CN109365134B - 一种燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法 - Google Patents

一种燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法，包括以下步骤：以机组工况参数为输入对燃煤发电系统中电除尘器高压电源的运行参数进行开环调节，以湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度为反馈对燃煤发电系统中湿式电除尘器高压电源的运行参数进行PID闭环调节，该方法能够实现电除尘器高压电源及湿式电除尘器高压电源在不同工况条件下的高效节能运行。

Description

一种燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法
技术领域
本发明属于烟气除尘技术领域，涉及一种燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法。
背景技术
根据2014年国家发改委、环保部、国家能源局发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》(2093号文)和《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》(环发[2015]164号)要求，截止2017年底，大部分燃煤电厂已经完成了超低排放改造。许多电厂将电除尘器传统的高压硅整流电源升级换代为先进高效的高频电源和脉冲电源。湿式电除尘器作为一种新型的除尘设备，设置在湿法脱硫装置后，用于收集去除湿法脱硫后湿饱和烟气中多种污染物，取得了大规模的应用。湿式电除尘器普遍采用工频恒流电源或高频电源作为收尘用高压电源。电除尘器和湿式电除尘器采用新型的高压电源后均取得了良好的除尘效果，燃煤电厂的烟尘排放浓度大都达到了超低排放标准。
以300MW机组为例，每台电除尘器需配备16～20套高压电源，每台湿式电除尘器需配备4套高压电源，这些高压电源的电耗约占除尘系统运行总电耗的80％以上。然而，高压电源不合理的运行方式和运行参数造成除尘器运行电耗偏高，并且在机组燃煤量、烟气量等工况参数变化时不能随时进行自动调节运行参数，使得电除尘器和湿式电除尘器的厂用电率居高不下。如何实现电除尘器和湿式电除尘器协同优化控制，如何将这些高压电源在不同的工况条件下高效节能的运行，对电除尘器和湿式电除尘器节能降耗具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法，该方法能够实现电除尘器高压电源及湿式电除尘器高压电源在不同工况条件下的高效节能运行。
为达到上述目的，本发明所述的燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法包括以下步骤：以机组工况参数为输入对燃煤发电系统中电除尘器高压电源的运行参数进行开环调节，以湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度为反馈对燃煤发电系统中湿式电除尘器高压电源的运行参数进行PID闭环调节。
以机组工况参数为输入对燃煤发电系统中电除尘器高压电源的运行参数进行开环调节的具体过程为：
实时根据机组的工况参数计算电除尘器的高压电源二次电压U电，再以计算得到的电除尘器的高压电源二次电压U电为设定值调整电除尘器的高压电源二次电压U电。
电除尘器的高压电源二次电压U电的表达式为：
Figure BDA0001833577420000021
Figure BDA0001833577420000022
Figure BDA0001833577420000023
ω＝k1U电 2
其中，A为电除尘器的集尘面积，η电为电除尘器的效率，ω为驱进速度，k1为预设的系数，W为机组的燃煤量，Q为电除尘器入口的烟气量，n为燃煤灰份，C电出为电除尘器出口烟尘排放浓度。
以湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度为反馈对燃煤发电系统中湿式电除尘器高压电源的运行参数进行PID闭环调节的具体操作为：
根据湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度计算湿式电除尘器高压电源的二次电压U湿电，再以计算得到的湿式电除尘器高压电源的二次电压U湿电为二次电压设定值通过PID闭环动态调节湿式电除尘器的高压电源二次电压。
湿式电除尘器的高压电源二次电压U湿电的表达式为：
Figure BDA0001833577420000031
其中，Kp为比例系数，T为采样时间，Ti为积分时间，TD为微分时间，Cp为湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度，ΔC为湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度与设定烟尘排放浓度的偏差量。
通过DCS系统实现湿式电除尘器的高压电源二次电压及电除尘器的高压电源二次电压的调节。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法在具体操作时，以机组工况参数为输入对电除尘器的高压电源进行调整，以湿式电除尘器出口烟尘的为反馈对湿式电除尘器高压电源的运行参数进行调节，使得高压电源在不同工况下运行在所需最小的耗电状态下，实现系统的节能运行，同时使得电除尘器及湿式电除尘器出口处的烟尘浓度稳定在环保要求值以内，实现烟气的超低排放。
附图说明
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明所述的燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法包括以下步骤：以机组工况参数为输入对燃煤发电系统中电除尘器高压电源的运行参数进行开环调节，以湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度为反馈对燃煤发电系统中湿式电除尘器高压电源的运行参数进行PID闭环调节，其中调节及计算过程在DCS系统中进行。
其中，以机组工况参数为输入对燃煤发电系统中电除尘器高压电源的运行参数进行开环调节的具体过程为：
实时根据机组的工况参数计算电除尘器的高压电源二次电压U电，再以计算得到的电除尘器的高压电源二次电压U电为设定值调整电除尘器的高压电源二次电压U电，其中，电除尘器的高压电源二次电压U电的表达式为：
Figure BDA0001833577420000041
Figure BDA0001833577420000042
Figure BDA0001833577420000043
ω＝k1U电 2
其中，A为电除尘器的集尘面积，η电为电除尘器的效率，ω为驱进速度，k1为预设的系数，W为机组的燃煤量，Q为电除尘器入口的烟气量，n为燃煤灰份，C电出为电除尘器出口烟尘排放浓度。
然后进行现场试验，测量不同工况下电除尘器进出口的烟尘浓度，再结合历史运行数据，采用曲线拟合的方法得到具体的电除尘器的高压电源二次电压U电函数关系式，C电出可选取为电除尘器出口烟尘浓度设计保证值，最终得到U电出＝f2(w，n，Q)。
以湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度为反馈对燃煤发电系统中湿式电除尘器高压电源的运行参数进行PID闭环调节的具体操作为：根据湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度计算湿式电除尘器高压电源的二次电压U湿电，再以计算得到的湿式电除尘器高压电源的二次电压U湿电为二次电压设定值通过PID闭环动态调节湿式电除尘器的高压电源二次电压，其中，湿式电除尘器的高压电源二次电压U湿电的表达式为：
Figure BDA0001833577420000051
其中，Kp为比例系数，T为采样时间，Ti为积分时间，TD为微分时间，Cp为湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度，ΔC为湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度与设定烟尘排放浓度的偏差量。
由于工况原因，湿式电除尘器出口烟尘浓度波动比较频繁，可选取该取样值前若干秒的平均值与设定值求得偏差，这样PID控制器工作将会更加稳定。

