在發(fā)電廠煙氣脫硫系統(tǒng)中,濕式球磨機(jī)系統(tǒng)的作用是將石灰石顆粒磨制成脫硫所需的石灰石漿液,因石灰石分布廣且價格便宜,所以濕式球磨機(jī)系統(tǒng)在電廠中被廣泛采用。
首先,簡要介紹一下石灰石進(jìn)入電廠到磨制成漿液的流程,石灰石通過卡車?yán)潦沂狭舷到y(tǒng)的振動篩,卡車將石灰石倒入振動篩內(nèi),振動篩通過振動篩選出合格的石灰石進(jìn)入料斗,然后通過振動給料機(jī)將料斗的石灰石送入斗式提升機(jī)掉入石灰石倉,在石灰石倉底設(shè)置有變頻稱重皮帶給料機(jī),將石灰石送入濕式球磨機(jī),在濕式球磨機(jī)內(nèi)用鋼球?qū)⑹沂c加入的水混合磨制成石灰石漿液,然后流入漿液循環(huán)箱,通過循環(huán)泵打入石灰石漿液旋流器分配,將合格的漿液分配至成品漿液箱,不合格的分配至磨機(jī)重新磨制。
在磨機(jī)循環(huán)泵出口的循環(huán)管路上設(shè)有一段旁路管路,在這段旁路管路上安裝有密度計,磨機(jī)系統(tǒng)就是通過這只密度計控制旋流器分配至成品漿液箱的漿液密度,循環(huán)管內(nèi)的漿液密度與成品漿液密度有著對應(yīng)關(guān)系,以廣東河源電廠濕式球磨機(jī)為例,正常情況下成品漿液的密度控制在1220kg/m3左右,此時需將漿液循環(huán)管漿液的密度控制在1450kg/m3左右,旋流器入口壓力為120kpa。密度左右偏差不宜超過30kg/m3,漿液循環(huán)管的密度過大,成品漿液的顆粒度就會變大,還會造成管道堵塞,漿液循環(huán)管漿液的密度過小,又會影響成品漿液的濃度,降低磨機(jī)出力,因此需要控制循環(huán)箱供水流量來控制漿液循環(huán)管漿液密度在一個合理范圍,保證成品漿液的品質(zhì)。然而,因漿液密度不是在加入循環(huán)箱的水量變化后迅速反應(yīng)出來,如果在PID參數(shù)設(shè)置上不符要求,那么此密度調(diào)節(jié)將無法按設(shè)定值正常調(diào)節(jié),時而需要人為干預(yù),增加了運行人員的工作量。
下面以廣東河源電廠2*600MW煙氣脫硫系統(tǒng)濕式球磨機(jī)為例介紹濕式球磨機(jī)漿液密度的PID調(diào)節(jié)及其參數(shù)設(shè)置。磨機(jī)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)控制示意框圖如下:
廣東河源電廠2*600MW煙氣脫硫系統(tǒng)濕式球磨機(jī)出力為10T/h,如果按照成品漿液濃度為30%計算,那么每臺磨機(jī)每小時用水量大概為33T,除去磨機(jī)頭部機(jī)封沖洗水及頭部供水約10T/h,那么另外需加23T/h水量,根據(jù)此值我們可確定上限流量大約為23T。另外磨機(jī)正常運行時,其出力都會大于40%以上,因此我們計算正常使用時下限總流量值在14T左右,減去機(jī)封水流量約10T,那么下限流量為4T/h,有了這兩個參數(shù)以后,我們可以對PID串級調(diào)節(jié)中主調(diào)節(jié)輸出范圍進(jìn)行限制,即限制輸出為4—23,此輸出限制在參數(shù)設(shè)置中是比較關(guān)鍵的一步。
下面要講的是PID串級調(diào)節(jié)中其它參數(shù)的設(shè)置,主調(diào)節(jié)的PV值是密度,副調(diào)節(jié)的PV值是流量,因密度在調(diào)節(jié)過程中變化比較緩慢,因此參數(shù)設(shè)置時同時用到PID調(diào)節(jié)中的比例調(diào)節(jié)、積分調(diào)節(jié)和微分調(diào)節(jié)。
下面先簡單介紹一下ABBDCS分散控制系統(tǒng)PID控制器的控制原理。輸出=K[KP+]偏差-K〔〕PV,從上式可以看出比例調(diào)節(jié)作用是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差,系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差,比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用以減少偏差,比例作用大,可以加快調(diào)節(jié),減少誤差,但是過大的比例,使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降,甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定,每設(shè)定一次參數(shù)后,需經(jīng)過較長時間的觀察和調(diào)整,直至調(diào)節(jié)效果滿足實際要求,經(jīng)過多次的設(shè)定觀察調(diào)整,河源電廠磨機(jī)系統(tǒng)的比例調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置為增益放大倍數(shù)K=0.01,比例增益KP=1。
從積分調(diào)節(jié)公式可以看出積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高無差度,因為有誤差,積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行,直至無差,積分調(diào)節(jié)停止,積分調(diào)節(jié)輸出一常值,積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時間常數(shù),積分時間常數(shù)越小,積分作用就越強(qiáng),反之積分作用就弱,加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降,動態(tài)響應(yīng)變慢,經(jīng)過幾次調(diào)整觀察,河源電廠積分時間常設(shè)置為Ki=10。
從微分調(diào)節(jié)公式可以看出微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率,具有預(yù)見性,能預(yù)見偏差變化的趨勢,因此能產(chǎn)生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此,可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能,在微分時間選擇合適的情況下,可以減少超調(diào),減少調(diào)節(jié)時間。在河源電廠中,微分調(diào)節(jié)常數(shù)Kd=5。
副調(diào)節(jié)的作用對象為供水流量,因流量反應(yīng)速度快,因此在流量調(diào)節(jié)中不需要加入微分調(diào)節(jié),僅調(diào)節(jié)偏差,并且要求響應(yīng)速度相應(yīng)較快,其參數(shù)設(shè)置為增益放大倍數(shù)K=0.1,比例增益KP=1,積分時間常數(shù)為5。
另外就是正反作用的設(shè)置,正作用為控制器輸出增加引起過程變量減小,反作用為控制器輸出增加引起過程變量增大,因此主調(diào)節(jié)應(yīng)設(shè)為正作用,副調(diào)節(jié)應(yīng)設(shè)為反作用,這樣,密度增大或減小時,流量會相應(yīng)的增大或減小,并把密度控制在設(shè)定值左右。
從河源電廠運行情況看,平時密度設(shè)定置為1450kg/m3,實際密度值均控制在1430kg/m3-1470kg/m3之間,中間過程不需要運行人員人為干擾,運行十分穩(wěn)定。