CN108187477A - 一种提高串塔脱硫系统水平衡动态特性的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高串塔脱硫系统水平衡动态特性的控制方法,属于火电厂脱硫水平衡控制技术领域。包含如下步骤:S1:在线监测一级塔和二级塔的塔内石膏浓度、石膏浓度的变化率、排浆持续时间和排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线;S2:若一级塔和二级塔的石膏浓度的变化率均大于零,且一级塔或二级塔的塔内石膏浓度到达排出泵的停止阈值时,记下当前的时间值t0;S3:计算并预测一级塔和二级塔下一次排浆的开始时间和结束时间;S4:根据步骤S3获得的下一次排浆的开始时间和结束时间,制定排浆时间控制方法。本发明的方法避免了一、二级塔同时外排石膏浆液至石膏脱水系统,提高串塔脱硫系统水平衡的动态特性。
Description
技术领域
本发明属于火电厂脱硫水平衡控制技术领域,涉及一种提高串塔脱硫系统水平衡动态特性的控制方法。
背景技术
为满足国家对燃煤电厂超净排放的要求,各火电厂普遍将原有的单塔脱硫系统改造为串塔(双塔)脱硫系统。烟气流经一级塔时会带走大量的水至二级塔,造成一级塔水位降低、二级塔水位升高。常见的做法是:直接将二级塔塔内浆液通过排出泵送入一级塔,并且当二级塔外排石膏浆液至石膏脱水系统时,石膏脱水系统的滤液水回流至一级吸收塔,以实现串塔塔内水平衡。然而,在某些工况下串塔脱硫系统难以实现塔内水平衡,比如当系统各子设备及系统正常运行时,串塔脱硫系统水平衡的最危险工况:一、二级塔排出石膏浆液至石膏脱水系统,同时滤液外排废水,且塔内PH值稳定在控制值范围内(即不需要补充石灰石浆液)。在该工况下,二级塔向一级塔补水不足,加之外排废水,易造成一级塔液位迅速下降。因而,需要通过控制手段,避开最危险工况。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种提高串塔脱硫系统水平衡动态特性的控制方法,避免一、二级塔同时外排石膏浆液至石膏脱水系统,使得一级塔外排石膏浆液时,能够通过二级塔浆液排出泵快速有效的向一级塔补充水,从而提高串塔脱硫系统水平衡的动态特性。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种提高串塔脱硫系统水平衡动态特性的控制方法,该方法包含如下步骤:
S1:在线监测一级塔和二级塔的塔内石膏浓度、石膏浓度的变化率、排浆持续时间和排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线;
S2:获取当前一级塔和二级塔的塔内石膏浓度,最近一次的排浆持续时间和最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线,若一级塔和二级塔的石膏浓度的变化率均大于零,且一级塔或二级塔的塔内石膏浓度到达排出泵的停止阈值时,记下当前的时间值t0;
S3:根据当前的时间值t0、一级塔和二级塔的塔内石膏浓度以及最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线,计算并预测一级塔和二级塔下一次排浆的开始时间和结束时间;
S4:根据步骤S3获得的下一次排浆的开始时间和结束时间,制定排浆时间控制方法。
进一步,步骤S3中计算并预测一级塔和二级塔下一次排浆的开始时间和结束时间具体为:
一级塔:
t1end=t1start+Δt1
其中:t1start为一级塔下一次开始排浆的预测时间,t1end为一级塔下一次结束排浆的预测时间,为一级塔最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线中石膏浓度达到排出泵启动阈值的时间,为一级塔最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线中石膏浓度达到排出泵停止阈值的时间,Δt1为一级塔最近一次排浆过程的持续时间;
二级塔:
t2end=t2start+Δt2
其中:t2start为二级塔下一次开始排浆的预测时间,t2end为二级塔下一次结束排浆的预测时间,为二级塔最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线中石膏浓度达到排出泵启动阈值的时间,为二级塔最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线中石膏浓度达到排出泵停止阈值的时间,Δt2为二级塔最近一次排浆过程的持续时间。
进一步,步骤S4具体包含如下步骤:
S41:对获得的t1start、t1end、t2start、t2end进行判定;
S42:若t1start>t2end或t2start>t1end,则不需要对排浆过程进行调整,流程结束,若t1start<t2end且t2start<t1end,则需要对排浆过程进行调整,并进行判定;
S43:若t2start>t1start且t2end>t1end,则此时一、二级塔排浆过程部分重合,
