一种火电站湿法烟气脱硫系统的控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种改善吸收塔石灰石供浆量跟踪性能和提高机组经济性能的火电站湿法烟气脱硫系统控制方法，包括如下步骤：(1)以热量信号为基础，利用RLS最小二乘算法设计自适应滤波器，对辐射能信号进行滤波；(2)以滤波后的炉膛辐射能信号作为前馈信号构成串级控制系统，在串级控制系统中PID控制器采用抗积分饱和PID控制器，同时对PID控制器输出的石灰石浆液控制信号也进行高／低限幅；(3)所述的辐射能信号是利用锅炉现场检测系统的炉膛火焰图像探测器摄取的火焰彩色图像，经过比色测温原理计算获得。
【专利说明】一种火电站湿法烟气脱硫系统的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种脱硫控制方法，尤其是一种火电站湿法烟气脱硫系统的控制方法。
【背景技术】
[0002]我国是一个以煤炭为主要能源的国家，燃煤发电是我国煤炭利用的最重要途径之一。根据我国的国情，二十一世纪燃煤发电将占主导地位。在燃煤火电机组排放的众多大气污染物中，SO2以及粉尘对环境的危害较大，是要控制的主要污染物。随着社会的进步和经济的发展，火电厂对大气环境的污染已受到人们的普遍关注，因此有效的降低污染物排放以改善对环境的影响是我国能源领域可持续发展所面临的严峻挑战。
[0003]目前，已有的烟气脱硫技术包括湿法脱硫和干法脱硫等。其中湿法脱硫技术的运用最为广泛。湿法烟气脱硫是当今国际上85%左右大型火电厂采用的工艺流程，而烟气脱硫吸收塔是其关键核心设备，已在工程上得到了广泛应用。湿法烟气脱硫吸收塔的原理是利用石灰石碱性浆液从上向下喷淋，烟气从下向上流动，石灰石浆液滴在下落过程中吸收烟气中的SO2，达到脱除烟气中的SO2的目的。
[0004]湿法烟气脱硫系统中的吸收塔石灰石供浆量的控制目标既要达到预期的脱硫效率又要获得吸收剂的最佳利用率，同时还要考虑PH值的稳定性，防止对副产品石膏品质产生影响及对设备造成腐蚀。而在实际机组运行过程中，由于煤种或煤量的变化，石灰石供浆量总会出现偏大或偏小的现象。石灰石浆液供浆量偏小会造成出口 SO2含量增高，不能满足环保要求。石灰石浆液供浆量偏大，会导致石灰石消耗量与吸收塔搅拌器、浆液循环泵的耗电量增加，提高脱硫系统的运行成本，长期过量会导致未完全反应的亚硫酸钙附着在碳酸钙表面，产生亚硫酸盐致盲现象，阻碍脱硫反应的进行，影响脱硫效率。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种改善吸收塔石灰石供浆量跟踪性能和提高机组经济性能的火电站湿法烟气脱硫系统控制方法。
[0006]实现本发明目的的一种火电站湿法烟气脱硫系统的控制方法，包括如下步骤:
[0007](I)以热量信号为基础，利用RLS最小二乘算法设计自适应滤波器，对辐射能信号进行滤波；
[0008](2)以滤波后的辐射能信号作为前馈信号构成串级控制系统，在串级控制系统中PID控制器采用抗积分饱和PID控制器，同时对PID控制器输出的石灰石浆液控制信号也进行高/低限幅；滤波后的辐射能信号和石灰石浆液流量信号构成副回路；副调节器(PID2)主要任务是迅速抵消落在副环内的二次扰动，所以副调节器PID2为选择比例调节器；石膏浆液PH值信号和石膏浆液PH值手动给定值构成主回路；主调节器(PIDl)的任务是保证PH值符合生产要求，所以主调节器PIDl为选择比例积分调节器；
[0009](3)在控制系统投入运彳丁后，王回路环和副回路环的波动频率不冋，副回路环频率较闻，主回路环频率较低。在整定时，应尽量加大副调节器(PID2)增益以提闻副回路环的增益，目的是使主、副回路环的频率错开，最好相差3倍以上；在线对石灰石浆液串级控制系统逻辑中主调节器(PIDl)控制器的比例、积分系数进行调试，使烟气出口 SO2含量和吸收塔浆液PH值满足设计要求；
[0010](4)所述的辐射能信号是利用锅炉现场检测系统的炉膛火焰图像探测器摄取的火焰彩色图像，经过比色测温原理计算获得。
[0011]本发明的一种火电站湿法烟气脱硫系统的控制方法的有益效果如下:
