[發明專利]火電機組脫硫裝置排放指標自動控制系統及方法

在審

• 申請號: 202010777459.8
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112044243A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 劉志杰;齊革軍;郝玉龍;侯慶洲;劉文智;陳陽;陳起;杜彥樓;鐘學飛
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司上安電廠
• 主分類號: B01D53/50
• 分類號: B01D53/50;B01D53/80;B01D53/30
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 董金國;張素靜

本發明提供了一種火電機組脫硫裝置排放指標自動控制系統，包括第一控制器、第二控制器和流量控制器。同時，本發明提供了一種火電機組脫硫裝置排放指標自動控制方法。本發明貫穿廢氣脫硫治理設施生產運行數據，并根據此建立了pH優化設定值預測模型，通過對該動態模型對pH優化設定值和漿液流量優化設定值進行每時每刻的優化控制，能夠實現pH值的自動調控，解決了現有技術中運行人員根據經驗對pH值設定值或者石灰石供漿變頻器頻率進行調節的問題，以及pH值控制過程大滯后、慢動態的問題，提高了pH值控制品質；此外，還可實現出口SO₂濃度閉環控制，進而保證脫硫控制品質。

技術領域

本發明涉及火電機組脫硫技術領域，特別涉及一種火電機組脫硫裝置排放指標自動控制系統。此外，本發明還涉及一種火電機組脫硫裝置排放指標自動控制方法。

背景技術

為了保護環境，需要控制燃煤電廠的SO₂排放。目前控制燃煤電廠SO₂排放的途徑主要有燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫3種。燃燒后脫硫即煙氣脫硫是目前控制最行之有效的途徑，也是國際上普遍采用的一種方式。在煙氣脫硫方法中石灰石-石膏濕法煙氣脫硫是目前普遍采用的技術。石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝以石灰石作為堿性脫硫吸收劑。石灰石塊料經預破碎進入球磨機與水混合，磨成漿狀，通過泵輸送至脫硫吸收塔中。新鮮的脫硫劑進入吸收塔的漿液池與循環漿液混合，循環漿液經泵提升至塔頂噴淋層，由噴嘴分散成霧狀液滴，霧狀漿液液滴在下落過程中與酸性煙氣混合接觸，漿液液滴中的碳酸鈣與煙氣中的SO₂進行一系列的物理化學的吸收反應生成亞硫酸鈣，同時伴隨著pH值降低，亞硫酸鈣在吸收塔漿池與鼓入的氧化空氣中的氧氣發生進一步反應生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度后，結晶析出最終生成石膏(CaSO₄·H₂O)。脫硫后的煙氣經除霧器除去煙氣攜帶的細小液滴排入煙囪。吸收塔排出的石膏漿液經脫水系統濃縮脫水后，石膏作為副產品出售，廢水經簡單處理后部分回用，排出的廢水經處理后達標排放。全流程主要包括吸收塔系統、石灰石漿液制備系統、石膏脫水處理系統。吸收塔設有兩個出口，一個出口為石膏漿液出口，檢測實時pH即檢測石膏漿液出口的pH；另一個出口為干凈煙氣出口，檢測SO₂的濃度即檢測干凈煙氣出口SO₂的濃度。

石灰石濕法脫硫吸收塔煙氣反應是一個大滯后、慢動態的過程，同時脫硫系統又是個復雜控制系統，這對于常規PID(Proportional Integral Derivative)控制策略帶來很大的挑戰。因此，為了優化該脫硫工藝過程的性能和運行參數，現在一般采用DCS(Distributed Control System)控制策略，該DCS控制策略的運行人員根據經驗對煙氣脫硫(FGD，Flue Gas Desulphurization)的主要控制指標通過pH值設定值或者石灰石供漿變頻器頻率進行調節，進而控制出口SO₂濃度。但是，當前控制回路pH值控制品質也不是很理想，運行人員常常會撤到手動。

鑒于此，開發一種能夠提高pH值控制品質、實現出口SO₂濃度閉環控制，進而保證脫硫控制品質的火電機組脫硫裝置排放指標自動控制系統，成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種火電機組脫硫裝置排放指標自動控制系統，以提高pH值控制品質、實現出口SO₂濃度閉環控制，進而保證脫硫控制品質。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種火電機組脫硫裝置排放指標自動控制系統，火電機組脫硫裝置設有吸收塔和石灰石漿液調節閥，火電機組脫硫裝置排放指標自動控制系統包括