控制方法为:在二级塔石膏浓度大于设置上限阈值时,启动二级塔排出泵将二级塔石膏送入一级塔,直至二级塔石膏浓度小于设置下限阈值关闭二级塔排出泵;
或增大一级塔的脱硫效率,二级塔脱硫效率自动降低,使得t1start提前,t2start延后;
S44:若t1start>t2start且t1end>t2end,则此时一、二级塔排浆过程部分重合,
控制方法为:降低一级塔的脱硫效率,二级塔脱硫效率自动增大,使得t1start延后,t2start提前;
S45:若t1start<t2start且t1end>t2end,则此时一、二级塔排浆过程完全重合,
控制方法为:在二级塔石膏浓度大于设置上限阈值时,启动二级塔排出泵将二级塔石膏送入一级塔,直至二级塔石膏浓度小于设置下限阈值关闭二级塔排出泵;
S46:若t1start>t2start且t1end<t2end,则此时一、二级塔排浆过程完全重合,
控制方法为:在二级塔石膏浓度大于设置上限阈值时,启动二级塔排出泵将二级塔石膏送入一级塔,直至二级塔石膏浓度小于设置下限阈值关闭二级塔排出泵。
进一步,步骤S43中增大一级塔的脱硫效率的幅度为5-10%;
步骤S44中降低一级塔的脱硫效率的幅度为5-10%。
进一步,所述启动阈值为1150kg/m3,所述停止阈值为1120kg/m3。
进一步,所述上限阈值为1140kg/m3,所述下限阈值为1110kg/m3。
本发明的有益效果在于:本发明的方法避免了一、二级塔同时外排石膏浆液至石膏脱水系统,使得一级塔外排石膏浆液时,能够通过二级塔浆液排出泵快速有效的向一级塔补充水,提高串塔脱硫系统水平衡的动态特性。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为U型液柱塔+喷淋塔双塔脱硫系统工艺流程简图;
图2为一、二级塔将要开始的排浆过程在时间上的对应关系示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。
串塔脱硫系统流程如图1所示,原烟气先经过一级塔脱除大部分的SO2,净烟气携带大量的水进入二级塔再次脱硫;正常运行时,二级塔浆液排出泵外排浆液至一级塔补水;当一、二级塔浆液石膏浓度达到排出泵启动阈值时,石膏排出泵运行将石膏浆液外排至石膏脱水系统,滤液再回流至一级塔。实际运行时,一、二级塔外排石膏浆液的时间段可能完全错开、部分重合或完全重合,如图2所示。
下面对本发明具体实施例进行进一步描述:
在线监测一、二级塔塔内石膏浓度分别为C1、C2,相应的变化率分别为d C1/dt、dC2/dt,最近一次排浆持续时间分别为Δt1、Δt2,最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线(即C1old(t′),C2old(t″))。石膏排出泵外排石膏浆液的启动值为塔内石膏浓度达到阈值Cth=1150kg/m3、停止值为Ctl=1120kg/m3。若d C1/dt、d C2/dt均大于0,且C1或C2达到Ctl,记录当前时间t0,此时根据C1、C2,Cth,以及一个排浆周期内石膏浓度的变化曲线,可以预测,一、二级塔将要开始的排石膏浆液开始时间(t1start、t2start)及结束时间(t1end、t2end)具体算法为:
一级塔:
t1end=t1start+Δt1
二级塔:
t2end=t2start+Δt2
其中,分别为C1old(t′)=Cth、Ctl时对应的时间,分别为C2old(t″)=Cth、Ctl时对应的时间。
下面分情况进行讨论:
(1)若t1start>t2end或t2start>t1end,如图2(a)所示,则无需调整。
(2)若t1start<t2end且t2start<t1end,则排浆过程存在部分或完全重合,需要调整。
(3)满足条件(2)的情况下,若t2end>t1end且t2start>t1start,则部分重合,如图2(b)所示。此时,可以在二级塔石膏浓度较大(C2=1140kg/m3)时,启动二级塔排出泵将石膏浆液送入一级塔,直至二级塔石膏浓度较小(C2=1110kg/m3)时关闭二级塔排出泵,使得二级塔塔内浆液密度迅速降低,从而使得t2start显著增大;也可适当增大一级塔的脱硫效率(增大5-10%),二级塔脱硫效率自动降低,使得t1start提前、t2start延后。
(4)满足条件(2)的情况下,若t1start>t2start且t1end>t2end,则部分重合,如图2(c)所示。可适当降低一级塔的脱硫效率(降低5-10%),二级塔脱硫效率自动增大,使得t2start提前、t1start延后。
(5)满足条件(2)的情况下,若t1start<t2start且t1end>t2end,则完全重合,如图2(d)所示。此时,可以在二级塔石膏浓度较大(C2=1140kg/m3)时,启动二级塔排出泵将石膏浆液送入一级塔,直至二级塔石膏浓度较小(C2=1110kg/m3)时关闭二级塔排出泵,使得二级塔塔内浆液密度迅速降低,从而使得t2start显著增大。
