CN106843295B - 一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法及控制系统，用于环保领域。现有烟气旁路蒸发脱硫废水系统对运行人员要求高、测量装置异常会严重影响系统运行，本发明提供一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法及控制系统克服前述缺陷，其包括进口烟气流量调节装置、控制器、脱硫废水流量调节装置和雾化器控制机构以及吹灰器动作测量装置、燃煤机组负荷测量装置、出口烟道烟温测量装置，进口烟气流量调节装置输出端与控制器输入端相连，控制器输入端分别接吹灰器动作测量装置输出端和燃煤机组负荷测量装置输出端以及出口烟道烟温测量装置输出端，控制器输出端连脱硫废水流量调节装置输入端，脱硫废水流量调节装置输出端接雾化器控制机构输入端。

Description

一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法及控制系统
技术领域
本发明属于环保领域，特别是一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法及控制系统，所述控制方法和系统用于处理脱硫废水。
背景技术
现有火力发电行业广泛使用石膏-石灰石湿法脱硫工艺对烟气进行脱硫处理，这种脱硫过程会产生的大量脱硫废水，所述脱硫废水含盐量高、组成复杂，且有一定腐蚀性。对前述脱硫废水处理的不仅是火电行业废水处理的难点，也是实现燃煤机组废水零排放的关键。最近几年出现了一种新式脱硫废水处理处置技术：烟气旁路蒸发脱硫废水系统，该系统如图1所示，包括烟道母管1、脱硝装置2、空预器3、烟气冷却器4、电除尘器5、脱硫塔6、烟气加热器7、烟囱8、三联箱9、预沉器10、浓缩器11、脱硫废水流量计12、进口支管13、烟气进口流量调节挡板14、脱硫废水进料泵15、离心式雾化器16、热风分配器17、干燥塔18、固体排放口19、烟气出口开关阀20、出口支管21、出口测温装置22，所述系统的工作原理是将脱硫废水送至旁路烟气干燥塔，通过高速旋转的离心式雾化器使脱硫废水雾化，然后利用烟气余热在干燥塔内将脱硫废水瞬间蒸发，同时将脱硫废水中的污染物转化为结晶物或盐类等固体物质，随烟气中的飞灰一起被电除尘器或其他除尘装置收集，以实现湿法烟气脱硫废水的零排放。这种烟气旁路蒸发脱硫废水系统良好运行的关键是实现烟气和脱硫废水之间的匹配，现有控制方法运行时要对系统多个运行参数作实时测量，如进出口烟温、烟气流量、废水流量等，日常仪表维护工作繁重，一旦测量装置异常就会导致控制系统发生偏离，在对测量装置进行缺陷消除时期，烟气旁路蒸发脱硫废水系统存在失控的安全隐患；同时烟气旁路蒸发脱硫废水系统运行的调节装置多，如烟气流量调节挡板、废水流量调节阀等，控制逻辑复杂，对系统运行人员技术要求高。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法需要实时测量多个运行参数，对运行人员技术要求高，测量装置发生异常消除缺陷时系统存在失控风险等缺陷，提供一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法，使用该控制方法无需测量多个运行参数、对运行人员技术要求降低，同时对测量装置的依赖度也大大降低，即使测量装置发生异常也不会产生控制异常而影响系统正常工作。此外，本控制方法逻辑简单、易于掌握，方便系统维护，同时还利于运行人员后期调整，使烟气旁路蒸发脱硫废水系统在长期复杂的工况下都能保持控制品质；本发明不仅可用于烟气旁路蒸发脱硫废水系统的常规控制，也可作为实时运行参数测量系统故障时的备用控制方式。
