CN100582726C - 燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统电厂子站监测方法 - Google Patents

Abstract

燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统电厂子站监测方法属于电力系统自动化控制技术领域，其特征在于在第k个采样间隔后，采集了燃煤发电机组的原烟气硫含量、净烟气硫含量等多个脱硫设施关键数据；同时还采集了增压风机功率、浆液泵运行状态、旁路挡板门运行状态等多个关键设备的数据，从而更加准确的掌握脱硫设施的实际运行状态；另外本发明通过算法计算出机组实际通过脱硫设施进行脱硫处理的烟气率；同时结合旁路挡板门运行状态、增压风机的运行状态等其他相关参数，得出脱硫设施真正的日投运率以及脱硫设施的投运状态。本发明可以实用于我国各大区域和省级电网的燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统，提高监测的可靠性和有效性。

Description

燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统电厂子站监测方法

技术领域

本技术发明属于电力系统省级电网和区域大电网中的燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统电厂子站监测方法。

背景技术

二氧化硫排放是造成我国大气环境污染及酸雨不断加剧的主要原因。燃煤机组所排放的烟气已成为二氧化硫排放的重要来源。我国大中型燃煤发电机组为适应环保要求，减排二氧化硫，在烟道中安装了造价高昂的烟气脱硫设施；但是由于脱硫设施设备运行复杂、运行成本和维护难度都比较高，因此脱硫设施的实际运行状况并不理想。针对目前脱硫设施运行的实际现状，国家发展改革委和国家环保总局联合会下发了《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法(试行)》，要求发电企业安装的烟气脱硫设施必须达到环保要求，并安装烟气自动在线监测系统，由省级环保部门和省级电网企业负责实时监测。

正是在这样的背景下，本发明将新的脱硫监测方法引入电力系统，提出了燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统子站监控方法，实现对燃煤发电机组的脱硫实时在线准确监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统电厂子站监测方法。

本发明的特征在于，该方法在燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统电厂子站调控计算机依次按照以下步骤实现的：

步骤(1)：初始化

给定：燃煤发电机组脱硫系统增压风机的三相电流、三相电压和有功功率的实时量测值；增压风机出口烟气流量的实时量测值；发电厂锅炉一次和二次送风流量总和的量测值；原烟气SO2浓度的量测值；烟囱出口净烟气的SO₂浓度的量测值；旁路挡板门开度信号的量测值；发电机组的有功功率和无功功率；脱硫装置投/退信号；脱硫系统用料投/退信号；循环浆液泵运行/停止信号；机组脱硫入口CEMS启/停信号；机组烟囱入口CEMS启/停信号；机组运行/停止状态信号；