(6)满足条件(2)的情况下,若t1start>t2start且t1end<t2end,则完全重合,如图2(e)所示。此时,可以在二级塔石膏浓度较大(C2=1140kg/m3)时,启动二级塔排出泵将石膏浆液送入一级塔,直至二级塔石膏浓度较小(C2=1110kg/m3)时关闭二级塔排出泵,使得二级塔塔内浆液密度迅速降低,从而使得t2start显著增大。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种提高串塔脱硫系统水平衡动态特性的控制方法,其特征在于:该方法包含如下步骤:
S1:在线监测一级塔和二级塔的塔内石膏浓度、石膏浓度的变化率、排浆持续时间和排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线;
S2:获取当前一级塔和二级塔的塔内石膏浓度,最近一次的排浆持续时间和最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线,若一级塔和二级塔的石膏浓度的变化率均大于零,且一级塔或二级塔的塔内石膏浓度到达排出泵的停止阈值时,记下当前的时间值t0;
S3:根据当前的时间值t0、一级塔和二级塔的塔内石膏浓度以及最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线,计算并预测一级塔和二级塔下一次排浆的开始时间和结束时间;
S4:根据步骤S3获得的下一次排浆的开始时间和结束时间,制定排浆时间控制方法。
2.根据权利要求1所述的一种提高串塔脱硫系统水平衡动态特性的控制方法,其特征在于:步骤S3中计算并预测一级塔和二级塔下一次排浆的开始时间和结束时间具体为:
一级塔:
t1end=t1start+Δt1
其中:t1start为一级塔下一次开始排浆的预测时间,t1end为一级塔下一次结束排浆的预测时间,为一级塔最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线中石膏浓度达到排出泵启动阈值的时间,为一级塔最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线中石膏浓度达到排出泵停止阈值的时间,Δt1为一级塔最近一次排浆过程的持续时间;
二级塔:
t2end=t2start+Δt2
其中:t2start为二级塔下一次开始排浆的预测时间,t2end为二级塔下一次结束排浆的预测时间,为二级塔最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线中石膏浓度达到排出泵启动阈值的时间,为二级塔最近一次排浆间隔周期内石膏浓度的变化曲线中石膏浓度达到排出泵停止阈值的时间,Δt2为二级塔最近一次排浆过程的持续时间。
3.根据权利要求2所述的一种提高串塔脱硫系统水平衡动态特性的控制方法,其特征在于:步骤S4具体包含如下步骤:
S41:对获得的t1start、t1end、t2start、t2end进行判定;
S42:若t1start>t2end或t2start>t1end,则不需要对排浆过程进行调整,流程结束,若t1start<t2end且t2start<t1end,则需要对排浆过程进行调整,并进行判定;
S43:若t2start>t1start且t2end>t1end,则此时一、二级塔排浆过程部分重合,
控制方法为:在二级塔石膏浓度大于设置上限阈值时,启动二级塔排出泵将二级塔石膏送入一级塔,直至二级塔石膏浓度小于设置下限阈值关闭二级塔排出泵;
或增大一级塔的脱硫效率,二级塔脱硫效率自动降低,使得t1start提前,t2start延后;
S44:若t1start>t2start且t1end>t2end,则此时一、二级塔排浆过程部分重合,
控制方法为:降低一级塔的脱硫效率,二级塔脱硫效率自动增大,使得t1start延后,t2star提前;
S45:若t1start<t2start且t1end>t2end,则此时一、二级塔排浆过程完全重合,
控制方法为:在二级塔石膏浓度大于设置上限阈值时,启动二级塔排出泵将二级塔石膏送入一级塔,直至二级塔石膏浓度小于设置下限阈值关闭二级塔排出泵;
S46:若t1start>t2start且t1end<t2end,则此时一、二级塔排浆过程完全重合,
控制方法为:在二级塔石膏浓度大于设置上限阈值时,启动二级塔排出泵将二级塔石膏送入一级塔,直至二级塔石膏浓度小于设置下限阈值关闭二级塔排出泵。
4.根据权利要求2所述的一种提高串塔脱硫系统水平衡动态特性的控制方法,其特征在于:
步骤S43中增大一级塔的脱硫效率的幅度为5-10%;
步骤S44中降低一级塔的脱硫效率的幅度为5-10%。
5.根据权利要求2所述的一种提高串塔脱硫系统水平衡动态特性的控制方法,其特征在于:所述启动阈值为1150kg/m3,所述停止阈值为1120kg/m3。
6.根据权利要求3所述的一种提高串塔脱硫系统水平衡动态特性的控制方法,其特征在于:所述上限阈值为1140kg/m3,所述下限阈值为1110kg/m3。
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