基于时间窗焓值积分的烟气冷却控制方法及系统的制作方法_2

文档序号:9396202阅读:来源:国知局
>[0084] Gw (η):表示静态指令流量,单位为m3/s ;
[0085] Q(n):表示时间窗内应祛焓积分值,单位为kj/s ;
[0086] TO:表示预设的目标温度,单位为°(:;
[0087] Cw:水的质量比热,为 4. 19 (kj/kg · °C );
[0088] r:在TO °C时水的汽化潜热,单位为kj/kg · °C ;
[0089] Tw (η):表示冷却水温度,单位为°C ;
[0090] 1:表不时间窗长度;
[0091 ] f (η):表示调整参数归一化PID模块计算的矫正系数;
[0092] FsV (η):表示自适应指令流量,单位为m3/s。
[0093] 7、根据权利要求6所述的基于时间窗焓值积分的烟气冷却控制系统,其特征在 于:所述系统还包括调整参数归一化PID模块,用于根据进出口温度差通过调整参数归一 化PID模块校正所述静态函数关系模型得到冷却水的指令流量,PID控制公式为:

[0098] 其中,
[0099] Kp:比例系数;
[0100] T1:积分时间常数;
[0101] Td:微分时间常数;
[0102] Ts:采样周期;
[0103] e (η):反馈值同目标值的偏差;
[0104] f'(η):表示PID模块计算的矫正系数;
[0105] f (η):表示调整参数归一化PID模块计算的矫正系数。
[0106] y1:表示当f"(η)彡e :时f"(η)的预设值;
[0107] yh:表示当f"(η)彡e挪f"(η)的预设值。
[0108] 本发明根据原理上焓值的理论计算,结合降温过程确定时间窗长度。在时间窗内 首先计算烟气应祛焓的积分、再把积分值除以时间窗长度得到时间窗内单位时间应祛焓 值、再建立时间窗内单位时间应祛焓值同冷却水流量之间的静态函数关系。该关系模型不 可避免的存在误差,再根据进出口温度差通过调整参数归一化PID模块自动校正该静态函 数关系得到冷却水的指令流量,把该指令流量送给用于流量控制的程序模块由其完成流量 控制即可。
[0109] 该方法可以在不改变现有管道设备的前提下仅靠改变喷水程序就能改善烟气冷 却塔体的结垢情况、稳定塔内温度,最大限度的节省冷却水、延长调节阀寿命。
【附图说明】
[0110] 图1是烧结烟气脱硫的工艺简图;
[0111] 图2是本发明基于时间窗焓值积分的温度控制模型组合结构图;
[0112] 图3是本发明基于时间窗焓值积分的温度控制模型系统结构图;
[0113] 图4是本发明时间窗焓值积分的温度控制模型接口图;
[0114] 图5是本发明于时间窗焓值积分的温度控制模型在脱硫系统中的应用示意图。
【具体实施方式】
[0115] 下面结合附图对本发明做进一步的描述。
[0116] 实施例1
[0117] 本实施例基于时间窗焓值积分的烟气冷却控制系统,包括4个程序模块分别是
[0118] (1)介质流量滤波模块
[0119] (2)时间窗应祛焓值积分计算模块
[0120] (3)计算有效冷却水流量模块
[0121] (4)调整参数归一化PID模块
[0122] 如图2所示,4个程序模块的基于时间窗焓值积分的温度控制模型组合结构图,图 中,
[0123] a:表示用于调整滤波效果的参数
[0124] v。(η):表示进入塔体的的烟气流量测量值,单位为m3/s
[0125] v。'(η):表示经过滤波处理的烟气流量测量值,单位为m3/s
[0126] Q(n):表示时间窗内应祛焓积分值,单位为kj/s
[0127] f (η):表示调整参数归一化PID模块计算的矫正系数
[0128] 1:表示时间窗长度(以采样个数计),其值为烟气从入口温度降至目标温度所需 时间除以采样周期
[0129] T(η):表示进入塔体的的烟气温度测量值,单位为°C
[0130] Τ0:表示人为设置的目标温度,单位为°〇
[0131] Tw (η):表示冷却水温度,单位为°〇
[0132] Tl (η):表示流出塔体的烟气温度测量值,单位为°C
[0133] FsV (η):表示自适应指令流量,单位为m3/s。
[0134] 各个模块的详细描述如下:
[0135] (1)介质流量滤波模块
[0136] 该模块为了过滤变化剧烈的流量信号和干扰信号,是对剧烈变化的信号和被干扰 型号的技术性处理,经过滤波的信号保留了信号变化的趋势和有用信息。由于该模块通过 计算机编程实现所以用更为实用的差分方程形式来表达,公式如式(1)所示:
[0138] 式中:
[0139] a:表示用于调整滤波效果的参数
[0140] v。(η):表示进入塔体的的烟气流量测量值,单位为m3/s
[0141] v。'(η):表示经过滤波处理的烟气流量测量值,单位为m3/s
[0142] Ts:表示采样周期,单位为s
[0143] (2)时间窗应祛焓值积分计算模块
[0144] 该模块中需要完成在时间窗内烟气应祛焓的积分,该模块是实现本发明思想的核 心部分之一。时间窗的长度对应烟气从高温降到目标温度所需的时间,这个时间是一个经 验值。该模块的差分方程表达式如式(2)所示:
[0146] 式中:
[0147] Q(n):表示时间窗内应祛焓积分值,单位为kj/s
[0148] 表示气体的平均摩尔定压比热,单位为kj/kmol · °C ;
[0149] T(η):表示进入塔体的的烟气温度测量值,单位为°C
[0150] TO:表示人为设置的目标温度,单位为°〇
[0151] Ts:表示采样周期,单位为s
[0152] 1:表示时间窗长度(以采样个数计),其值为烟气从入口温度降至目标温度所需 时间除以采样周期
[0153] (3)计算有效冷却水流量模块
[0154] 该模块根据时间窗内应祛焓积分值计算冷却水的流量值,该流量值是决定应喷射 的冷却水的"静态指令流量",该模块的差分方程表达式如式(3. 1)、(3. 2)所示:
[0157] 式中:
[0158] Gw (η):表示静态指令流量,单位为m3/s
[0159] Q(n):表示时间窗内应祛焓积分值,单位为kj/s
[0160] TO:表示人为设置的目标温度,单位为°〇
[0161] Cw:水的质量比热,为 4. 19(kJ/kg · °C )
[0162] r:在T0°C时水的汽化潜热,单位为kj/kg · °C
[0163] Tw (η):表示冷却水温度,单位为°C
[0164] 1:表示时间窗长度(以采样个数计),其值为烟气从入口温度降至目标温度所需 时间除以采样周期
[0165] f (η):表示调整参数归一化PID模块计算的矫正系数
[0166] Fsv (η):表示自适应指令流量,单位为m3/s
[0167] (4)调整参数归一化PID模块
[0168] 该模块包括2个公式,其中1个是传统的PID表达式见式(4. 1),另1个负责把传 统PID的输出值做归一化处理见式(4. 2)。
[0172] 式中:
[0173] Kp:比例系数;
[0174] T1:积分时间常数;
[0175] Td:微分时间常数;
[0176] Ts:采样周期;
[0177] e (η):反馈值同目标值的偏差;
[0178] f'(η):表示常用PID模块计算的矫正系数;
[0179] f (η
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