一种烟气治理智能运行优化控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种烟气治理智能运行优化控制系统及方法，包括：烟气处理装置，用于实现对工业烟气中污染物的处理；系统控制单元，用于检测各个烟气处理装置的运行数据并发送至边缘控制器；接收边缘控制器的调节指令，对各个烟气处理装置的运行数据进行调节；边缘控制器，用于接收各个烟气处理装置的运行数据，当所述运行数据超出设定的安全阈值范围时，向系统控制单元发出调节指令，以使得各个烟气处理装置的运行数据均处于安全阈值范围内；超融合服务器，用于以超融合基础架构为核心，根据不同的业务功能构建相应的虚拟机，建立统一的服务器集群，基于边缘控制器上传的数据实现综合画面服务、专家系统服务、运营管理服务和数据库服务。库服务。库服务。

【技术实现步骤摘要】
一种烟气治理智能运行优化控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及环保装备智能运营
，尤其涉及一种烟气治理智能运行优化控制系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]目前，非电行业工况波动大、烟气排放特征复杂，逐渐成为大气污染防治的重点

[0004]现有技术中，用于烟气治理的环保装备仅仅实现了基础自动化，即采用PLC/DCS系统在工况波动不大、外部扰动变量不多的情况下，可完成设备顺控、启停连锁控制的自动控制，通过PID算法可实现对温度控制、液位控制、压力控制等简单的单变量闭环控制，进而实现设备的自动化运行；但是在复杂工况条件下，对于多控制变量耦合、多干扰变量的闭环控制，采用PID算法很难达到稳定、精确的控制水平，无法实现最优控制，达不到稳定运行和经济运行的要求。
[0005]另一方面，出口烟气在线监测系统与自控系统为两个独立的系统，出口烟气监测系统通过数据监测、储存及分析，生成烟气污染物排放结果，自控系统通过运行状态阈值设置实现报警或人为手动控制，这种方式导致数据监测和自动控制两种功能分离、无法联动，从而不能针对整套装备自动进行运行优化控制。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种烟气治理智能运行优化控制系统及方法，能够监控各类烟气污染物的处理及运行过程，通过收集运行数据进行分析计算，根据计算结果自动对不同的设备发出控制指令，从而实现数据与控制的联动。r/>[0007]在一些实施方式中，采用如下技术方案：一种烟气治理智能运行优化控制系统，包括：烟气处理装置，用于实现对工业烟气中污染物的处理；系统控制单元，用于检测各个烟气处理装置的运行数据并发送至边缘控制器；接收边缘控制器的调节指令，对各个烟气处理装置的运行数据进行调节；边缘控制器，用于接收各个烟气处理装置的运行数据，当所述运行数据超出设定的安全阈值范围时，向系统控制单元发出调节指令，以使得各个烟气处理装置的运行数据均处于安全阈值范围内；超融合服务器，用于以超融合基础架构为核心，根据不同的业务功能构建相应的虚拟机，建立统一的服务器集群，基于边缘控制器上传的数据实现综合画面服务、专家系统服务、运营管理服务和数据库服务。
[0008]作为进一步地方案，还包括：运营终端，用于实现对烟气处理装置运行数据、专家
系统数据分析结果的实时监控，接收并下发外部控制指令。
[0009]作为进一步地方案，所述烟气处理装置包括：用于处理工业烟气中含有的SO2、NOx和粉尘颗粒物的脱硫、脱硝及协同除尘装置。
[0010]作为进一步地方案，所述系统控制单元包括：燃烧控制模块，用于检测并调节SCR反应器的温度；喷氨控制模块，用于检测氨水的消耗量，并进行氨水用量调节，进而控制出口NOx的排放浓度；风机控制模块，用于检测并调节烟气处理装置中的风机风量；石灰石浆液流量调节控制模块，用于检测并调节浆液循环泵的流量，以控制吸收塔PH值及烟囱出口SO2的排放浓度；石灰石浆液密度调节模块，用于检测并调节浆液的密度；报警模块，用于在SCR反应器的温度、氨水消耗量、风机风量、循环泵流量或者浆液密度超过设定的安全阈值范围时，进行报警。
[0011]作为进一步地方案，所述边缘控制器包括：先进控制模块，包括专家系统和先进控制器，所述专家系统用于基于目标控制变量计算出最优指标值，所述先进控制器基于所述最优指标值、目标控制变量和扰动变量，计算得到操作变量值，PID控制模块基于所述操作变量值实现对被控对象的控制；PID控制模块，用于实现对温度、液位或者压力的单变量闭环控制；设备实时诊断模块，用于采集负载的振动、温度和电流信号，基于所述信号进行叶片损坏和叶片裹灰的先兆故障判断；所述先进控制模块退出控制后，PID控制模块自动运行。
[0012]作为进一步地方案，所述超融合服务器利用超融合基础架构建立企业私有云，根据不同的业务功能构建相应的虚拟机，实现分布式计算；通过部署存储虚拟设备的方式，对本地存储资源进行虚拟化，再经集群整合成资源池，为虚拟机提供存储服务。
[0013]作为进一步地方案，所述综合画面服务用于对人机操作界面、大屏画面、设备管理画面、数据分析图标以及工业电视画面进行统一优化展示；所述专家系统服务包括机理模型和决策库；通过机理模型计算设定工艺控制参数的最优指标值；自动进行烟气处理装置运行数据监控和分析和设备运行状态监测；通过决策库根据采集到的烟气处理装置运行状态数据，基于决策策略，进行烟气处理装置危险状态预判；所述运营管理服务用于实现设备资产管理、运营制度管理以及人资财务管理；所述数据库服务用于实现对现场烟气处理装置运营管理数据、人资财务数据、和烟气处理装置实时运行状态数据进行统一存储。