为实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法，其特征是依序进行的以下步骤：
第一步，设定系统长期运行的干燥塔出口烟气目标值温度T1、上限报警温度T2、下限报警温度T3，且T3＜T1＜T2，同时固定烟气进口流量调节挡板开度为K1；
第二步，在燃煤机组稳定运行且吹灰器不投运的情况下，固定烟气进口流量调节挡板在开度K1，使燃煤机组在40%～100%负荷区间运行，并在所述运行区间内测试若干选定负荷下出口烟气温度保持在T1时对应的脱硫废水喷水量Q1；
第三步，根据第二步测试得到的喷水量Q1插值拟合形成吹灰器不投运时燃煤机组在40%～100%负荷区间运行的脱硫废水喷水量曲线S1；
第四步，在燃煤机组稳定运行且吹灰器投运的情况下，固定烟气进口流量调节挡板在开度K1，使燃煤机组在40%～100%负荷区间运行，并在所述运行区间内测试若干选定负荷下出口烟气温度保持在T1时对应的脱硫废水喷水量Q2；
第五步，根据第四步测试得到的喷水量Q2插值拟合形成吹灰器投运时燃煤机组在40%-100%负荷区间运行的脱硫废水喷水量曲线S2；
第六步，将曲线S1和曲线S2保存至控制器，同时将燃煤机组实时负荷和吹灰器投运信号传至控制器，系统运行时，控制器根据燃煤机组实时负荷与吹灰器投运情况，选择曲线S1或S2上的对应脱硫废水喷水量，并将所述喷水量值传送至脱硫废水进料泵，以控制实际脱硫废水喷水量；
第七步，实时测试机燃煤组运行时旁路出口的烟气温度，当检测到出口烟气温度高于T2或低于T3时，依序关停脱硫废水进料泵、离心式雾化器及烟气进口流量调节挡板、烟气出口开关阀，对系统进行检修维护。
本发明所述的控制方法使用在控制烟气旁路蒸发脱硫废水系统上，可以实现干燥烟气和脱硫废水之间保持良好匹配，以有效利用干燥烟气处理脱硫废水，提高对脱硫废水处理效率，同时减弱系统对测量装置的依赖，当部分测量装置异常时也不会影响系统正常工作；控制方法逻辑简单，对运行人员技术要求降低，易于掌握和维护，运行人员还可以定期根据实测数据或历史数据，对控制器中的两条控制曲线重新拟合，提高烟气旁路蒸发脱硫废水系统在长期复杂工况下控制品质。系统运行时燃煤机组的烟气进口流量调节挡板开度保持固定，系统根据燃煤机组负荷情况和炉膛吹灰信息，选择匹配相应的脱硫废水喷水量曲线S1或S2上，并以曲线上的相应脱硫废水量值做标准对脱硫废水投入量进行实时调整，依据干燥塔出口的烟温还能判断系统运行状态。此外，本发明不仅能用于烟气旁路蒸发脱硫废水系统的常规控制，还可以作为实时运行参数测量装置发生故障时的备用控制方式。
所述第二步和第四步中的若干选定负荷均包括燃煤机组分别运行在40%、60%、80%、100%负荷。燃煤机组选取前述4个负荷，并将前述负荷情况作为典型负荷，用于插值绘制吹灰器不投运时的脱硫废水喷水量曲线S1和吹灰器投运时的脱硫废水喷水量曲线S2，以进行后续系统控制运
本发明提供一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法，使用该控制方法无需测量多个运行参数、对运行人员技术要求降低，同时对测量装置的依赖度也大大降低，即使测量装置发生异常也不会产生控制异常而影响系统正常工作。此外，本控制方法逻辑简单、易于掌握，方便系统维护，同时还利于运行人员后期调整，使烟气旁路蒸发脱硫废水系统在长期复杂的工况下都能保持控制品质；本发明不仅可用于烟气旁路蒸发脱硫废水系统的常规控制，也可作为实时运行参数测量系统故障时的备用控制方式。
