[發明專利]一種脫除細顆粒物的控制系統及其智能控制方法

有效

• 申請號: 201711323802.6
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108043163B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 徐明厚;溫昶;劉小偉;潘祖明;李長康
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;武漢利康能源有限公司
• 主分類號: B01D51/02
• 分類號: B01D51/02;B01D45/02;G05B11/42
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

本發明屬于節能環保領域，并公開了一種脫除細顆粒物的控制系統及智能控制方法。該控制系統包括聚并器、激光顆粒計數器和PID控制器。聚并器用于使細顆粒物團聚長大，便于下游除塵設備對顆粒物脫除，聚并器內部分布多個與來流平行的隔板，每個隔板上間隔布置有多排擾流葉片，擾流葉片通過連接軸固定在隔板上，連接軸轉動使得擾流葉片角度改變；激光顆粒計數器用于檢測聚并器的氣流入口、出口的粉塵濃度與粒徑分布；PID控制器與聚并器的連接軸和激光顆粒計數器連接，用于控制擾流片的角度。本發明還公開了該控制系統的智能控制方法。通過本發明，實現對擾流片角度的智能控制，快速高效的滿足國家對細顆粒物的減排標準，減少人為操作的誤差。

技術領域

本發明屬于節能環保領域，更具體地，涉及一種脫除細顆粒物的控制系統及其智能控制方法。

背景技術

目前燃煤火電機組為實現超低排放，采用的最為先進的技術布置為：SCR(脫硝)+ESP/FF(電或袋除塵)+WFGD(濕法脫硫)+WESP(濕式電除塵)。但是，濕式電除塵設備復雜，投資和能耗大，對材料的耐腐蝕性能要求很高，耗水量大且污水需要處理。從機組運行經濟性和安全性考慮，需要更高效低成本的除塵裝置以滿足超低排放需要。

隨著顆粒粒徑和顆粒間距離的變小，促進顆粒接觸的范德華力的作用會變強并起主導作用，引起顆粒的團聚。在煙塵所處的氣固兩相流煙氣環境中引入擾流片，通過調節擾流片產生的渦流的強度、大小、回流強弱等來控制煙氣中顆粒物的流動，加強大顆粒和小顆粒的相互接觸和作用，加強壁面擾流和回流，使細顆粒物聚并在大顆粒或固體壁面表面附近實現顆粒長大，可促進進入除塵器后細顆粒物的脫除率。以此為原理設計的聚并器布置在現有電除塵器之前的煙道，不需改變燃煤機組或工業爐原有污染物控制設備的運行程序，且安裝與運行成本相比目前主流的WESP降低約2/3，有著很大的市場前景。但目前涉及顆粒團聚的聚并器技術(專利ZL 201510278522.2)采用固定葉片，無法調節擾流片角度，因而既不能保證來流濃度變化時仍然達到滿足減排要求的除塵效果，也無法實現靈活快速的最優智能控制以達到超低排放標準。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種脫除細顆粒物的控制系統及其智能控制方法，一方面通過對聚并器的設計，其目的在于使其擾流片與煙塵來流角度可自由變化，同時，吹灰口的設計可定期吹凈擾流片前后堆積的顆粒物，另一方面，通過對控制系統采用模糊專家PID控制，其目的在于提供一種快速準確執行團聚效果佳和流動阻力小的最優決策的智能控制方法，由此解決在復雜煤種和運行工況下，擾流程度和細顆粒物聚并效果最優的靈活控制的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種脫除細顆粒物的控制系統，其特征在于，該控制系統包括聚并器、激光顆粒計數器和PID控制器，

所述聚并器用于使煙塵來流中的細顆粒物團聚長大，使得下游除塵設備實現對細顆粒物的脫除，該聚并器呈兩端敞口的殼體，該殼體的兩端敞口分別是氣流入口和氣流出口，所述殼體內部均勻分布多個與煙塵來流平行的隔板，每隔隔板上間隔布置有多排擾流葉片，其中，所述擾流葉片通過連接軸固定在所述隔板上，通過調節所述連接軸的轉動從而調節所述擾流葉片與煙塵來流的夾角；

所述激光顆粒計數器設置在所述聚并器的氣流入口和氣流出口端處，用于檢測所述聚并器的氣流入口的和出口的粉塵濃度與粒徑分布；

所述PID控制器與所述聚并器的連接軸和激光顆粒計數器連接，將通過所述下游除塵設備后的粉塵濃度與預設標準對比，根據對比的結果采用模糊專家PID控制算法調節所述連接軸轉動，從而改變擾流葉片與煙塵來流夾角，直至脫除細顆粒物后的粉塵濃度達到預設標準。

進一步優選地，所述擾流片與煙塵來流的夾角調節范圍為-90°～90°。

進一步優選地，所述聚并器殼體的氣流入口端底部設置有吹灰口，通過在該吹灰口中插入吹灰器，同時調整所述擾流片與煙塵來流的夾角為-90或90°，實現吹掃堆積在擾流片上的顆粒物。