发明内容
本申请实施例第一方面提供了一种烟气二氧化硫浓度控制方法,包括:
控制设备获取烟气中二氧化硫的浓度;
所述控制设备判断所述浓度与预设值之间的关系;
若所述浓度高于所述预设值,则所述控制设备发送调整信号至燃烧器,所述燃烧器根据所述调整信号降低高硫煤掺烧比例,以使得所述浓度低于或等于所述预设值。
基于本申请实施例第一方面,可选地,所述预设值包括低位预设值,中位预设值和高位预设值;所述若所述浓度高于所述预设值,则所述控制设备发送调整信号至燃烧器,所述燃烧器根据所述调整信号降低高硫煤掺烧比例包括:
若所述浓度高于所述低位预设值且低于所述中位预设值,则所述控制设备发送低位调整信号至所述燃烧器,所述燃烧器根据所述低位调整信号降低高硫煤掺烧比例;
若所述浓度高于所述中位预设值且低于所述高位预设值,则所述控制设备发送中位调整信号至所述燃烧器,所述燃烧器根据所述中位调整信号降低高硫煤掺烧比例;
若所述浓度高于高位预设值,则所述控制设备发送高位调整信号至所述燃烧器,所述燃烧器根据所述高位调整信号降低高硫煤掺烧比例。
基于本申请实施例第一方面,可选地,所述方法还包括:
若所述浓度高于所述预设值,则所述控制设备发送警告信号至集控室。
基于本申请实施例第一方面,可选地,所述方法还包括:
所述燃烧器为多个燃烧器,所述多个燃烧器的高硫煤掺烧比例不同;
所述控制设备将所述多个燃烧器分为低比例燃烧器、中比例燃烧器和高比例燃烧器;
所述燃烧器根据所述低位调整信号降低高硫煤掺烧比例包括:所述低比例燃烧器根据所述低位调整信号降低高硫煤掺烧比例;
所述燃烧器根据所述中位调整信号降低高硫煤掺烧比例包括:所述中比例燃烧器根据所述中位调整信号降低高硫煤掺烧比例;
所述燃烧器根据所述高位调整信号降低高硫煤掺烧比例包括:所述高比例燃烧器根据所述中位调整信号降低高硫煤掺烧比例。
基于本申请实施例第一方面,可选地,所述控制设备将所述多个燃烧器分为低比例燃烧器、中比例燃烧器和高比例燃烧器包括:
所述控制设备获取所述燃烧器的高硫煤掺烧比例;
所述控制设备按所述高硫煤掺烧比例大小将所述燃烧器分为低比例燃烧器、中比例燃烧器和高比例燃烧器,所述低比例燃烧器、中比例燃烧器和高比例燃烧器的数量相同或差值为1。
基于本申请实施例第一方面,可选地,所述控制设备获取所述燃烧器的高硫煤掺烧比例包括:所述控制设备接收控制人员输入的所述燃烧器的高硫煤掺烧比例。
本申请实施例第二方面提供了一种烟气二氧化硫浓度控制设备,包括:
获取单元,用于获取烟气中二氧化硫的浓度;
判断单元,用于判断所述浓度与预设值之间的关系;若所述浓度高于所述预设值,则触发发送单元;
发送单元,用于发送调整信号至燃烧器,所述燃烧器根据所述调整信号降低高硫煤掺烧比例,以使得所述浓度低于或等于所述预设值。
本申请实施例第三方面提供了一种烟气二氧化硫浓度控制设备,包括:
处理器、存储器、总线、输入输出设备;
所述处理器与所述存储器、输入输出设备相连;
所述总线分别连接所述处理器、存储器以及输入输出设备相连;
所述处理器用于本申请实施例第一方面提供的任意一项所述的方法。
本申请实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质,包括指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如本申请实施例第一方面的提供的任意一项所述的方法。
本申请实施例第五方面提供一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行如本申请实施例第一方面提供的任意一项所述的方法。
