一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置及控制方法，涉及火电机组脱硝技术领域。本发明专利技术包括通过PID回路调节脱硫浆液pH值，PID回路的输出加上三个前馈之和经过限幅环节Lmt1后，再经过手自动模拟量控制器TAI作用到脱硫供浆调节阀调节供浆流量大小。三个前馈包括锅炉负荷的变化率，烟囱入口SO2浓度的变化率和烟囱入口SO2浓度的函数。本发明专利技术通过增加机组负荷的变化率、烟囱入口SO2浓度的变化率以及烟囱入口SO2浓度的函数，解决了仅依靠单pH值PID回路调节滞后性大的问题。

A device and control method of single PID loop plus feed-forward to regulate the flow of desulfurized slurry supply

The invention discloses a device and a control method of a single PID loop plus a feed-forward regulating desulfuration slurry supply flow, which relates to the technical field of denitration of a thermal power unit. The invention includes regulating the pH value of desulfurized slurry through PID loop, the output of PID loop plus the sum of three feedforward passes through the limiting link lmt1, and then the manual automatic analog quantity controller Tai acts on the desulfurized slurry supply regulating valve to regulate the slurry supply flow. The three feedforward functions include the change rate of boiler load, the change rate of SO2 concentration at the chimney inlet and the function of SO2 concentration at the chimney inlet. By increasing the change rate of unit load, the change rate of SO2 concentration at the inlet of chimney and the function of SO2 concentration at the inlet of chimney, the invention solves the problem of large lag of regulation only relying on single pH PID loop.

