。
1.2.2 我国研究现状
由于我国是燃煤大国，二氧化硫污染问题十分严峻，加上国家鼓励和支持烟气脱硫技术的发展，经过几十年的发展，我国现在的脱硫技术已经非常成熟，可以说世界上已有的、先进成熟的脱硫技术我国基本上都拥有，并可以进行商业化运作或工业示范。除了主流的石灰石/石膏湿法脱硫技术外，还有其他十多种工艺的脱硫装置在我国发展也很成熟，例如常压循环流化床法、旋转雾干燥法、海水脱硫、电子束法和烟气循环流化床法等脱硫工艺。
我国烟气脱硫技术发展如表1.1所示。
序号
脱硫技术种类
设计脱硫
效率（%）
用户
投运
时间
技术本源
机组容量（KW）
1
石灰石/石膏湿法
95/80
重庆华能
1992
日本三菱
2*2*360
2
石灰石/石膏湿法
70
南宁化工
1995
日本川崎
2*35t/h
3
石灰石/石膏湿法
95.7
杭州半山
2001
德国
2*125
4
石灰石/石膏湿法
95
江苏夏港
2003
国电龙源
2*135
5
石灰石/石膏湿法
95
江苏镇江
2004
武汉凯迪
2*13
6
电子束
80
四
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 主要烟气脱硫技术 3
1.4 课题研究意义 4
1.5 课题主要研究内容 4
2 石灰石/石膏法烟气脱硫技术 5
2.1 湿法脱硫系统的组成 5
2.2 石灰石/石膏湿法FGD烟气脱硫的化学机理 5
2.3 石灰石/石膏湿法烟气脱硫的工艺流程 6
3 总体方案设计 10
3.1 PLC和HMI实现的功能 10
3.2 控制模块的设计 11
4 触摸屏界面设计 16
4.1 人机界面的基本概念 16
4.2 WinCC flexible与STEP 7的集成 16
4.3 Wincc Flexible与PLC的连接 17
4.4 创建变量 18
4.5 触摸屏程序设计 18
5 调试运行 27
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 研究背景
二十几年来，我国经济快速发展，对能源的需求也不断增加，在我国发电能源和一次能源的构成中，煤炭占有很大的比例，而在多数工业发达国家的一次能源构成中，以石油和天然气为主。而且煤炭在探明的一次能源储备中是主要能源，在地表1200m以内的储存量就达10000多亿
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 研究背景
二十几年来，我国经济快速发展，对能源的需求也不断增加，在我国发电能源和一次能源的构成中，煤炭占有很大的比例，而在多数工业发达国家的一次能源构成中，以石油和天然气为主。而且煤炭在探明的一次能源储备中是主要能源，在地表1200m以内的储存量就达10000多亿吨，约占一次能源探明总量的90%，预计煤炭资源总量为40000亿吨；而水能为6.76亿KW，石油资源为930亿吨。根据专家预测，到2050年，煤炭仍然占一次能源比例的50%以上。这充分表明，在很长一段时间里煤炭仍是我国的主要能源。随着社会经济的不断发展，人们越来越重视环境问题。为了治理大气环境污染，我国在污染排放控制技术、煤炭洁净转化技术、煤炭洁净加工开发技术、煤炭净洁高效燃烧技术等方面进行了很多的开发和研究，也取得了很大的进步[1]。湿法烟气脱硫技术（FGD：Flue Gas Desulphurization)是现阶段工艺最为完善，使用最为广泛的脱硫技术，而且是反应速率快、脱硫效率高，所以在很长一段时间内，湿法烟气脱硫技术仍是我国主要的脱硫方式。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
二十世纪八十年代，美国新增加的燃煤发电机组大都采用了烟气脱硫技术对烟气进行脱硫，使得烟气脱硫容量由18%上升到了27%。其中利用湿式石灰石/石膏法脱硫技术的脱硫装置达到了90%以上，其次是碳酸钠法和双碱法。为了降低运行费用和基本投资，研发出了炉内直接喷射石灰石烟气脱硫技术和喷雾干燥烟气脱硫技术。
美国研发出的E-SOx法脱硫技术，是在电除尘器（ESP）的基础上进行改造，拆除了除尘器的一个电场极板，然后加装了石灰乳浆喷射装置，这样利用除尘器除尘又用石灰乳浆液作为吸收剂进行脱硫。另外一种主要用于烟道喷射的是ADVACAT脱硫工艺，此种工艺将石灰水和飞灰转化为具有高活性的硅酸钙吸收剂，其反应活性是单纯石灰的4倍，所以可以大幅提高石灰石浆液的吸收利用率，且在含水60%时仍能维持松散易流化状态。此工艺再与布袋式除尘器配合后，脱硫效率可达90%左右[2]。
日本的烟气脱硫技术主要采用回收法和湿法，其中湿法石灰石-石膏法约占总容量的50%，其次是双碱法（约占 16%）、亚氨法（约占 24%）。我国引入了很多日本企业的脱硫工艺技术，例如日立造船、川崎重工、三菱重工、千代田、荏原等公司，其中包括湿法石灰石/石膏法、气悬浮体吸收法、旋转喷雾法、高速平流湿法、电子束加氨脱硫法等。
1.2.2 我国研究现状
由于我国是燃煤大国，二氧化硫污染问题十分严峻，加上国家鼓励和支持烟气脱硫技术的发展，经过几十年的发展，我国现在的脱硫技术已经非常成熟，可以说世界上已有的、先进成熟的脱硫技术我国基本上都拥有，并可以进行商业化运作或工业示范。除了主流的石灰石/石膏湿法脱硫技术外，还有其他十多种工艺的脱硫装置在我国发展也很成熟，例如常压循环流化床法、旋转雾干燥法、海水脱硫、电子束法和烟气循环流化床法等脱硫工艺。
我国烟气脱硫技术发展如表1.1所示。
序号
脱硫技术种类
设计脱硫
效率（%）
用户
投运
时间
技术本源
机组容量（KW）
1
石灰石/石膏湿法
95/80
重庆华能
1992
日本三菱
2*2*360
2
石灰石/石膏湿法
70
南宁化工
1995
日本川崎
2*35t/h
3
石灰石/石膏湿法
95.7
杭州半山
2001
德国
2*125
4
石灰石/石膏湿法
95
江苏夏港
2003
国电龙源
2*135
5
石灰石/石膏湿法
95
江苏镇江
2004
武汉凯迪
2*13
6
电子束
80
四
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