[0014]作为进一步地方案，还包括：所述超融合服务器基于视频服务与现场进行视频交流，同时监控现场人员及设备的工作运行状态，监测并识别施工现场的告警事件。
[0015]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：一种烟气治理智能运行优化控制方法，包括：实时检测各个烟气处理装置的运行数据并传送至边缘控制器；当某个运行数据超出设定的安全阈值范围时，边缘控制器发出指令控制相应的烟
气处理装置对所述运行数据进行调节；边缘控制器将接收到的运行数据通过网络发送至超融合服务器，以使所述超融合服务器实现综合画面服务、专家系统服务、运营管理服务和数据库服务。
[0016]作为进一步地方案，所述超融合服务器实现专家系统服务具体包括：通过机理模型实现现场设定工艺控制参数的最优指标值的计算；通过计算脱硫剂消耗量和存量、制浆量、供浆量、脱硫效率、水平衡、物料平衡、氨水消耗量和存量、氨逃逸、脱硝效率、水电气能耗量以及催化剂活性，自动进行设备运行数据状态数据分析；基于获取到的烟气处理装置的温度、振动和电流数据，判断设备运行状态，实现设备故障预测、设备运行监测报警和设备检修；通过决策库根据采集到的烟气处理装置运行状态数据，基于决策策略，进行烟气处理装置危险状态预判。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术系统通过系统控制单元，可以很好地检测并及时控制烟气处理装置中的各个参数，如：SCR反应器的温度、氨水消耗量、风机风量、循环泵流量或者浆液密度；使得各个参数运行在设定的安全阈值范围内，实现烟气安全、稳定、节能、达标排放。
[0018]（2）本专利技术将检测到的烟气处理装置运行数据上传至边缘控制器，边缘控制器通过先进控制技术对各种数据造成的波动形成应对反应，并对各参数进行调节；通过边缘控制器，将原本计划在云端服务器进行的数据存储和计算分摊到边缘控制器，使得云端计算可以满足毫秒级现场实时运算的需求；一方面能够有效帮助云端缓解压力，同时提高系统的容错能力，在现场至智能运营中心的网络出现异常的时候仍保证先进控制等部分功能可以正常使用，另一方面为现场用户端提供了更好的实时响应能力。
[0019]（3）本专利技术通过边缘控制器将各项参数实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气治理智能运行优化控制系统，其特征在于，包括：烟气处理装置，用于实现对工业烟气中污染物的处理；系统控制单元，用于检测各个烟气处理装置的运行数据并发送至边缘控制器；接收边缘控制器的调节指令，对各个烟气处理装置的运行数据进行调节；边缘控制器，用于接收各个烟气处理装置的运行数据，当所述运行数据超出设定的安全阈值范围时，向系统控制单元发出调节指令，以使得各个烟气处理装置的运行数据均处于安全阈值范围内；超融合服务器，用于以超融合基础架构为核心，根据不同的业务功能构建相应的虚拟机，建立统一的服务器集群，基于边缘控制器上传的数据实现综合画面服务、专家系统服务、运营管理服务和数据库服务。2.如权利要求1所述的一种烟气治理智能运行优化控制系统，其特征在于，还包括：运营终端，用于实现对烟气处理装置运行数据、专家系统数据分析结果的实时监控，接收并下发外部控制指令。3.如权利要求1所述的一种烟气治理智能运行优化控制系统，其特征在于，所述烟气处理装置包括：用于处理工业烟气中含有的SO2、NOx和粉尘颗粒物的脱硫、脱硝及协同除尘装置。4.如权利要求1所述的一种烟气治理智能运行优化控制系统，其特征在于，所述系统控制单元包括：燃烧控制模块，用于检测并调节SCR反应器的温度；喷氨控制模块，用于检测氨水的消耗量，并进行氨水用量调节，进而控制出口NOx的排放浓度；风机控制模块，用于检测并调节烟气处理装置中的风机风量；石灰石浆液流量调节控制模块，用于检测并调节浆液循环泵的流量，以控制吸收塔PH值及烟囱出口SO2的排放浓度；石灰石浆液密度调节模块，用于检测并调节浆液的密度；报警模块，用于在SCR反应器的温度、氨水消耗量、风机风量、循环泵流量或者浆液密度超过设定的安全阈值范围时，进行报警。5.如权利要求1所述的一种烟气治理智能运行优化控制系统，其特征在于，所述边缘控制器包括：先进控制模块，包括专家系统和先进控制器，所述专家系统用于基于目标控制变量计算出最优指标值，所述先进控制器基于所述最优指标值、目标控制变量和扰动变量，计算得到操作变量值，PID控制模块基于所述操作变量值实现对被控对象的控制；PID控制模块，用于实现对温度、液位或者压力的单变量闭环控制；设备实时诊断模块，用于采集负载的振动、温度和电流信号，基于所述信号进行叶片损坏和叶片裹灰的先兆故障判断；所述先进控制模块退出控制后，P...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇洪波，蔡延民，卢忠阳，吕扬，杨凤岭，孙德山，冯超，陈富良，刘振华，张海洋，李泽凤，尹鹏，李智阳，董如鑫，王义富，
申请(专利权)人：山东国舜建设集团有限公司，
类型：发明
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