[发明专利]火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，包括第一控制器、第二控制器和流量控制器。同时，本发明提供了一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法。本发明贯穿废气脱硫治理设施生产运行数据，并根据此建立了pH优化设定值预测模型，通过对该动态模型对pH优化设定值和浆液流量优化设定值进行每时每刻的优化控制，能够实现pH值的自动调控，解决了现有技术中运行人员根据经验对pH值设定值或者石灰石供浆变频器频率进行调节的问题，以及pH值控制过程大滞后、慢动态的问题，提高了pH值控制品质；此外，还可实现出口SO₂浓度闭环控制，进而保证脱硫控制品质。

技术领域

本发明涉及火电机组脱硫技术领域，特别涉及一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统。此外，本发明还涉及一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法。

背景技术

为了保护环境，需要控制燃煤电厂的SO₂排放。目前控制燃煤电厂SO₂排放的途径主要有燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫3种。燃烧后脱硫即烟气脱硫是目前控制最行之有效的途径，也是国际上普遍采用的一种方式。在烟气脱硫方法中石灰石-石膏湿法烟气脱硫是目前普遍采用的技术。石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺以石灰石作为碱性脱硫吸收剂。石灰石块料经预破碎进入球磨机与水混合，磨成浆状，通过泵输送至脱硫吸收塔中。新鲜的脱硫剂进入吸收塔的浆液池与循环浆液混合，循环浆液经泵提升至塔顶喷淋层，由喷嘴分散成雾状液滴，雾状浆液液滴在下落过程中与酸性烟气混合接触，浆液液滴中的碳酸钙与烟气中的SO₂进行一系列的物理化学的吸收反应生成亚硫酸钙，同时伴随着pH值降低，亚硫酸钙在吸收塔浆池与鼓入的氧化空气中的氧气发生进一步反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶析出最终生成石膏(CaSO₄·H₂O)。脱硫后的烟气经除雾器除去烟气携带的细小液滴排入烟囱。吸收塔排出的石膏浆液经脱水系统浓缩脱水后，石膏作为副产品出售，废水经简单处理后部分回用，排出的废水经处理后达标排放。全流程主要包括吸收塔系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水处理系统。吸收塔设有两个出口，一个出口为石膏浆液出口，检测实时pH即检测石膏浆液出口的pH；另一个出口为干净烟气出口，检测SO₂的浓度即检测干净烟气出口SO₂的浓度。

石灰石湿法脱硫吸收塔烟气反应是一个大滞后、慢动态的过程，同时脱硫系统又是个复杂控制系统，这对于常规PID(Proportional Integral Derivative)控制策略带来很大的挑战。因此，为了优化该脱硫工艺过程的性能和运行参数，现在一般采用DCS(Distributed Control System)控制策略，该DCS控制策略的运行人员根据经验对烟气脱硫(FGD，Flue Gas Desulphurization)的主要控制指标通过pH值设定值或者石灰石供浆变频器频率进行调节，进而控制出口SO₂浓度。但是，当前控制回路pH值控制品质也不是很理想，运行人员常常会撤到手动。

鉴于此，开发一种能够提高pH值控制品质、实现出口SO₂浓度闭环控制，进而保证脱硫控制品质的火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，以提高pH值控制品质、实现出口SO₂浓度闭环控制，进而保证脱硫控制品质。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，火电机组脱硫装置设有吸收塔和石灰石浆液调节阀，火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统包括