【技术实现步骤摘要】
一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置及控制方法
本专利技术属于火电机组脱硝
，特别是涉及一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置，及一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的控制方法。
技术介绍
电厂中的脱硫供浆一般通过控制调节石膏浆液pH值的单PID回路调节供浆流量。石灰石浆液由浆液供给泵输送至脱硫吸收塔，流量由供浆调节阀控制，供浆管路上设有流量计，测量石灰石浆液的流量。吸收塔浆液pH值是脱硫运行过程中重要的控制参数，直接影响包括脱硫效率在内的多项性能指标。一方面，pH值影响SO2的吸收过程，另一方面，pH值影响CaCO3、CaSO3等的溶解度。吸收塔浆液pH过低，有利于CaCO3的溶解、CaSO3的氧化和石膏的结晶，但不利于SO2的吸收；pH过高，有利于SO2的吸收，但不利于CaCO3的溶解，影响石灰石的利用率，同时石膏中CaCO3含量增加。结合相关性能试验和脱硫系统的操作经验，石灰石-石膏湿法脱硫单塔工艺浆液pH宜控制在5.0～5.8之间。吸收塔浆液pH值的控制与锅炉负荷、脱硫入口烟气中SO2浓度、石灰石浆液密度有关，用于确定需要输送至脱硫吸收塔的石灰石浆液的流量。pH值升高，石灰石浆液流量将减少；pH值降低，石灰石浆液流量将增加。一般电厂中脱硫供浆控制策略SAMA图，如图1所示。脱硫供浆控制逻辑采用单PID回路控制，将脱硫浆液pH测量值和设定值进行比较，然后经过比例积分微分(PID)运算控制石灰石浆液的流量，控制逻辑中无前馈，未考虑锅炉负荷、烟气中SO2浓度变化对供浆调节的影响。当原供浆自动投入后，由于设定的pH值和运行工况不匹配，脱硫出口SO2浓度波动较大，瞬时值经常超过35mg/m3，导致供浆自动投入率低，运行人员通过手动进行供浆调节。运行人员手动供浆滞后性较大，供浆流量波动剧烈，烟囱入口SO2浓度波动大，甚至出现负值或坏点，数据不符合环保要求。同时亦容易造成石灰石浆液的浪费或不足。另外，在pH表计冲洗期间，脱硫浆液pH值经常超过设定的高限值，从而使脱硫供浆切手动，冲洗完成后，需要运行人员再切换至自动供浆。在烟囱入口CEMS反吹扫结束时，SO2浓度会发生阶跃变化，脱硫供浆亦会切换至手动控制，这些不仅降低了辅机的自动化水平，同时也增加了运行人员的劳动强度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置及控制方法，通过增加机组负荷的变化率、烟囱入口SO2浓度的变化率以及烟囱入口SO2浓度的函数，解决了仅依靠单pH值PID回路调节滞后性大的问题。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置及控制方法，包括如下步骤：步骤1、前馈信号的获取：所述前馈信号包括锅炉负荷的变化率、烟囱入口SO2浓度的变化率及烟囱入口SO2浓度的函数；其中，获取锅炉负荷量传送至一阶惯性环节Leadlag2后，一路作用到加法器∑1，另一路作用到一阶惯性环节Leadlag3，Leadlag3的输出作用到加法器∑1上，并在加法器∑1上求取二者之间的偏差，所得偏差即为锅炉负荷的变化率；其中，获取烟囱入口SO2浓度传送一阶惯性环节Leadlag4后，一路作用到加法器∑2上，另一路作用到一阶惯性环节Leadlag5上，Leadlag5的输出作用到加法器∑2上，并在加法器∑2上求取二者之间的偏差，所得偏差即为烟囱入口SO2浓度的变化率；同时的获取烟囱入口SO2浓度传送一阶惯性环节Leadlag4后其中还有一路作用到函数f(x)，经过函数f(x)后换算为脱硫供浆调节阀开度大小，再经过限幅环节Lmt2即得烟囱入口SO2浓度的函数；步骤2、获取脱硫浆液pH测量值经过一阶惯性环节Leadlag1后作为PID回路的过程值，脱硫浆液pH设定值作为PID回路的设定值，PID回路采用比例积分运算；步骤3、将获取的三个前馈信号以及PID调节运算的结果共同叠加作用到加法器∑3后，继续作用到限幅环节Lmt1，经过限幅环节Lmt1后再作用到手自动模拟量控制器TAI，手自动模拟量控制器TAI的输出作用到脱硫供浆调节阀。进一步地，还包括将获取脱硫浆液pH测量值经过一阶惯性环节Leadlag1后作用到高/低信号监视器H/L，高/低信号监视器H/L的输出经过脉冲上升延时器TD_ON1后输入到与门AND1，与门AND1的输出作为MASTATION的逻辑接口切手动MRE的输入。进一步地，还包括pH计冲洗水电动门已开反馈信号经脉冲下降延时器TD_OFF1的输出经过非门N1后输入到与门AND1；pH计冲洗水电动门已开信号经过脉冲下降延时器TD_OFF2后输入到与门AND2，供浆调节阀切手动信号经过非门N2后输入到与门AND2，与门AND2的输出作为或门OR的输入，或门OR的输出同时作用到MASTATION的逻辑接口闭锁减LWI和闭锁增RAI。进一步地，还包括烟囱入口CEMS系统反吹扫信号可先经过脉冲上升延时器TD_ON2，然后需要经过脉冲下降延时器TD_OFF3，脉冲下降延时器TD_OFF3的输出作为或门OR的输入，或门OR的输出同时作用到MASTATION的逻辑接口闭锁减LWI和闭锁增RAI。一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置，包括脱硫塔、供浆泵、氧化风机、喷淋层、除雾器和循环泵，所述脱硫塔内自上而下依次设置有除雾器和喷淋层；所述脱硫塔的上端一侧设置有冲洗水电动门，所述冲洗水电动门位于除雾器的上方；所述脱硫塔通过一循环泵与喷淋层连通；所述脱硫塔一侧位于喷淋层的下方设置有烟气入口；所述脱硫塔顶部设置有烟气出口；所述供浆泵与脱硫塔之间并联有电动脱硫供浆调节泵和手动脱硫供浆调节泵；所述氧化风机与脱硫塔之间连接有一电磁流量阀，通过电磁流量阀控制氧化风机的气流量。进一步地，所述烟气入口和烟气出口均连接有一烟气浓度检测仪，一烟气浓度检测仪用于检测烟气入口时原烟气的浓度；一烟气浓度检测仪用于烟气出口时净烟气的浓度。进一步地，所述冲洗水电动门一侧配合有工艺冲洗水喷水装置。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过增加机组负荷的变化率、烟囱入口SO2浓度的变化率以及烟囱入口SO2浓度的函数，解决了仅依靠单pH值PID回路调节滞后性大的问题，保证了吸收塔浆液pH值在设定值上下小幅波动，烟囱入口SO2浓度稳定地维持在25mg/m3(超低排放要求小于35mg/m3)以下，满足超低排放的要求。2、本专利技术通过增加冲洗水电动门开时切手动逻辑，增加CEMS系统反吹扫时闭锁供浆调节阀输出控制指令逻辑，保证了脱硫供浆自动调节全过程连续稳定投入运行，减轻了运行人员劳动强度，提高了辅机自动化水平。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、前馈信号的获取：所述前馈信号包括锅炉负荷的变化率、烟囱入口SO2浓度的变化率及烟囱入口SO2浓度的函数；/n其中，获取锅炉负荷量传送至一阶惯性环节Leadlag2后，一路作用到加法器∑1，另一路作用到一阶惯性环节Leadlag3，Leadlag3的输出作用到加法器∑1上，并在加法器∑1上求取二者之间的偏差，所得偏差即为锅炉负荷的变化率；/n其中，获取烟囱入口SO2浓度传送一阶惯性环节Leadlag4后，一路作用到加法器∑2上，另一路作用到一阶惯性环节Leadlag5上，Leadlag5的输出作用到加法器∑2上，并在加法器∑2上求取二者之间的偏差，所得偏差即为烟囱入口SO2浓度的变化率；同时的获取烟囱入口SO2浓度传送一阶惯性环节Leadlag4后其中还有一路作用到函数f(x)，经过函数f(x)后换算为脱硫供浆调节阀开度大小，再经过限幅环节Lmt2即得烟囱入口SO2浓度的函数；/n步骤2、获取脱硫浆液pH测量值经过一阶惯性环节Leadlag1后作为PID回路的过程值，脱硫浆液pH设定值作为PID回路的设定值，PID回路采用比例积分运算；/n步骤3、将获取的三个前馈信号以及PID调节运算的结果共同叠加作用到加法器∑3后，继续作用到限幅环节Lmt1，经过限幅环节Lmt1后再作用到手自动模拟量控制器TAI，手自动模拟量控制器TAI的输出作用到脱硫供浆调节阀。/n...

