专利名称：一种用于湿法烟气脱硫系统的开环模糊控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及湿法烟气脱硫技术领域，尤其是涉及一种脱硫系统的开环模 糊控制系统。
背景技术：
随着人们对二氧化硫和粉尘污染认识的提高，许多地方开始实行了严格 的排放标准，对排放烟气进行实时连续的监测，并要求将数据传送到相关职 能部门。不仅要求经处理后的烟气中二氧化疏达标排放，更要求脱硫系统能 够连续稳定运行。
目前脱石克控制系统主要对脱碌u液pH值进行调节控制，通常釆用PID或复 杂PID控制算法。由于pH值滞后时间长、非线性、扰动因素多，很难用经典 与现代控制理论建立精确数学模型，采用常规的控制算法既无法保证系统动 态响应效果，更无法保证系统稳态控制精度。当燃煤含硫量、锅炉负荷等系 统参数发生变化时，易引起系统运行的不稳定。
目前脱硫控制系统一般没有对排放S02浓度进行直接控制，往往造成脱 硫剂消耗大，增加系统运行费用。
随着计算机技术的应用和发展，将模糊集合理论运用于自动控制而形成 的模糊控制理论，在近年来得到了迅速的发展，其原因在于对那些时变的非 线性复杂系统，当无法获得精确的数学模型的时候，利用具有智能的模糊控 制器能给出有效的控制。在化工、炼钢、经济系统以及医学心理等系统中， 要得到正确且精密的数学模型是相当困难的，这些系统却具有大量的以定性 形式表示的极其重要的先验信息，以及仅仅用语言规定的性能指标，这类系 统由人来控制却往往容易做到。这是因为过程操作人员的控制方法是建立在 直观的和经验的1^出上，他们凭借实践积累的经验，采取适当的对策完成控 制任务，于是，人们把操作人员的控制经验归纳成定性描述的一组条件语句， 然后运用模糊集合理论将其定量化，使控制器得以接受人的经验，模仿人的 操作策略，这样就产生了以模糊集合理论为基础的模糊控制。
模糊控制的主要思路是根据控制系统的设定值与输出值之间的误差E及其变化率AE，将其模糊化以后按照由人的经验直接总结出来的语言控制规 则进行模糊推理，给出模糊输出判决，再将其转化为精确量，对被控对象实 施控制。
发明内容
本发明提供了 一种用于湿法烟气脱硫系统的开环模糊控制系统，可在保 证脱硫系统连续、稳定、经济运行的同时，烟气达标排放。控制系统运行稳 定、操作简便、投资少、环境适应性强。
一种用于湿法烟气脱硫系统的开环模糊控制系统，包括可编程序控制器 (PLC)、变频调速控制器、pH计、烟气流量计、脱硫剂浆液泵、工业控制计
算机；
所述的工业控制计算机作为控制系统的工程师站或操作员站，将要求的 S02排放浓度、锅炉蒸发量、燃煤含硫量直接写入操作员站相关界面，锅炉负 荷根据实际条件直接写入操作员站相关界面或接入PLC，锅炉跳闸信号 (MFT)、机组烟气脱硫切除指令接入PLC，用热电阻和烟气流量计将入口烟 气温度和流量信号接入PLC，由工业控制计算机模糊运算后输出循环泵运行 台数和脱硫液pH设定值；
通过可编程序控制器控制循环泵运行台数，控制脱硫液循环量；将脱硫 剂品质(钙含量、酸不溶物含量)、要求的脱硫剂浆液浓度写入操作员站相关 界面，将脱硫液pH设定值作为系统给定，用安装在循环管路上的pH计测量 脱硫液实际pH值接入PLC，运算脱硫液pH设定值和脱硫液实际pH值的偏 差，并将偏差对时间求一次导数(d/dt)得到变化率，由工业控制计算才M艮据 模糊控制理论运算，控制PLC的模拟量输出，再由该输出信号控制变频调速 控制器，调节脱>5克剂浆液泵的流量，实现脱^/液pH值的准确控制，开环控制
排放的S02浓度。
由PLC采集各循环泵运行状态和参数，包括循环泵流量、循环泵运行台 数、循环泵运行电流、脱硫塔液位，由工业控制计算机运算得到脱硫液循环 量。
由PLC控制脱硫剂定量添加装置、补水装置和体积控制装置，实现脱硫 剂浆液浓度控制。
所述的控制系统包括安全报警联动，安全报警联动包括系统参数报警、工艺运行参数报警、设备故障报警，因系统参数及工艺运行参数超限、设备 故障而产生的保护联锁动作。不仅保证了脱硫系统还保证了锅炉系统的安全 运行。
本发明系统首先根据脱硫系统工艺设备配置，结合原烟气参数，由计算 机采用经工程实践不断完善的开环模糊控制策略运算，得出循环泵运行台数
和脱硫系统的关键过程控制参数脱硫液pH值，完成系统工艺运行参数的自动 设定。系统运行过程中，原烟气参数发生变化或工艺设备出现故障时，工艺 运行参数将根据控制策略调整，实现排放S02浓度的开环控制，确保脱硫系 统烟气的达标排;改。
由于脱硫液pH值滞后时间长、非线性、扰动因素多，^b啦用经典与现代 控制理论建立精确数学模型。采用开环模糊控制策略，既保证系统动态响应 效果(小于3min)，又改善了系统稳态控制精度(± 0.05pH),实现脱石克液pH 值的准确控制，满足了系统连续稳定运行的要求。