从以上技术方案可以看出,本申请实施例具有以下优点:可以根据烟气中二氧化硫的浓度自动调节高硫煤低硫煤的掺烧比例,以使得烟气中二氧化硫浓度保持在预定范围内,不需要运行人员手动调整,燃煤电站运行更加安全。
具体实施方式
碳、氢、氧是煤炭有机质的主体,占95%以上,煤化程度越深,碳的含量越高,氢和氧的含量越低。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素,氧是助燃元素。煤中的无机物质含量很少,主要是水分和矿物质,它们的存在降低了煤的质量和利用价值。煤炭根据生成过程和地质情况不同可能含有氮、硫、磷、氟、氯和砷等其他金属元素。硫、磷、氟、氯和砷属于煤炭中的有害成分,其中以硫含量最高,污染最大。煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO2),随烟气排放,污染大气,危害动、植物生长及人类健康,腐蚀金属设备;当含硫多的煤用于冶金炼焦时,还影响焦炭和钢铁的质量。所以,“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。
在全国的煤炭消费中,占总量84%的煤炭被直接燃用,燃烧过程中排出大量的二氧化硫(特别是火力发电站及炼焦化工等行业),燃煤二氧化硫排放占总二氧化硫排放量的85%以上,造成严重的大气污染。二氧化硫是具有窒息性臭味的气体,他对人类和其他生物均有危害性,二氧化硫进入血液,能破坏酶的活力,损害人的肝脏,它的主要危害是伤害呼吸道产生炎症,当大气中二氧化硫的浓度为572.5毫克/立方米左右时会使人呼吸困难,机体免疫力受到明显抑制,浓度大于715.6毫克/立方米时,可以导致人的死亡,有飘尘存在时,会增加二氧化硫的毒性,二氧化硫还可以加强致癌物苯并芘的致癌作用,二氧化硫对植物造成严重影响。他的浓度在428.6毫克/立方米左右时开始对植物产生影响,低浓度长时间(几天或十几天)的影响,会抑制叶绿素的生产,使叶子慢性损伤而变黄;高浓度短时间可造成急性叶损伤。长时间污染使植物无法生长。二氧化硫气体可以穿窗入室,或渗入建筑物的其他部位是金属制品或饰物变暗,使织物纸张变脆破裂。二氧化硫在空气中可被氧化为三氧化硫,若飘尘存在或在湿度大时,可以形成危害更大的二次污染物,硫酸酸雾。
随着国家对环境问题的逐渐重视,燃煤电站的低二氧化硫排放量已成为环保考核的指标之一,针对煤炭燃烧所产生的二氧化硫治理技术也得到了长足发展,按照煤炭的燃烧过程,二氧化硫治理技术有三种方式即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、烟气脱硫,燃烧前脱硫也就是煤炭洗选技术,是指在燃料进入燃烧器之前所进行的处理加工。燃烧前脱硫在理论上的脱硫效果最好收益最高。然而我国煤炭来源复杂,煤种众多,燃煤电站往往需要将高硫煤与低硫煤进行掺烧,才能保证企业的经济效益。采用高硫煤与低硫煤掺烧之后,燃煤电站排出的烟气中二氧化硫的浓度增加,提高了对脱硫设备的要求也对脱硫运行人员的操作产生一定影响。
对于掺烧低硫煤和高硫煤的情况,为调节烟气中二氧化硫浓度,往往需要手动对掺烧高硫煤的比例进行调整,耗费人力较大,且存在一定安全隐患。
原烟气二氧化硫含量较高的源头在于混煤掺烧时,高硫煤的掺烧比例较高,煤中的硫分转化为烟气中的二氧化硫。因此,如果从原烟气二氧化硫的角度,逆向考虑调节掺烧混煤的方法,就能从源头降低操作复杂性,保证锅炉安全稳定运行。在此背景下,本申请提出了采用原烟气二氧化硫含量为基准的反馈调节方法,充分考虑了产生二氧化硫的始发性,可达到保证锅炉安全稳定运行的目的。
请参照图1,本申请烟气二氧化硫浓度控制方法的一个实施例包括:步骤101-步骤103。
101、控制设备获取烟气中二氧化硫的浓度。