Claims (5)

1.一种燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：以机组工况参数为输入对燃煤发电系统中电除尘器高压电源的运行参数进行开环调节，以湿式电除尘器出口烟尘排放浓度为反馈对燃煤发电系统中湿式电除尘器高压电源的运行参数进行PID闭环调节；
电除尘器的高压电源二次电压U电的表达式为：
Figure FDA0002414808310000011
Figure FDA0002414808310000012
Figure FDA0002414808310000013
ω＝k1U电 2
其中，A为电除尘器的集尘面积，η电为电除尘器的效率，ω为驱进速度，k1为预设的系数，W为机组的燃煤量，Q为电除尘器入口的烟气量，n为燃煤灰份，C电出为电除尘器出口烟尘浓度。
2.根据权利要求1所述的燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法，其特征在于，以机组工况参数为输入对燃煤发电系统中电除尘器高压电源的运行参数进行开环调节的具体过程为：
根据机组的实时工况参数计算电除尘器的高压电源二次电压U电，再以计算得到的电除尘器的高压电源二次电压U电为设定值调整电除尘器的高压电源二次电压U电。
3.根据权利要求1所述的燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法，其特征在于，以湿式电除尘器出口实际烟尘排放浓度为反馈对燃煤发电系统中湿式电除尘器高压电源的运行参数进行PID闭环调节的具体操作为：
根据湿式电除尘器出口的实际烟尘排放浓度计算湿式电除尘器高压电源的二次电压U湿电，再以计算得到的湿式电除尘器高压电源的二次电压U湿电为二次电压设定值通过PID闭环动态调节湿式电除尘器的高压电源二次电压。
4.根据权利要求3所述的燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法，其特征在于，湿式电除尘器的高压电源二次电压U湿电的表达式为：
Figure FDA0002414808310000021
其中，Kp为比例系数，T为采样时间，Ti为积分时间，TD为微分时间，Cp为湿式电除尘器的实际烟尘排放浓度，ΔC为湿式电除尘器出口的实际烟尘排放浓度与设定烟尘排放浓度的偏差量。
5.根据权利要求1所述的燃煤发电系统中除尘系统的自动控制方法，其特征在于，通过DCS系统实现湿式电除尘器的高压电源二次电压及电除尘器的高压电源二次电压的调节。
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