一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统的控制系统，包括进口烟气流量调节装置、控制器、脱硫废水流量调节装置和雾化器控制机构以及吹灰器动作测量装置、燃煤机组负荷测量装置、出口烟道烟温测量装置，其特征是所述进口烟气流量调节装置输出端与控制器输入端相连，且控制器输入端分别接吹灰器动作测量装置输出端和燃煤机组负荷测量装置输出端以及出口烟道烟温测量装置输出端，所述控制器输出端连脱硫废水流量调节装置输入端，脱硫废水流量调节装置输出端接雾化器控制机构输入端。控制系统工作时，先用进口烟气流量调节装置使烟气进口流量调节挡板开度固定为K1，然后在吹灰器运行和不运行两种情况下，分别调整燃煤机组运行在40%、60%、80%、100%四个负荷情况，并保持出口烟道烟温测量装置测量发送给控制器的温度都在同一固定值，进而得到为保持相同出口烟温状态下的脱硫废水流量，然后吹灰器不运行情况下得到的四个脱硫废水流量Q1插值绘制吹灰器不运行时的全负荷段（40%～100%）脱硫废水流量曲线S1和吹灰器运行情况下得到的四个脱硫废水流量Q2插值绘制吹灰器运行时的全负荷段（40%～100%）脱硫废水流量曲线S2，再将曲线S1和曲线S2存入控制器中，在燃煤机组实时运行时，控制器依据接收到的燃煤机组负荷情况和吹灰器是否投运情况，控制器选择曲线S1或曲线S2上的脱硫废水流量值作为输出量，发送给脱硫废水流量调节装置，以调整脱硫废水量到对应曲线上的值。使用本系统能达到高效利用干燥烟气处理脱硫废水，提高脱硫废水处理效率，减弱系统对测量装置的依赖，当部分测量装置异常时也不会影响系统正常工作。
所述控制器输出端通过增减控制器接脱硫废水流量调节装置输入端。通过增减控制器计算废水量调节值，对脱硫废水流量调节装置进行更精准的控制。此外，在没有增减控制器的情况下，可以将计算废水量调节至的功能直接整合至控制器中。
所述控制器输出端通过关断信号发生器接进口烟气流量调节装置输入端和雾化器控制机构输入端。控制器接收到出口烟道烟温测量装置检测到出口烟气温度过高或过低时，控制关断信号发生器发送信号给进口烟气流量调节装置和雾化器控制机构，关停进口烟气和雾化器，进行后续检修维护。
本发明提供了一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统的控制系统，使用该控制系统无需测量多个运行参数、对运行人员技术要求降低，同时对测量装置的依赖度也大大降低，即使测量装置发生异常也不会产生控制异常而影响系统正常工作。
附图说明
图1：烟气旁路脱硫废水系统示意图。
图2：本发明所述控制方法使用的工艺流程图。
图3：本发明所述烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法曲线拟合示意图。
图4：本发明所述烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法使用时的实际运行参数示意图。
图5：本发明所述烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法使用时的实际烟温控制效果图。
图6：本发明所述烟气旁路蒸发脱硫废水系统的控制系统示意图。
图中：1.烟道母管、2.脱硝装置、3.空预器、4.烟气冷却器、5.电除尘器、6.脱硫塔、7.烟气加热器、8.烟囱、9.三联箱、10.预沉器、11.浓缩器、12.脱硫废水流量计、13.进口支管、14.烟气进口流量调节挡板、15.脱硫废水进料泵、16.离心式雾化器、17.热风分配器、18.干燥塔、19.固体排放口、20.烟气出口开关阀、21.出口支管、22.出口测温装置、23.进口烟气流量调节装置、24.吹灰器动作测量装置、25.燃煤机组负荷测量装置、26.控制器、27.增减控制器、28.脱硫废水流量调节装置、29.雾化器控制机构、30.出口烟道烟温测量装置、31.关断信号发生器。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法，包括依序进行的以下步骤：
