一种湿法脱硫装置及智能控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种湿法脱硫装置及智能控制方法，包括锅炉1、脱硫吸收塔5和浆液循环泵组7，以及智能控制，智能控制包括分布式控制服务器以及优化控制器，本发明专利技术通过在优化控制器中优化脱硫系统的控制策略，增加智能化控制模型和控制回路，同时改造系统部分硬件（风机、水泵、阀门），加入预测控制模型的智能闭环控制算法，实现脱硫系统的智能化控制。

A Wet Desulfurization Device and Intelligent Control Method

The invention discloses a wet desulfurization device and an intelligent control method, including boiler 1, desulfurization absorption tower 5 and slurry circulation pump group 7, as well as intelligent control. The intelligent control includes distributed control server and optimization controller. By optimizing the control strategy of the desulfurization system in the optimization controller, the intelligent control model and control loop are added, and the system department is reformed. Intelligent closed-loop control algorithm based on predictive control model is added to the hardware (fan, pump, valve) to realize intelligent control of desulfurization system.

【技术实现步骤摘要】
一种湿法脱硫装置及智能控制方法
本专利技术涉及一种湿法脱硫装置，尤其涉及一种湿法脱硫装置的智能控制方法,属于烟气净化

技术介绍
目前国内大部分电厂湿法脱硫控制系统，实现了PH值的PID自动控制，但脱硫率的控制还处于开环调节状态，需要手动设置PH值去控制脱硫率，这给运行人员带来很大的操作负担。脱硫吸收塔烟气反应是一个大滞后、慢动态的过程，常规PID控制策略对PH值控制品质也不是很理想，运行人员常常会撤到手动，通过直接调节石灰石浆液流量调阀进行干预，很容易造成吸收塔盲区的发生。随着环保要求日益严格，未来脱硫率和出口SO2浓度都将列入考核,然而常规的控制系统将无法实现闭环控制的功能，无法实现脱硫率、出口SO2浓度的多目标闭环控制。目前大部分脱硫控制优化系统存在一些问题,包括1)控制系统采集的脱硫塔进出口SO2浓度测量值不具有代表性，与烟气的平均值相差较大，出现烟囱测量值和脱硫塔出口值倒挂现象；2)随着AGC深度调峰更加频繁，煤种多变，脱硫系统控制优化系统随着时间优化效果不断变差，不能满足多因素变化下优化目标；3)现有优化产品主要降低了石灰石的投入量，很少直接有效降低耗电量；4)传感器或仪表故障、部分参数失真会导致优化控制系统失灵，甚至超标排放发生；5)目前绝大部分湿法脱硫系统浆液循环泵都是开关控制，当锅炉负荷与烟气量减少很多，关停一台水泵，会导致浆液循环流量突然减少，进而导致出口SO2剧烈波动甚至超标。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种湿法脱硫装置,包括锅炉1、脱硫吸收塔5和浆液循环泵组7，锅炉1通过主管道16分支出的第一管道13与脱硫吸收塔5下方的烟气进口连接，脱硫吸收塔5的下方通过第二管道14延伸至石灰浆池10，石灰浆池10中的新鲜浆液进入脱硫吸收塔5反应后经由与脱硫吸收塔5连接的浆液循环泵组7循环处理后再进入脱硫吸收塔5反应，脱硫吸收塔5的底部通过石膏分离支路15延伸至石膏过滤液池12，石膏过滤液池也是石膏回收池，固体石膏留在池内，而滤液进行循环使用。脱硫吸收塔5的一侧还通过管道连接有变频氧化风机3，第一管道13上设置有变频增压风机2，第二管道14上设置有变频新鲜浆液泵4，石膏分离支路15上设置有石膏分离支路电动调节阀6和石膏分离水泵11。进一步地，浆液循环泵组7中至少含有三台水泵，其中任一水泵为变频水泵，其它为普通水泵。进一步地，烟气进口17处设置有SO2浓度检测装置和烟气流量计。进一步地，主管道16上设置有引风机9；锅炉通过主管道16与烟囱8连接；烟囱8还连接有脱硫吸收塔5的顶部，吸收来自脱硫吸收塔5排出的烟气。