设定：燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统的采样间隔时间为T_采样；

步骤(2)：在当前时刻，以每日的零点作为起始时间，第k个采样间隔后，根据给定的燃煤发电机组脱硫系统的各种实时量测值和信号，进行以下的计算：

①燃煤发电机组脱硫系统实时脱硫效率计算和进行脱硫的实时烟气率计算：

根据给定的原烟气SO2浓度的量测值和烟囱出口净烟气的SO₂浓度的量测值，进行以下的计算：

根据给定的增压风机出口烟气流量的实时量测值、发电厂锅炉一次和二次送风流量总和的量测值，进行以下的计算：

②脱硫设施日投运时间和发电机组日运行时间计算：

根据给定的机组脱硫入口CEMS启/停信号、机组烟囱入口CEMS启/停信号和机组运行/停止状态信号，设定以下的等式：

T_脱硫[k]＝第k个采样间隔后脱硫设施日投运时间，

T_脱硫[k]＝T_脱硫[k-1]+T_采样×A×B，

T_机组[k]＝第k个采样间隔后机组日运行时间，

T_机组[k]＝T_机组[k-1]+T_采样×C，

③脱硫设施日运行投运率计算：

④脱硫设施日运行有效投运率计算：

根据上式计算的脱硫设施脱硫效率，设定以下的等式：

T_脱硫有效[k]＝第k个采样间隔后脱硫设施有效日投运时间，

T_脱硫有效[k]＝T_脱硫有效[k-1]+T_采样×A×B×D，

步骤(3)：根据步骤(2)所计算得到的各种结果以及系统给定的各种信号，分析脱硫设施的投运状态：

①脱硫设施正常投运状态的判断条件，必须同时全部满足以下条件方可判断脱硫设施正常投运状态：

a.脱硫系统实时脱硫效率[k]≥60％；

b.进行脱硫的实时烟气率[k]≥40％；

c.烟气旁路挡板门开度≤30％；

d.有一台或多台循环浆液泵处于运行中；

e.增压风机有功功率≥800kW；

②当机组运行/停止状态信号给出的是运行信号时，脱硫设施故障状态的判断条件，只要以下条件满足其中任何一条即可判断脱硫设施故障状态：

a.脱硫系统实时脱硫效率[k]＜50％；

b.进行脱硫的实时烟气率[k]＜30％；

c.烟气旁路挡板门开度＞80％；

d.循环浆液泵全部处于停运状态；

e.增压风机运行功率≤100kW；

③脱硫设施停运状态的判断条件，必须同时全部满足以下条件方可判断脱硫设施停运状态：

a.循环浆液泵全部处于停运状态；

b.增压风机运行功率≤50kW；

c.增压风机出口烟气流量≤50M³/S

步骤(4)：把步骤(2)和步骤(3)中得到的各数值进行输出。

本发明根据电力系统中燃煤发电机组脱硫系统的特点，将新的脱硫监测方法引入电力系统，提出了燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统电厂子站监测方法。本发明采集多个脱硫设施关键数据，能够更加准确的掌握脱硫设施的实际运行状态。具体而言，有以下优点：

1)本发明提出的监测方法采集了燃煤发电机组的脱硫效率、原烟气硫含量、净烟气硫含量等多个脱硫设施关键数据；同时本方法还采集了增压风机功率、浆液泵运行状态、旁路挡板门运行状态等多个反映脱硫设施运行真实状态的关键设备的数据，从而更加准确的掌握脱硫设施的实际运行状态；

2)本发明提出的监测方法同时采集机组一二次风流量和脱硫设施中的增压风机出口烟气流量这两个关键参数，通过算法计算出机组实际通过脱硫设施进行脱硫处理的烟气率；

3)本发明提出的监测方法结合旁路挡板门运行状态、增压风机的运行状态等其他相关参数，从而得出脱硫设施真正的日投运率以及脱硫设施的投运状态；

本发明提出的燃煤发电机组脱硫实时在线监测子站监测方法可以实用于我国各大区域和省级电力系统的燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统之中，并产生重大的经济和社会效益。

附图说明

图1.本发明所述方法的硬件平台。

图2.本发明所述方法的程序流程框图。

具体实施方式

本发明采集多个脱硫设施关键数据，将新的脱硫监测方法引入电力系统，提出了燃煤发电机组脱硫实时在线监测子站监控方法(如图1所示)，并且可以通过计算机进行自动监测。

该发明包含以下的步骤(流程参见图2)：

步骤1：在离线状态下，设定燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统的采样间隔时间T采样；

步骤2：给定燃煤发电机组脱硫系统增压风机的三相电流、三相电压和有功功率的实时量测值；增压风机出口烟气流量的实时量测值；发电厂锅炉一次和二次送风流量总和的量测值；原烟气SO2浓度的量测值；烟囱出口净烟气的SO₂浓度的量测值；旁路挡板门开度信号的量测值；发电机组的有功功率和无功功率；脱硫装置投/退信号；脱硫系统用料投/退信号；循环浆液泵运行/停止信号；机组脱硫入口CEMS启/停信号；机组烟囱入口CEMS启/停信号；机组运行/停止状态信号；