第一步，设定系统长期运行的干燥塔出口烟气目标值温度T1、上限报警温度T2、下限报警温度T3，且T3＜T1＜T2，同时固定烟气进口流量调节挡板开度为K1；
第二步，在燃煤机组稳定运行且吹灰器不投运的情况下，固定烟气进口流量调节挡板在开度K1，使燃煤机组在40%～100%负荷区间运行，并在所述运行区间内分别测试燃煤机组在40%、60%、80%、100%负荷下出口烟气温度保持在T1时对应的四个脱硫废水喷水量Q1；
第三步，根据第二步测试得到的四个喷水量Q1插值拟合形成吹灰器不投运时燃煤机组在40%～100%负荷区间运行的脱硫废水喷水量曲线S1（参见图3）；
第四步，在燃煤机组稳定运行且吹灰器投运的情况下，固定烟气进口流量调节挡板在开度K1，使燃煤机组在40%～100%负荷区间运行，并在所述运行区间内测试若干选定负荷下出口烟气温度保持在T1时对应的脱硫废水喷水量Q2；
第五步，根据第四步测试得到的喷水量Q2插值拟合形成吹灰器投运时燃煤机组在40%-100%负荷区间运行的脱硫废水喷水量曲线S2（参见图3）；
第六步，将曲线S1和曲线S2保存至控制器，同时将燃煤机组实时负荷和吹灰器投运信号传至控制器，系统运行时，控制器根据燃煤机组实时负荷与吹灰器投运情况，选择曲线S1或S2上的对应脱硫废水喷水量，并将所述喷水量值传送至脱硫废水进料泵，以控制实际脱硫废水喷水量；
第七步，实时测试机燃煤组运行时旁路出口的烟气温度，当检测到出口烟气温度高于T2或低于T3时，依序关停脱硫废水进料泵、离心式雾化器及烟气进口流量调节挡板、烟气出口开关阀，对系统进行检修维护。
该控制方法无需测量多个运行参数、对运行人员技术要求降低，同时对测量装置的依赖度也大大降低，即使测量装置发生异常也不会产生控制异常而影响系统正常工作。
如图6所示，一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统的控制系统，包括进口烟气流量调节装置23、控制器26、脱硫废水流量调节装置28和雾化器控制机构29以及吹灰器动作测量装置24、燃煤机组负荷测量装置25、出口烟道烟温测量装置30，所述进口烟气流量调节装置23输出端与控制器26输入端相连，且控制器26输入端分别接吹灰器动作测量装置24输出端和燃煤机组负荷测量装置25输出端以及出口烟道烟温测量装置30输出端，所述控制器26输出端连脱硫废水流量调节装置28输入端，脱硫废水流量调节装置28输出端接雾化器控制机构29输入端。控制系统工作时，先用进口烟气流量调节装置使烟气进口流量调节挡板开度固定为K1，然后在吹灰器运行和不运行两种情况下，分别调整燃煤机组运行在40%、60%、80%、100%四个负荷情况，并保持出口烟道烟温测量装置测量发送给控制器的温度都在同一固定值T1，进而得到为保持相同出口烟温状态下的脱硫废水流量，然后吹灰器不运行情况下得到的四个脱硫废水流量Q1插值绘制吹灰器不运行时的全负荷段（40%～100%）脱硫废水流量曲线S1和吹灰器运行情况下得到的四个脱硫废水流量Q2插值绘制吹灰器运行时的全负荷段（40%～100%）脱硫废水流量曲线S2，再将曲线S1和曲线S2存入控制器中，在燃煤机组实时运行时，控制器依据接收到的燃煤机组负荷情况和吹灰器是否投运情况，控制器选择曲线S1或曲线S2上的脱硫废水流量值作为输出量，发送给脱硫废水流量调节装置，以调整脱硫废水量到对应曲线上的值。
所述控制器26输出端通过增减控制器27接脱硫废水流量调节装置28输入端。通过增减控制器计算废水量调节值，对脱硫废水流量调节装置进行更精准的控制。此外，在没有增减控制器的情况下，可以将计算废水量调节至的功能直接整合至控制器中。