为了达到智能化控制湿法脱硫装置的目的，通过预测手段更好的满足煤种多变的情况下，系统稳定运行的要求，本专利技术的技术方案还包括：一种湿法脱硫装置的智能控制方法，装置的控制系统包括与变频水泵、变频风机、分离支路电动调节阀6双向通信连接的分布式控制服务器，分布式控制服务器与优化控制器也实现双向通信,其特征在于包括如下步骤：控制步骤A,SO2浓度检测装置在脱硫吸收塔5的烟气进口17位置检测到的SO2浓度为a，烟气流量计在脱硫吸收塔5的烟气进口17位置检测到的烟气流量为b，锅炉1的负荷烟气流量为c，分布式控制服务器将参数a和b实时传递至优化控制器，优化控制器根据控制逻辑A做出优化控制命令，并将优化控制命令传递至分布式控制服务器，分布式控制服务器开启或关闭浆液循环泵组7中的普通水泵；控制步骤B，当烟气流量计检测到的烟气流量减小的幅度超过10％时，优化控制器根据控制逻辑B做出优化命令，控制逻辑B包括调节新鲜石灰石浆液的流量为d，经过10s延迟时间，分布式控制服务器再分别同比例控制调节降低变频增压风机2、变频氧化风机3和变频新鲜石灰石浆液泵4的负荷；控制步骤C，固体浓度传感器将固体物浓度参数信息传递至分布式控制服务器，分布式控制服务器将参数信息优化控制器，优化控制器根据控制逻辑C做出优化命令；控制步骤D，分布式控制服务器实时将锅炉1的送风量L1、燃料质量消耗速率W1(单位kg/s)、燃料中硫、碳、氢、氧、氮元素质量分数分别为Sa、Ca、Ha、Oa、Na(单位％)的监测数据，传递至优化控制器,经过以下计算公式得到锅炉送风量L1(单位m3)下，燃烧后将进入脱硫吸收塔的每秒烟气量V1(单位m3):V1＝(1.867Ca+11.2Ha+0.7Sa+0.8Na+(1-0.21/α)L1)W1；其中α＝(0.0889(Ca+0.375Sa)+0.265Ha-0.033Oa)/L1。通过以下计算公式得到此时烟气中SO2浓度P(单位kg/Nm3)：P＝3.33Sa*W1/V1；其中V1为实时燃料消耗速率，V1为根据煤质数据计算得到的烟气量；优化控制器得到P、V的数据后，根据控制步骤B在变化的烟气到达脱硫塔之前，提前开始调节石灰石浆液的流量d(单位m3/s)。进一步地，控制步骤A中的控制逻辑A包括如下：(1)当a*b<0.7*e*c时，关闭循环浆液泵组中水泵总数量的1/4；(2)当a*b<0.45*e*c时，关闭循环浆液泵总数量的1/2；(3)当a*b<0.2*e*c时，关闭循环浆液泵总数量的3/4；(4)当a*b>0.7*e*c时，开启循环浆液泵总数量的1/4；(5)当a*b>0.45*e*c时，开启循环浆液泵总数量的1/2；(6)当a*b>0.2*e*c时，开启循环浆液泵总数量的3/4；其中a为传感器在脱硫吸收塔5的烟气进口17位置检测到的烟气SO2浓度，b为烟气流量计在脱硫吸收塔5的烟气进口17位置检测到的烟气流量，c为锅炉1设计负荷下烟气流量，e为锅炉1设计煤种硫分下燃烧烟气SO2浓度。关闭的水泵为循环浆液泵组中的普通水泵。计算得出关闭循环浆液泵的数量根据四舍五入取值，即若计算得出的数量为0.25，则不关闭循环浆液泵组中的水泵；若计算得出的数量为0.75，则关闭一台循环浆液泵组中的普通水泵，以此类推。根据以上控制逻辑A所做的控制水泵启停时，当需要关闭浆液循环泵组中的第二台水泵时，分布式控制服务器先启动变频水泵，再关闭第二台水泵，然后再逐渐降低变频水泵的工作频率，直至关闭变频水泵，变频水泵起到缓慢调节的作用，避免出现断崖式启停。进一步地，d的计算公式为：d＝(-0.0000002*a2*b2+0.0051*a*b-0.1312)*0.25其中a为传感器在脱硫吸收塔5的烟气进口17位置检测到的烟气SO2浓度，单位为mg/Nm3，b为烟气流量计在脱硫吸收塔5的烟气进口17位置检测到的烟气流量，单位为Nm3。经过10s延迟时间过后，脱硫分布式控制服务器才分别调节降低变频增压风机2、变频氧化风机3和变频新鲜石灰石浆液泵4的负荷，使得脱硫吸收塔5中的烟气流速、新鲜浆液中的CaS03氧化速度以及脱硫吸收塔5中的循环浆液的PH值保持在设计值范围内，PH值范围为5.1～5.68。进一步地，控制步骤C中的控制逻辑C包括如下：(1)当固体浓度传感器检测到石膏过滤液池12中的循环浆液固体体积浓度百分比在13％～15％范围内时，分布式控制服务器调节增大石膏分离支路电动调节阀6的开度，并将流量增大到分离支路电动调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿法脱硫装置,包括锅炉(1)、脱硫吸收塔(5)和浆液循环泵组(7)，所述锅炉(1)通过主管道(16)分支出的第一管道(13)与脱硫吸收塔(5)下方的烟气进口(17)连接，所述脱硫吸收塔(5)的下方通过第二管道(14)延伸至石灰浆池(10)，所述石灰浆池(10)中的新鲜浆液进入脱硫吸收塔(5)反应后经由与脱硫吸收塔(5)连接的浆液循环泵组(7)循环处理后再进入脱硫吸收塔(5)反应，所述脱硫吸收塔(5)的底部通过石膏分离支路(15)延伸至石膏过滤液池(12)，其特征在于：所述脱硫吸收塔(5)的一侧还通过管道连接有变频氧化风机(3)，所述第一管道(13)上设置有变频增压风机(2)，所述第二管道(14)上设置有变频新鲜浆液泵(4)，所述石膏分离支路(15)上设置有石膏分离支路电动调节阀(6)和石膏分离水泵(11)。

