半干式反应塔
参见管道仪表图3001_201_001
概述
反应塔包含烟气进气烟道、旋转喷雾器、筒体、带有活性炭喷嘴的烟气出口烟道和带有破碎器和旋转阀的底部锥斗。
反应塔的功能是在烟气离开锅炉后进行第一步净化。在反应塔中,烟气中的重金属和有害气体成分(HCl,SOx),通过与喷入的石灰浆接触而在适当温度下发生中和反应降低含量。并在烟气出口中喷入活性炭来吸附汞和二恶英。固体残渣混在烟气中进入后续的除尘器中。一部分飞灰会从烟气中分离出来而沉落于反应塔底部,经过飞灰输送系统送入飞灰贮仓内。(见段8) 第二级净化在反应塔后部的除尘器中进行。 反应塔塔体的主要功能是
? 在烟气通过时,通过提供充分的滞留时间(约15~20秒)来为中和反应创造最适合的空间
环境。 ? 降低烟气温度来为中和反应提供最适合的温度。
烟气进口通道的主要功能是使烟气以下降螺旋方式流过反应塔。这通过反应塔顶部进气烟道中均匀分布的导向片(风栅)来实现。烟气的旋转方向和喷雾器喷入石灰浆的方向相反。 旋转喷雾器的主要功能是将石灰浆和自来水充分、均匀地雾化,更好的与酸性气体进行反应。 喷入的石灰浆的量是由烟囱出口的烟气排放等级来控制的。
用来冷却烟气(进口温度大约是228°C+5°C/-10°C,出口温度则为>150°C)的自来水喷入量,是由反应塔烟道出口的烟气温度来控制的。
喷雾器位于反应塔顶部水平面的安装轴里。安装轴为双层壳体。因为安装轴是与热的烟气所接触,所以安装有一风机对其进行冷却。
喷雾器由一个用以喷雾的雾化轮及一台调速电机组成。二者共用一根轴。旋转速度大约是每分钟12 000转。
在外部有一个封闭的冷却回路,包括两台泵和二级热交换器,喷雾器采用水冷却。并有一电加热器来保证冷却液体在启动时所必须的最低温度。
在外部还有一个润滑组件,来补充随空气流失的润滑剂,为喷雾器的运动部件提供润滑。 喷雾器设计合理(如所有的连接均采用快速联接),更换(如取出喷雾器并换上备用雾化盘)最多不超过20分钟。反应塔顶部有一台共用的电动提升机来实现这一动作。在这段时间里,冷却水和石灰浆的喷入中断,通过下游除尘器滤袋外部滤饼上反应剩余的氢氧化钙应付短时间的石灰浆中断情况。所以布袋要求运行温度可达190°C (+5°C), 在出口管道处装有活性炭喷射装置。(见7段)
反应塔的锥底,可以收集由于螺旋运动的离心力作用,而与烟气分离的固体颗粒。为了避免堵塞,锥底需要伴热和保温,另外还在锥体外部安装了空气锤。
飞灰通过锥底出口,首先进入破碎机里,再经过旋转阀,最后由刮板输送机送到集合输送机内。旋转阀用以均匀给料及气体密封。(见段8)。
控制
石灰浆流量控制
石灰浆流量控制可参见附件中的控制流程图。(见9.4段)
石灰浆是通过一流量控制阀来定量供给的。流量的计量应由喂料前/喂料后的控制回路进行控制,主要按照以下方式进行计量:
? HCL进口浓度[mg/Nm3] ? SOx进口浓度[mg/N m3] ? HCL出口浓度[mg/N m3] ? SOx出口浓度[mg/N m3] ? Q : 烟气流量[N m3]
? WF : 至反应塔的工艺水流量[m3/h]
备注:所有的污染物质都被折算为干燥的,10%O2 如果WF>50kg/h,则石灰浆量(kg/h)根据公式来计算:
741SOxin???HClin?LF ? ?Q x x x A? x ? x ?1 ? X? ? x ?1 ? Y??? PIDHCl out ?PIDSOx out
1.000.000LC64???73?式中:
● PIDHCLout是指喂料后HCL出口处的浓度(=PID控制回路转换成流量后的输出值) ● PIDSOXout是指喂料后SOX出口处的浓度(=PID控制回路转换成流量后的输出值) ● PIDHCLout×PIDSOxout>0
● A:期望的论量系数(默认值为2) ● LC:石灰浆浓度(默认值为13%)
● X=PID(PIDHCLout)值在0~0.5之间:喂料前的调整与喂料后的PID控制器的输出有关系;X趋近于0变化很小。 ● Y=PID(PIDSOXout)值在0~0.5之间:喂料前的调整与喂料后的PID控制器的输出有关系;
X趋近于0变化很小。 如果WF<50kg/h,那么石灰浆【kg/h】的计量(LF)将由反应塔出口处的温度来控制(属于以下三个温度开关的平均值)。水的控制回路将被停用同时PIDHCLout和PIDSOXout的数值也将被冻结。
当石灰浆计量的数值比由出口温度控制回路显示出来的值低80%时,那么LF值将由分散控制回路和水量控制回路重新启用。
为了使水流控制回路重新打开水控制阀,温度控制开关被定义在一定的时间内(比如10秒)。
水流量控制
水流量控制请参见附件中的控制流程图(见9.4段)