所述控制器26输出端通过关断信号发生器31接进口烟气流量调节装置23输入端和雾化器控制机构29输入端。当控制器接收到的出口烟道烟温测量装置检测的烟气温度高于设定的警戒温度T2或低于警戒温度T3时，其中T3＜T1＜T2且预先设置存于控制器内，依序关停脱硫废水进料泵、离心式雾化器及烟气进口流量调节挡板、烟气出口开关阀，对整个烟气旁路蒸发脱硫废水系统进行检修维护，此时控制器控制关断信号发生器发送信号给进口烟气流量调节装置和雾化器控制机构，关停进口烟气和雾化器，进行后续检修维护。

Claims (5)

1.一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法，包括依序进行的以下步骤：
第一步，设定系统长期运行的干燥塔出口烟气目标值温度T1、上限报警温度T2、下限报警温度T3，且T3＜T1＜T2，同时固定烟气进口流量调节挡板开度为K1；
第二步，在燃煤机组稳定运行且吹灰器不投运的情况下，固定烟气进口流量调节挡板在开度K1，使燃煤机组在40％～100％负荷区间运行，并在所述运行区间内测试若干选定负荷下出口烟气温度保持在T1时对应的脱硫废水喷水量Q1；
第三步，根据第二步测试得到的喷水量Q1插值拟合形成吹灰器不投运时燃煤机组在40％～100％负荷区间运行的脱硫废水喷水量曲线S1；
第四步，在燃煤机组稳定运行且吹灰器投运的情况下，固定烟气进口流量调节挡板在开度K1，使燃煤机组在40％～100％负荷区间运行，并在所述运行区间内测试若干选定负荷下出口烟气温度保持在T1时对应的脱硫废水喷水量Q2；
第五步，根据第四步测试得到的喷水量Q2插值拟合形成吹灰器投运时燃煤机组在40％-100％负荷区间运行的脱硫废水喷水量曲线S2；
第六步，将曲线S1和曲线S2保存至控制器，同时将燃煤机组实时负荷和吹灰器投运信号传至控制器，系统运行时，控制器根据燃煤机组实时负荷与吹灰器投运情况，选择曲线S1或S2上的对应脱硫废水喷水量，并将所述喷水量值传送至脱硫废水进料泵，以控制实际脱硫废水喷水量；
第七步，实时测试机燃煤组运行时旁路出口的烟气温度，当检测到出口烟气温度高于T2或低于T3时，依序关停脱硫废水进料泵、离心式雾化器及烟气进口流量调节挡板、烟气出口开关阀，对系统进行检修维护。
2.根据权利要求1所述的一种烟气旁路蒸发脱硫废水系统控制方法，其特征是所述第二步和第四步中的若干选定负荷均包括燃煤机组分别运行在40％、60％、80％、100％负荷。
3.一种使用权利要求1所述控制方法的烟气旁路蒸发脱硫废水系统的控制系统，包括进口烟气流量调节装置(23)、控制器(26)、脱硫废水流量调节装置(28)和雾化器控制机构(29)以及吹灰器动作测量装置(24)、燃煤机组负荷测量装置(25)、出口烟道烟温测量装置(30)，其特征是所述进口烟气流量调节装置(23)输出端与控制器(26)输入端相连，且控制器(26)输入端分别接吹灰器动作测量装置(24)输出端和燃煤机组负荷测量装置(25)输出端以及出口烟道烟温测量装置(30)输出端，所述控制器(26)输出端连脱硫废水流量调节装置(28)输入端，脱硫废水流量调节装置(28)输出端接雾化器控制机构(29)输入端。
4.根据权利要求3所述的烟气旁路蒸发脱硫废水系统的控制系统，其特征是所述控制器(26)输出端通过增减控制器(27)接脱硫废水流量调节装置(28)输入端。
5.根据权利要求3或4所述的烟气旁路蒸发脱硫废水系统的控制系统，其特征是所述控制器(26)输出端通过关断信号发生器(31)接进口烟气流量调节装置(23)输入端和雾化器控制机构(29)输入端。
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