【技术特征摘要】
2018.08.23 CN 20181096391651.一种湿法脱硫装置,包括锅炉(1)、脱硫吸收塔(5)和浆液循环泵组(7)，所述锅炉(1)通过主管道(16)分支出的第一管道(13)与脱硫吸收塔(5)下方的烟气进口(17)连接，所述脱硫吸收塔(5)的下方通过第二管道(14)延伸至石灰浆池(10)，所述石灰浆池(10)中的新鲜浆液进入脱硫吸收塔(5)反应后经由与脱硫吸收塔(5)连接的浆液循环泵组(7)循环处理后再进入脱硫吸收塔(5)反应，所述脱硫吸收塔(5)的底部通过石膏分离支路(15)延伸至石膏过滤液池(12)，其特征在于：所述脱硫吸收塔(5)的一侧还通过管道连接有变频氧化风机(3)，所述第一管道(13)上设置有变频增压风机(2)，所述第二管道(14)上设置有变频新鲜浆液泵(4)，所述石膏分离支路(15)上设置有石膏分离支路电动调节阀(6)和石膏分离水泵(11)。2.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫装置，其特征在于：所述浆液循环泵组(7)中至少含有三台水泵，其中任一水泵为变频水泵，其它为普通水泵。3.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫装置，其特征在于：所述烟气进口(17)处设置有SO2浓度检测装置和烟气流量计。4.根据权利要求1所述的一种湿法脱硫装置，其特征在于：所述主管道(16)上设置有引风机(9)；所述锅炉通过主管道(16)与烟囱(8)连接；所述烟囱(8)还连接有脱硫吸收塔(5)的顶部，吸收来自脱硫吸收塔(5)排出的烟气。5.一种湿法脱硫装置的智能控制方法，所述装置的控制系统包括与变频水泵、变频风机、分离支路电动调节阀(6)双向通信连接的分布式控制服务器，所述分布式控制服务器与优化控制器也实现双向通信,其特征在于包括如下步骤：控制步骤A,SO2浓度检测装置在脱硫吸收塔(5)的烟气进口(17)位置检测到的SO2浓度为a，烟气流量计在脱硫吸收塔(5)的烟气进口(17)位置检测到的烟气流量为b，锅炉(1)的负荷烟气流量为c，所述分布式控制服务器将参数a和b实时传递至优化控制器，所述优化控制器根据控制逻辑A做出优化控制命令，并将优化控制命令传递至分布式控制服务器，所述分布式控制服务器开启或关闭所述浆液循环泵组(7)中的普通水泵；控制步骤B，当烟气流量计检测到的烟气流量减小的幅度超过10％时，优化控制器根据控制逻辑B做出优化命令，所述控制逻辑B包括调节新鲜石灰石浆液的流量为d，经过10s延迟时间，分布式控制服务器再分别同比例控制调节降低变频增压风机(2)、变频氧化风机(3)和变频新鲜石灰石浆液泵(4)的负荷；控制步骤C，固体浓度传感器将固体物浓度参数信息传递至分布式控制服务器，分布式控制服务器将参数信息优化控制器，优化控制器根据控制逻辑C做出优化命令；控制步骤D，分布式控制服务器实时将锅炉(1)的送风量L1、燃料质量消耗速率W1(单位kg/s)、燃料中硫、碳、氢、氧、氮元素质量分数分别为Sa、Ca、Ha、Oa、Na(单位％)的监测数据，传递至优化控制器,经过以下计算公式得到锅炉送风量L1(单位m3)下，燃烧后将进入脱硫吸收塔的每秒烟气量V1(单位m3):V1＝(1.867Ca+11.2Ha+0.7Sa+0.8Na+(1-0.21/α)L1)W1；其中α＝(0.0889(Ca+0.375Sa)+0.265Ha-0.033Oa)/L1；通过以...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华，刘爽，闵济海，刘宏钰，姜红杉，郑翠英，雷凌，
申请(专利权)人：南京天创电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32