水通过一流量控制阀来定量供给。供给量在以下输入量的基础上由一控制回路来控制: ? 反应塔出口的三个温度测定值的中间值
运行模式 启动许可
输灰系统和空气震打系统完成启动,正在运行(见段2.3.3和8.2.3) 石灰浆储存和制备系统完成启动,正在运行(见段6.2.3) 反应塔进口烟气温度检测值在最小设定值180°C以上。 烟囱中烟气流量测得值在最小要求45080Nm3/h以上 喷雾器完成启动,正在运行(XI 22)
启动顺序
开通喷雾器水路开关阀。
打开流量控制阀,激活水量控制回路,以保持烟气出口温度恒定为150°C。 打开石灰浆阀,石灰浆能够通过。
给石灰浆流量阀通电,激活石灰浆流量控制回路。关于控制运算细节,请参见段0和9.4。 烟气处理系统开始正常运行指令。
正常运行指令
破碎器运行。
空气锤系统依次启动,前提是反应塔飞灰出口处手动滑阀是开启的。
底部空气锤1激活5秒,延时300秒后激活空气锤2,再延时300秒后激活空气锤3,300秒后再激活空气锤1,依次进行。
冷却水系统控制烟气出口温度为150°C(见9.4段控制回路图)
石灰浆流量控制系统根据段0 和9.4中的控制运算公式控制石灰浆流量。
正常关闭
正常操作指令见段2.3.3
发送“遥控启动/停止”信号(HS-36信号编号)停止旋转喷雾器。 给石灰浆阀断电,将石灰浆流量控制阀调节至其最低值。
给出请求清洗PU喷雾器的信号(信号XI 23),然后给清洗阀通电,清洗石灰浆系统。 清洗完成后,关闭清洗阀。
确认清洗阀关闭后,给工艺用水阀断电,将水量控制阀调节至其最低值。
紧急关闭
许多原因会导致反应塔紧急关闭(见段9.2互锁清单)。通常情况下紧急关闭程序和控制关闭程序相同(见段2.3.4),除非喷雾器运行信号(XI-22)错误或者喷雾器紧急关闭信号(XA-29)正确。系统将会按照以下程序关闭: 正常运行指令:见段2.3.3
给石灰浆阀断电,将石灰浆流量控制阀调节至其最低值。
确认石灰浆阀关闭后,关闭工艺水阀,将水量控制阀调节至其最低值。
差异
喷雾器清洁/更换
这是手动启动指令。操作者在PCS显示器上选择“更换/清洁喷雾器”,控制指令将紧接段2.3.4中步骤进行。
当喷雾器就位后,操作者在PCS显示器上移除“更换/清洁喷雾器”请求,控制指令将紧接段2.3.2中步骤。
喷雾器清洗
喷雾器清洗请求可以通过操作者在PCS显示器上手动进行,也可以通过在喷雾器面板上开启XI-23自动进行。
如果请求清洗喷雾器,则会按照以下指令进行:
给石灰浆阀断电,将石灰浆流量控制阀调节至其最低值。
确认石灰浆阀关闭后,接通清洗阀,开始清洗系统。 确认清洗阀开启后,启动定时器,假定60秒。 当定时器到时后,关闭清洗阀
确认清洗阀关闭后,通电石灰浆阀,蓄石灰浆。 激活石灰浆流量控制回路,控制运算细节,请参看段0 现在吸收系统回到正常运行指令中。
应急电源
当出现电源中断时,应急电源能够提供到反应塔顶部电动葫芦。
伴热
电伴热现场控制箱能够接收中控室发出的启动命令。
每一个独立的伴热回路应能在现场控制箱上显示运行(或故障)状态,并可以发送运行(或故障)至DCS系统。
喷雾器
参看管道仪表图
旋转喷雾器和它的外围设备都要求在就地面板进行控制。就地控制面板有它自己的PLC控制
器和运行面板。
旋转喷雾器的就地控制面板也要有 就地/手动/远程 转换开关:
● “手动”模式,这一分项性能在就地控制面板上进行控制;
“就地”模式,旋转喷雾器的启动和停止程序可就地控制;
● “远程”模式,旋转喷雾器的启动和停止程序可从控制室内进行控制;
详细的说明,请参见旋转喷雾器的性能说明。
偏差:旋转喷雾器的紧急电源供应
在断电的情况下,整个旋转喷雾器将处于停止状态。那么控制器以及带有24V低压电源的设备
都将由一个额外的电源来进行供电,同时也就不再需要一个控制器的内部记忆模块。
为确保旋转喷雾器的冷却目的,喷雾器的控制柜必须要和厂内的紧急制电系统相联接。当紧急
电源开启时,在旋转喷雾器的组件设备中将有一个及时的电源供应。 当电源用同样的3相电缆供应时,电路连接应显示此时所用为紧急电源供应。当紧急电源开关
开启时电路连接应被关闭。 当紧急电源运行时,冷却风扇和辅助的冷却系统(一种是水冷泵)应自动启动。旋转喷雾器的
电机,水加热系统以及电冷却系统都应关闭以确保安全。当“紧急电源”信号过高时旋转喷雾器的电机不能启动因为紧急电源消耗过高。所有其他的“低压”电气(传感器,转换器以及测量仪)都可以正常运转。 当“紧急电源“信号变低时,旋转喷雾器可以在重新启动(可就地操作也可从控制室进行控制)
后进入正常运转状态。
在正常运行状态下,整个旋转喷雾器的最大电流为3相125A。在紧急电源运行的状态下整个电源要求整个喷雾器的电流限定在最大3KW.