[0012]本发明的一种火电站湿法烟气脱硫系统的控制方法，用以热量信号为基础的炉膛辐射能信号作为前馈信号构成串级控制系统的调节策略；利用辐射能对锅炉燃料量的变化响应迅速这一特点，可以提高系统的控制品质，改善吸收塔石灰石供浆量跟踪性能，同时也能够提高机组运行的经济性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的一种火电站湿法烟气脱硫系统的控制方法的示意图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本发明的一种火电站湿法烟气脱硫系统的控制方法，包括如下步骤:
[0015](I)以热量信号为基础，利用RLS最小二乘算法设计自适应滤波器，对辐射能信号进行滤波；
[0016](2)以滤波后的辐射能信号作为前馈信号构成串级控制系统中，在串级控制系统中PID控制器采用抗积分饱和PID控制器，同时对PID控制器输出的石灰石浆液控制信号也进行闻/低限幅；
[0017](3)滤波后的辐射能信号，石灰石浆液流量信号构成副回路。副调节器PID2主要任务是迅速抵消落在副环内的二次扰动，如给煤量，SO2浓度以及烟气流量的扰动，所以副调节器PID2选择比例调节器。石膏浆液PH值信号和石膏浆液PH值手动给定值构成主回路。主调节器PIDl的任务是保证PH值符合生产要求，所以主调节器PIDl选择比例积分调节器。
[0018](4)在控制系统投入运行后，主环和副环的波动频率不同，副环频率较高，主环频率较低。在整定时，应尽量加大副调节器PID2增益以提高副环的增益，目的是使主副环的频率错开，最好相差3倍以上。在线对石灰石浆液串级控制系统逻辑中主调节器PIDl控制器的比例、积分系数进行调试，使烟气出口 SO2含量和吸收塔浆液PH值满足设计要求。
[0019](5)所述的辐射能信号是利用锅炉现场检测系统的炉膛火焰图像探测器摄取的火焰彩色图像，经过比色测温原理计算获得。
[0020]本发明的一种火电站湿法烟气脱硫系统的控制方法的优点如下:
[0021]以热量信号为基础，利用RLS最小二乘算法设计自适应滤波器，使辐射能信号继承了原有的迅速响应燃料量变化的优点，又减小辐射能信号的脉动，防止PID控制器由于辐射能信号的脉动而产生误动作，提高控制品质。
[0022]本发明的控制方法，不仅保证烟气出口含量满足环保要求，同时又减小石灰石消耗量与吸收塔搅拌器、浆液循环泵的耗电量，每日节约厂用电I 852kW / h，直接厂用电率下降0.1%，降低脱硫系统的运行成本，为今后电厂节能提供了方向和依据。
[0023]上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种火电站湿法烟气脱硫系统的控制方法，包括如下步骤: (1)以热量信号为基础，利用RLS最小二乘算法设计自适应滤波器，对辐射能信号进行滤波； (2)以滤波后的辐射能信号作为前馈信号构成串级控制系统，在串级控制系统中PID控制器采用抗积分饱和PID控制器，同时对PID控制器输出的石灰石浆液控制信号也进行高/低限幅；滤波后的辐射能信号和石灰石浆液流量信号构成副回路；副调节器(PID2)为选择比例调节器；石膏浆液PH值信号和石膏浆液PH值手动给定值构成主回路；主调节器(PIDl)为选择比例积分调节器； (3)在控制系统投入运彳丁后，王回路和副回路的波动频率不冋，副回路频率较闻，王回路频率较低；在整定时，加大副调节器(PID2)增益以提高副回路的增益，使主、副回路的频率错开，相差3倍以上；在线对石灰石浆液串级控制系统逻辑中主调节器(PIDl)的比例、积分系数进行调试，使烟气出口 SO2含量和吸收塔浆液PH值满足设计要求； (4)所述的辐射能信号是利用锅炉现场检测系统的炉膛火焰图像探测器摄取的火焰彩色图像，经过比色测温原理计算获得。
【文档编号】B01D53/50GK103623690SQ201310563875
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】程亮 申请人:大唐武安发电有限公司