控制设备获取烟气中二氧化硫的浓度,在火电厂中,为方便烟气后续的处理一般将多个锅炉或燃烧器所产生的的废气集中后在同一尾气处理系统中进行处理,再排出到大气中,在烟气合流后,测量设备可以获得整个火电厂在运行过程中所产生烟气的总二氧化硫浓度,也可以根据运行过程中消耗的煤炭总量、运行时间及煤炭中的含硫百分比计算获得烟气中的二氧化硫浓度,同样也可以针对每个燃烧器或锅炉分别设置测量设备,以实现更加详细的控制,具体此处不做限定。
102、控制设备判断浓度与预设值之间的关系。
控制设备中存在控制人员设定的预设值,预设值与控制设备所获得的烟气中二氧化硫的浓度单位相同或可互相转换,预设值不具有具体的设定规则,但一般与火力发电厂的运行功率,当地政府环保指标及火力发电厂所使用的煤质等参数相关。以保证火力发电厂安全运行为第一准则,设定预设值为上限,对于烟气内二氧化硫浓度超过上限的情况,可能会造成环境污染,需要进行调控,即在烟气中二氧化硫的浓度超出预设值的情况触发步骤103。
103、控制设备发送调整信号至燃烧器。
若烟气中二氧化硫的浓度超出预设值,控制设备受该条件触发,发送调整信号至燃烧器,该调整信号可以是运行人员预先设定好的,具有固定内容的调整信号,也可以是控制设备按照具体烟气中二氧化硫的浓度高低,或烟气中二氧化硫的浓度与预设值的差值大小按照一定规则自动生成的,产生不同幅度效果的调整信号,调整信号的最终目的在于使得所述烟气中二氧化硫的浓度低于或等于所述预设值。控制设备将该调整信号发送至燃烧器,所述燃烧器根据所述调整信号降低高硫煤掺烧比例,以使得烟气中二氧化硫的浓度低于或等于预设值。控制设备也可将该控制信号发送至控制燃烧器高硫煤掺烧比例的控制单元,以使得控制单元调低该掺烧比例,最终作用于燃烧器,具体此处不做限定。
从以上技术方案可以看出,本申请实施例具有以下优点:可以根据烟气中二氧化硫的浓度自动调节高硫煤低硫煤的掺烧比例,以使得烟气中二氧化硫浓度保持在预定范围内,不需要运行人员手动调整,燃煤电站运行更加安全。
请参照图2,本申请烟气二氧化硫浓度控制方法的一个实施例包括:步骤201-步骤210。
201、控制设备获取燃烧器的高硫煤掺烧比例。
控制设备获取多个燃烧器的高硫煤掺烧比例,获取的方式可以在燃烧系统的输煤部分设置传感器或通过运行人员预先设置或实时输入获得。传感器传输的信息可能因为煤质不均匀存在较大误差因此优选运行人员输入的形式,具体此处不做限定。控制设备上安装有集成控制系统,可以接受各个传感器所发送的信号并对其进行处理。
202、控制设备按高硫煤掺烧比例大小将燃烧器分为低比例燃烧器、中比例燃烧器和高比例燃烧器。
控制设备识别多个燃烧器的高硫煤掺烧比例,并按其比例大小顺序排列,并组成数量相同的三组,对于无法取整的情况,保证组与组之间的数量差为1,分别命名为低比例燃烧器组,中比例燃烧器组和高比例燃烧器组,每组中含有一定数量的燃烧器。
203、控制设备获取烟气中二氧化硫的浓度。
控制设备获取多个燃烧器燃烧所产生的的烟气混合后的总烟气二氧化硫浓度,对于整个火力发电厂生产系统而言,只获取总烟气二氧化硫浓度,可以很容易的计算出整个火力发电厂的二氧化硫排放总量,便于监控和管理。总烟气二氧化硫浓度可以在烟气脱硫设施的前后很方便的获取到,便于脱硫管理部门进行处理。
204、控制设备判断浓度与预设值之间的关系。
预设值包括低位预设值,中位预设值和高位预设值,所设定的二氧化硫浓度依次增加,控制设备对获取到的烟气二氧化硫浓度进行判断,判断结果可以是低于低位预设值、高于低位预设值且低于中位预设值、高于中位预设值且低于高位预设值和高于高位预设值四种情况。
