[发明专利]基于脱硫系统入口二氧化硫含量的石灰石浆液量预估方法

权利要求书

1.一种基于脱硫系统入口SO₂含量的石灰石浆液量预估方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：记录关键参数历史数据；

首先通过电厂安装的传感器进行测量并记录烟气体积流量G、脱硫系统入口硫氧化物体积浓度测量石灰石浆液质量流量F_Ca、pH值控制偏差ΔpH历史数据；

步骤二：构建脱硫系统浆液量修正模型；

理论脱硫系统浆液量计算公式如下：

式中，F_Ca为石灰石浆液质量流量；为硫氧化物质量流量；为硫氧化物质量浓度；G为烟气体积流量；为脱硫效率；S_t为钙硫比；为CaCO₃的摩尔量；为SO₂的摩尔量；F_R为石灰石纯度；为石灰石浆液的含固量；

上述计算公式中，脱硫效率钙硫比S_t、CaCO₃的摩尔量SO₂的摩尔量石灰石纯度F_R、石灰石浆液的含固量参数为定值或可确定范围，因此上述浆液量计算公式简化为：

其中K_C为SO₂吸收反应比；

由于pH值是石灰石浆液流量控制的关键指标，也是衡量SO₂与石灰石浆液化学反应平衡的指标，不仅反映了石灰石浆液量的水平，石灰石浆液品质、喷淋情况、浆液循环量情况、脱硫效率变化也将最终反映在PH值的变化中；因此，PH值是石灰石浆液量需求估算的关键；考虑pH对模型的影响，将脱硫系统浆液量修正模型修正为如下所示：

式中，K_C为SO₂吸收反应比；ΔpH为pH值控制偏差；为影响pH值的浆液流量系数；

步骤三：确定脱硫系统浆液量修正模型关键参数；

通过稳态工况下的历史数据，根据测量石灰石浆液质量流量F_Ca、脱硫系统入口硫氧化物质量浓度烟气体积流量G、pH值控制偏差ΔpH历史数据，计算出SO₂吸收反应比K_C和影响pH值的浆液流量系数

步骤四：建立石灰石浆液量动态传递函数；

考虑被控对象的延迟与惯性；脱硫动态过程模型近似为一阶惯性动态传递函数：

式中，T_Ca为SO₂吸收过程时间常数；τ₁为SO2吸收过程延迟时间；s为虚变量；e为自然对数的底数；

步骤五：参数辨识获得动态参数；

选取历史动态工况数据，获得动态过程中石灰石浆液质量流量F_Ca、脱硫系统入口硫氧化物质量浓度烟气体积流量G、pH值控制偏差ΔpH历史数据，已知脱硫系统浆液量修正模型中SO₂吸收反应比K_C和影响pH值的浆液流量系数对石灰石浆液量动态传递函数中的动态过程时间常数T_Ca与延迟时间常数τ₁进行动态参数辨识；

动态参数辨识方法如下，将步骤四建立的动态传递函数进行离散化，得到脱硫系统浆液量的离散模型如下所示：

y(0)＝0

θ＝[T_Ca,τ₁]

式中θ为待估参数；x(n)、y(n)为中间变量；n为离散化采样点；Δt为采样间隔；

使用最小二乘法对θ进行寻优，寻找一个θ的估计值，使得各次测量的石灰石浆液质量流量F_Ca、pH值控制偏差ΔpH采样值与石灰石浆液质量流量估计值之差的平方和最小，即：

故估计值θ即为参数辨识结果，获得动态过程时间常数T_Ca与延迟时间常数τ₁；

步骤六：预估脱硫系统所需石灰石浆液质量流量；

通过传感器测量脱硫系统入口硫氧化物质量浓度烟气体积流量G的实时数据，使用步骤五脱硫系统浆液量的离散模型，即预测获得脱硫系统所需精确的石灰石浆液质量流量，从而依此给出浆液泵控制前馈设定，实现精确的控制，满足硫氧化物超净排放。