图1为本发明S02浓度开环控制框图。
图2为本发明pH控制框图。
具体实施例方式
如图1所示，用工业控制计算机作控制系统的工程师站或操作员站，要
求的S02排放浓度、锅炉蒸发量、燃煤含硫量直接写入操作员站相关界面，
锅炉负荷根据实际条件直接写入操作员站相关界面或通过硬接线方式接入
PLC，锅炉MFT、机组烟气脱疏切除指令通过硬接线方式接入PLC,用Pt100 热电阻和热导式一体化气体流量计将入口烟气温度和流量信号接入PLC，由 工业计算才;i^莫糊运算后输出循环泵运行台数和脱^i液pH设定值，用于系统控 制。
如图2所示，将脱硫剂品质、脱硫剂浆液浓度直接写入操作员站相关界 面，由PLC根据要求的浆液浓度控制脱疏剂添加量和脱硫剂配制系统。图l 中得到的脱硫液pH设定值作为系统给定，用安装在循环管路上的玻璃电极 pH计测量脱碌b液实际pH值作为反馈并接入PLC,运算得到它们的偏差并将 偏差对时间求一次导数(d/dt)得到变化率，pH值模糊语言值取5，辅助控制参数模糊语言值取3，根据模糊控制理论进行运算，控制PLC的输出，再由 该输出信号控制变频调速控制器，调节脱硫剂浆液泵的流量，实现脱硫液pH 值的准确控制。
由PLC采集各循环泵运行状态和参数，经工业控制计算机运算，得到系 统脱硫液循环量。
由PLC控制脱硫剂定量添加装置、补水装置和体积控制装置，实现浆液 浓度控制，使脱硫系统运行更稳定。
应用例
某工程锅炉蒸发量130 t/h、燃煤含>5危量1.5%，锅炉负荷95%，烟气温度
为150。C，要求排放SO2浓度300mg/Nm3。
系统计算出循环泵运行台数为2台，脱硫液pH设定值为6.0。 脱硫系统运行后，脱硫液pH值准确控制i 6.0,烟气排放S02浓度
280~300mg/Nm3脱石克效率达90%以上。
权利要求
1、一种用于湿法烟气脱硫系统的开环模糊控制系统，包括可编程序控制器、变频调速控制器、pH计、烟气流量计、脱硫剂浆液泵、工业控制计算机；将要求的SO2排放浓度、锅炉蒸发量、燃煤含硫量写入工业控制计算机，锅炉负荷直接写入工业控制计算机或接入可编程序控制器，用热电阻和烟气流量计将入口烟气温度和流量信号接入可编程序控制器，由工业控制计算机模糊运算输出循环泵运行台数和脱硫液pH设定值；通过可编程序控制器控制循环泵运行台数，控制脱硫液循环量；将脱硫剂钙含量和酸不溶物含量、要求的脱硫剂浆液浓度写入工业控制计算机，将脱硫液pH设定值作为系统给定，用安装在循环管路上的pH计测量脱硫液实际pH值接入可编程序控制器，运算脱硫液pH设定值和脱硫液实际pH值的偏差，并将偏差对时间求一次导数得到变化率，由工业控制计算机模糊运算，控制可编程序控制器的模拟量输出，再由该输出信号控制变频调速控制器，调节脱硫剂浆液泵的流量，实现脱硫液pH值的控制，实现SO2排放浓度的控制。
2、 如权利要求1所述的用于湿法烟气脱^^系统的开环才莫糊控制系统，其 特征在于将锅炉跳闸信号、机组烟气脱硫切除指令接入可编程序控制器。
3、 如权利要求1或2所述的用于湿法烟气脱硫系统的开环模糊控制系统， 其特征在于可编程序控制器采集各循环泵运行状态和参数，包括循环泵流 量、循环泵运行台数、循环泵运行电流、脱碌u塔液位，由工业控制计算机运 算得到脱硫液循环量。
4、 如权利要求1或2所述的用于湿法烟气脱硫系统的开环模糊控制系统， 其特征在于可编程序控制器控制脱硫剂定量添加装置、补水装置和体积控 制装置，实现脱硫剂浆液浓度控制。
5、 如权利要求1所述的用于湿法烟气脱硫系统的开环模糊控制系统，其 特征在于所述的开环模糊控制系统包括安全报警联动。
6、 如权利要求5所述的用于湿法烟气脱硫系统的开环模糊控制系统，其 特征在于所述的安全报警联动包括系统参数报警、工艺运行参数报警、设 备故障报警，因系统参数及工艺运行参数超限、设备故障而产生的保护联锁 动作。
全文摘要
本发明公开了一种用于湿法烟气脱硫系统的开环模糊控制系统，涉及湿法烟气脱硫技术领域，包括可编程序控制器(PLC)、变频调速控制器、pH计、烟气流量计、脱硫剂浆液泵、工业控制计算机。根据SO<sub>2</sub>排放浓度要求和原烟气参数，由工业控制计算机采用开环模糊控制策略运算，得出循环泵运行台数和脱硫液pH设定值，并准确控制脱硫液pH值，开环控制排放的SO<sub>2</sub>浓度，同时可以实现脱硫剂浆液浓度控制和脱硫液循环量控制。该系统操作简便、投资少、运行成本低，在确保脱硫系统连续、稳定、经济运行的同时，保证烟气达标排放。
文档编号G05B19/418GK101303595SQ200810062298
公开日2008年11月12日 申请日期2008年6月19日 优先权日2008年6月19日
发明者吴忠标, 徐卫平, 李红兵, 程常杰, 莫建松, 褚红斌 申请人:浙江天蓝脱硫除尘有限公司;吴忠标