【技术特征摘要】
1.一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、前馈信号的获取：所述前馈信号包括锅炉负荷的变化率、烟囱入口SO2浓度的变化率及烟囱入口SO2浓度的函数；
其中，获取锅炉负荷量传送至一阶惯性环节Leadlag2后，一路作用到加法器∑1，另一路作用到一阶惯性环节Leadlag3，Leadlag3的输出作用到加法器∑1上，并在加法器∑1上求取二者之间的偏差，所得偏差即为锅炉负荷的变化率；
其中，获取烟囱入口SO2浓度传送一阶惯性环节Leadlag4后，一路作用到加法器∑2上，另一路作用到一阶惯性环节Leadlag5上，Leadlag5的输出作用到加法器∑2上，并在加法器∑2上求取二者之间的偏差，所得偏差即为烟囱入口SO2浓度的变化率；同时的获取烟囱入口SO2浓度传送一阶惯性环节Leadlag4后其中还有一路作用到函数f(x)，经过函数f(x)后换算为脱硫供浆调节阀开度大小，再经过限幅环节Lmt2即得烟囱入口SO2浓度的函数；
步骤2、获取脱硫浆液pH测量值经过一阶惯性环节Leadlag1后作为PID回路的过程值，脱硫浆液pH设定值作为PID回路的设定值，PID回路采用比例积分运算；
步骤3、将获取的三个前馈信号以及PID调节运算的结果共同叠加作用到加法器∑3后，继续作用到限幅环节Lmt1，经过限幅环节Lmt1后再作用到手自动模拟量控制器TAI，手自动模拟量控制器TAI的输出作用到脱硫供浆调节阀。


2.根据权利要求1所述的一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的控制方法，其特征在于，还包括将获取脱硫浆液pH测量值经过一阶惯性环节Leadlag1后作用到高/低信号监视器H/L，高/低信号监视器H/L的输出经过脉冲上升延时器TD_ON1后输入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建勋，郭善礼，宋永强，李宁，姜宪珍，
申请(专利权)人：华电国际电力股份有限公司邹县发电厂，
类型：发明
国别省市：山东;37