步骤3：根据给定的燃煤发电机组脱硫系统的各种实时量测值和信号，计算燃煤发电机组脱硫系统实时脱硫效率和进行脱硫的实时烟气率：

步骤4：根据给定的机组脱硫入口CEMS启/停信号、机组烟囱入口CEMS启/停信号和机组运行/停止状态信号，计算发电机组脱硫设施日投运时间、发电机组日运行时间

步骤5：根据步骤3和步骤4计算的结果，计算脱硫设施日运行投运率脱硫设施和日运行有效投运率；

步骤6：根据以上步骤所计算得到的各种结果以及系统给定的各种信号，分析计算脱硫设施的投运状态；

步骤7：把步骤3到步骤6中所计算得到的各种数据作为输出数据进行输出；

Claims (1)

1、燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统电厂子站监测方法，其特征在于，该方法是在燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统电厂子站调控计算机上依次按照以下步骤实现的：

步骤1：初始化

在离线状态下设定：燃煤发电机组脱硫实时在线监测系统的采样间隔时间为T_采样；

给定：燃煤发电机组脱硫系统增压风机的三相电流、三相电压和有功功率的实时量测值；增压风机出口烟气流量的实时量测值；发电厂锅炉一次和二次送风流量总和的量测值；原烟气SO₂浓度的量测值；烟囱出口净烟气的SO₂浓度的量测值；旁路挡板门开度信号的量测值；发电机组的有功功率和无功功率；脱硫装置投/退信号；脱硫系统用料投/退信号；循环浆液泵运行/停止信号；机组脱硫入口CEMS启/停信号；机组烟囱入口CEMS启/停信号；机组运行/停止状态信号；

步骤2：在当前时刻，以每日的零点作为起始时间，第k个采样间隔后，根据给定的燃煤发电机组脱硫系统的各种实时量测值和信号，进行以下的计算：

①燃煤发电机组脱硫系统实时脱硫效率计算和进行脱硫的实时烟气率计算：

根据给定的原烟气SO₂浓度的量测值和烟囱出口净烟气的SO₂浓度的量测值，进行以下的计算：

根据给定的增压风机出口烟气流量的实时量测值、发电厂锅炉一次和二次送风流量总和的量测值，进行以下的计算：

②脱硫设施日投运时间和发电机组日运行时间计算：

根据给定的机组脱硫入口CEMS启/停信号、机组烟囱入口CEMS启/停信号和机组运行/停止状态信号，设定以下的等式：

T_脱硫[k]＝第k个采样间隔后脱硫设施日投运时间，

T_脱硫[k]＝T_脱硫[k-1]+T_采样×A×B，

T_机组[k]＝第k个采样间隔后机组日运行时间，

T_机组[k]＝T_机组[k-1]+T_采样×C，

③脱硫设施日运行投运率计算：

④脱硫设施日运行有效投运率计算：

根据计算的脱硫系统的实时脱硫效率，设定以下的等式：

T_脱硫有效[k]＝第k个采样间隔后脱硫设施有效日投运时间，

T_脱硫有效[k]＝T_脱硫有效[k-1]+T_采样×A×B×D，

步骤3：根据步骤2所计算得到的各种结果以及系统给定的各种信号，分析脱硫设施的投运状态：

①脱硫设施正常投运状态的判断条件，必须同时全部满足以下条件方可判断脱硫设施正常投运状态：

a.脱硫系统实时脱硫效率[k]≥60％；

b.进行脱硫的实时烟气率[k]≥40％；

c.烟气旁路挡板门开度≤30％；

d.有一台或多台循环浆液泵处于运行中；

e.增压风机有功功率≥800kW；

②当机组运行/停止状态信号给出的是运行信号时，脱硫设施故障状态的判断条件，只要以下条件满足其中任何一条即可判断脱硫设施故障状态：

a.脱硫系统实时脱硫效率[k]＜50％；

b.进行脱硫的实时烟气率[k]＜30％；

c.烟气旁路挡板门开度＞80％；

d.循环浆液泵全部处于停运状态；

e.增压风机运行功率≤100kW；

③脱硫设施停运状态的判断条件，必须同时全部满足以下条件方可判断脱硫设施停运状态：

a.循环浆液泵全部处于停运状态；

b.增压风机运行功率≤50kW；

c.增压风机出口烟气流量≤50M³/S；

步骤4：把步骤2和步骤3中得到的各数值进行输出。

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