The present invention relates to an accurate predictive control and energy-saving system and method in wet desulfurization process, including a sequentially connected field instrument signal acquisition system, an outlet concentration prediction model, an optimized control system of an actuator and a continuous regulation system of an actuator. The field instrument signal acquisition system and a desulfurization tower phase are described. The field instrument signal acquisition system is connected with the optimization control system of the actuator, and the continuous adjustment system of the actuator is connected with the field instrument signal acquisition system. The invention realizes the intelligent control of the desulfurization process by using the model prediction and optimization calculation, reduces the energy consumption and reduces the cost while improving the control level and guaranteeing the stable operation of the system, thereby realizing the energy saving and efficiency increase of the wet desulfurization process system, and is suitable for the wet desulfurization of thermal power plants, steel plants, coal-fired industrial boilers, etc. The field of technology.
【技术实现步骤摘要】
一种湿法脱硫工艺中的精确预测控制与节能系统及方法
本专利技术属于节能环保
,具体地说是涉及一种湿法脱硫工艺中的精确预测控制与节能系统及方法。
技术介绍
近年来,雾霾等大气污染问题频发,人们也越来越关注大气环境与污染问题。火电厂、钢铁厂、燃煤工业锅炉等烟气排放总量大的领域成为国家大气污染治理的重点。以火电厂为例,环境保护部与国家质量监督检验检疫总局在2011年发布了《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),要求火电厂燃煤锅炉出口SO2排放浓度低于100mg/m3,重点地区低于50mg/m3。湿法脱硫是目前火电厂采用广泛的烟气脱硫工艺。湿法脱硫的整个反应是在脱硫塔内完成的。烟气通过通道从脱硫塔中部进入,从顶部排出;而吸收浆液则通过循环泵加压后从脱硫塔顶部喷淋而下,流至底部浆液池。这样烟气和浆液形成逆向流动,能够充分反应生成亚硫酸钙,沉降后在底部浆液池被强制氧化成石膏(硫酸钙)排出。而未反应的浆液则被循环泵加压输送到塔顶部喷淋而下。通常,浆液循环泵、氧化风机正常启动后便保持高速运转。传统的控制方式只能控制浆液循环泵、氧化风机台数,要达到排放限值要求,尤其是超低排放限值要求,往往需要多台泵同时高速运转。当锅炉负荷发生变化或者煤质参数变化时,湿法脱硫工艺系统运行参数调整易滞后而导致大量的电能浪费、吸收剂等资源浪费或者造成系统运行不稳定、出现超标排放等现象。当前湿法脱硫工艺中的控制系统运行方面仍存在一系列的问题:1、脱硫塔脱硫系统是一个典型的多输入多输出(MIMO)系统,而且由于系统的时滞性与非线性特点,传统控制效果并不理想;2、传统的控制浆液循 ...
【技术保护点】
1.一种湿法脱硫工艺中的精确预测控制与节能系统,其特征在于:所述控制与节能系统包括顺次相连通的现场仪表信号采集系统、出口浓度预测模型、执行机构的优化控制系统和执行机构的连续调节系统,所述现场仪表信号采集系统与脱硫塔相连,所述现场仪表信号采集系统与执行机构的优化控制系统相连通,所述执行机构的连续调节系统与现场仪表信号采集系统相连通;现场仪表信号采集系统:实现烟气、浆液参数和执行机构参数的实时测量、传输;出口浓度预测模型:将实时采集的烟气、浆液参数和执行机构参数作为输入量,通过出口浓度预测模型计算得到预测的出口SO2浓度;执行机构的优化控制系统:将得到的预测值与实际测量的出口SO2浓度值比较得到出口浓度误差,然后根据得到的出口浓度误差、出口浓度设定值以及烟气、浆液参数,优化计算得到执行机构的优化参数;执行机构的连续调节系统:首先实现循环泵、氧化风机由离散控制变为局部连续控制,其次按计算得到的优化参数进行调控,最后将依据优化参数调控后执行机构的实际参数传送到信号采集系统。
【技术特征摘要】
1.一种湿法脱硫工艺中的精确预测控制与节能系统,其特征在于:所述控制与节能系统包括顺次相连通的现场仪表信号采集系统、出口浓度预测模型、执行机构的优化控制系统和执行机构的连续调节系统,所述现场仪表信号采集系统与脱硫塔相连,所述现场仪表信号采集系统与执行机构的优化控制系统相连通,所述执行机构的连续调节系统与现场仪表信号采集系统相连通;现场仪表信号采集系统:实现烟气、浆液参数和执行机构参数的实时测量、传输;出口浓度预测模型:将实时采集的烟气、浆液参数和执行机构参数作为输入量,通过出口浓度预测模型计算得到预测的出口SO2浓度;执行机构的优化控制系统:将得到的预测值与实际测量的出口SO2浓度值比较得到出口浓度误差,然后根据得到的出口浓度误差、出口浓度设定值以及烟气、浆液参数,优化计算得到执行机构的优化参数;执行机构的连续调节系统:首先实现循环泵、氧化风机由离散控制变为局部连续控制,其次按计算得到的优化参数进行调控,最后将依据优化参数调控后执行机构的实际参数传送到信号采集系统。2.根据权利要求1所述的湿法脱硫工艺中的精确预测控制与节能系统,其特征在于:所述现场仪表信号采集系统包括污染物连续在线监测系统、分布式控制系统、可编程逻辑控制器系统和测量装置。3.根据权利要求1所述的湿法脱硫工艺中的精确预测控制与节能系统,其特征在于:所述执行机构的优化控制系统具体包括通讯装置、服务器、操作显示装置和优化计算处理系统,所述操作显示装置包括用于显示各装置运行状态的电脑、LED屏幕。4.根据权利要求1所述的湿法脱硫工艺中的精确预测控制与节能系统,其特征在于:所述执行机构的连续调节系统具体包括通讯装置、分布式控制装置、变频装置、通过变频改造实现局部连续控制的循环泵、氧化风机。5.根据权利要求1所述的湿法脱硫工艺中的精确预测控制与节能系统,其特征在于:所述烟气、浆液参数和执行机构参数包括入口SO2浓度、入口O2浓度、锅炉负荷、浆液密度、循环泵频率、氧化风机频率、浆液pH值。6.一种湿法脱硫工艺中的精确预测控制与节能方法,其特征在于包括下述步骤:(1)利用现场仪表信号采集系统,实时测量和传输烟气、浆液系统及执行机构的实时相关参数;(2)基于出口浓度预测模型将实时采集的烟气参数、浆液参数及执行机构参数作为输入量,通过出口浓度预测模型实时计算得到预测的出口S...
【专利技术属性】
技术研发人员:高翔,郑成航,舒坚,王毅,刘少俊,张涌新,郭一杉,翁卫国,吴卫红,徐甸,曲瑞阳,张悠,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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