对于低于低位预设值的情况说明当前火力发电站的二氧化硫排放情况良好无需进行调整,对于高于低位预设值且低于中位预设值的情况表示二氧化硫排放情况出现了小幅超标高硫煤的掺烧比例需进行小幅降低调整。对于高于中位预设值且低于高位预设值的情况表示二氧化硫排放情况出现了一定程度的超标,高硫煤的掺烧比例需进行一定幅度的降低调整。对于高于高位预设值的情况说明二氧化硫排放情况出现了严重超标,高硫煤的掺烧比例需进行大幅度的降低调整。对于判断结果为高于低位预设值且低于中位预设值的情况则触发步骤205,对于判断结果为高于中位预设值且低于高位预设值的情况则触发步骤206,对于判断结果为高于高位预设值的情况则触发步骤207。本实施例中以低位预设值为1500毫克/升、中位预设值为2000毫克/升和高位预设值为2500毫克/升为例进行说明,值得注意的是,本实施例中1500毫克/升、2000毫克/升等数据均为方便描述所列,对本方法实际实施情况不构成限定。在具体实施过程中,低、中、高位预设值均可按照燃煤电站的具体要求:如生产指标、政策限制及煤质情况等因素进行具体设定,此处不做限定。
对于判断结果为当前烟气二氧化硫浓度超出任一预设值的情况,控制设备都可以向主控室发出警告信息至集控室,以提醒运行人员,使得运行人员更好的掌握当前火力发电厂的运行状况,该警告信息同样可以依据预设值等级不同而设定不同等级的警告信息。
205、控制设备发送低位调整信号至燃烧器。
对于当前烟气二氧化硫含量浓度高于低位预设值且低于中位预设值的情况,即当前烟气二氧化硫含量浓度在1500毫克/升和2000毫克/升之间时,表示二氧化硫排放情况出现了小幅超标高硫煤的掺烧比例需进行小幅调整,控制设备将针对该情况的低位调整信号发送至燃烧器,燃烧器依据该低位调整信号对燃烧体的掺烧比例进行小幅调整。
206、低比例燃烧器根据所述低位调整信号降低高硫煤掺烧比例。
燃烧器接收到低位调整信号后,调整低比例燃烧器的高硫煤掺烧比例,降低该比例,本步骤的目的在于,锅炉或燃烧器在运行过程中煤炭的输入对其影响较大,为保证锅炉或燃烧器的平稳运行应尽量减小对煤炭各项指标的调整,因此在所需调整幅度较小的情况下选择低比例燃烧器进行调整可尽量保证锅炉或燃烧器运行平稳。
207、控制设备发送中位调整信号至燃烧器。
对于当前烟气二氧化硫含量浓度高于中位预设值且低于高位预设值的情况,即当前烟气二氧化硫含量浓度在2000毫克/升和2500毫克/升之间时,表示二氧化硫排放情况出现了一定幅度的超标高硫煤的掺烧比例需进行一定幅度的调整,控制设备将针对该情况的中位调整信号发送至燃烧器,燃烧器依据该中位调整信号对燃烧器的掺烧比例进行一定幅度的调整。
208、中比例燃烧器根据所述中位调整信号降低高硫煤掺烧比例。
燃烧器接收到中位调整信号后,调整中比例燃烧器的高硫煤掺烧比例,降低该比例,本步骤的目的在于,锅炉或燃烧器在运行过程中煤炭的输入对其影响较大,为保证锅炉或燃烧器的平稳运行应尽量减小对煤炭各项指标的调整,对于中等幅度的二氧化硫浓度超标需要进行中等幅度的调整,选择中比例燃烧器进行调整可尽量保证锅炉或燃烧器运行平稳。
209、控制设备发送高位调整信号至燃烧器。
对于当前烟气二氧化硫含量浓度高于高位预设值的情况,即当前烟气二氧化硫含量浓度高于2500毫克/升时,表示二氧化硫排放情况出现了大幅度的超标高硫煤的掺烧比例需进行大幅度的调整,控制设备将针对该情况的高位调整信号发送至燃烧器,燃烧器依据该高位调整信号对燃烧器的掺烧比例进行大幅度的调整。
210、高比例燃烧器根据所述高位调整信号降低高硫煤掺烧比例。
燃烧器接收到高位调整信号后,调整高比例燃烧器的高硫煤掺烧比例,降低该比例,本步骤的目的在于,烟气二氧化硫浓度高于高位设定值,需要进行大幅度的调整,对的高硫煤掺烧比例相对较高的高比例燃烧器进行调整,效果最为明显。
在燃烧器根据调整信号对高硫煤掺烧比例进行调整后,调整前控制设备获取到的燃烧器按高硫煤掺烧比例所列的次序已不准确,失去了使用价值,为方便进行下一次调整,控制设备需在调整完成后再次获取燃烧器按高硫煤掺烧比例所列的次序。具体情况可以为:调整后燃烧器次序为A1,A2,A3至An。A1,A2,A3至An分别代表不同燃烧器,调整过后,一些燃烧器的高硫煤掺烧比例发生变化,控制设备再次获取A1,A2,A3至An燃烧器的掺烧比例,并重新排序为B1,B2,B3至Bn。B1,B2,B3至Bn代表在调整过后,按照燃烧器按高硫煤掺烧比例所列的次序,B1最高,Bn最低,或者倒叙排列,具体此处不做限定。获取到调整完成后的燃烧器按高硫煤掺烧比例所列的次序,可以方便控制设备再次对燃烧器进行调整,提高调整效率,使方案更具可行性。
值得注意的是步骤201和步骤202与步骤203和步骤204之间没有特定的时序关系,即获取各个燃烧器高硫煤掺烧比例并进行分组步骤和获得烟气二氧化硫浓度并判断是否需要调整步骤的执行顺序对本方法没有影响,具体实施过程中的执行顺序不做限定。
请参照图3,本申请烟气二氧化硫浓度控制设备的一个实施例包括:单元301-单元303。
获取单元301,用于获取烟气中二氧化硫的浓度。
判断单元302,用于判断所述浓度与预设值之间的关系;若所述浓度高于所述预设值,则触发发送单元。
发送单元303,用于发送调整信号至燃烧器,所述燃烧器根据所述调整信号降低高硫煤掺烧比例,以使得所述浓度低于或等于所述预设值。
本实施例中各单元所执行流程与图1或图2对应实施例所描述的方法类似,具体此处不再赘述。
图4是本申请实施例提供的一种烟气二氧化硫浓度控制设备结构示意图,该服务器400可以包括一个或一个以上中央处理器(central processing units,CPU)401和存储器405,该存储器405中存储有一个或一个以上的应用程序或数据。
本实施例中,中央处理器401中的具体功能模块划分可以与前述图3中所描述的获取单元、判断单元和发送单元等单元的功能模块划分方式类似,此处不再赘述。
其中,存储器405可以是易失性存储或持久存储。存储在存储器405的程序可以包括一个或一个以上模块,每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地,中央处理器401可以设置为与存储器405通信,在服务器400上执行存储器405中的一系列指令操作。
服务器400还可以包括一个或一个以上电源402,一个或一个以上有线或无线网络接口403,一个或一个以上输入输出接口404,和/或,一个或一个以上操作系统,例如Windows ServerTM,Mac OS XTM,UnixTM,LinuxTM,FreeBSDTM等。
该中央处理器401可以执行前述图1或图2所示实施例中烟气二氧化硫浓度控制设备所执行的操作,具体此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质,该计算机存储介质用于储存为烟气二氧化硫浓度控制设备所用的计算机软件指令,其包括用于执行为烟气二氧化硫浓度控制设备所设计的程序。
该烟气二氧化硫浓度控制设备可以如前述图3中所描述的烟气二氧化硫浓度控制设备。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括计算机软件指令,该计算机软件指令可通过处理器进行加载来实现上述图1至图2中任意一项烟气二氧化硫浓度控制方法的流程。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,read-onlymemory)、随机存取存储器(RAM,random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。