CN111450622A - 一种自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗系统，包括工艺水箱、脱硫塔、多级除雾器、冲洗系统、参数测量装置和DCS控制器；所述工艺水箱与所述多级除雾器之间通过水管连接；所述多级除雾器设置在所述脱硫塔内，所述脱硫塔上分别设置有烟气入口和烟气出口；所述冲洗系统与所述多级除雾器相邻设置；所述参数测量装置设置在所述脱硫塔上，所述DCS控制器与所述参数测量装置电连接。本发明还提供了一种利用上述冲洗系统的除雾器冲洗控制方法。在保证除雾器冲洗效果的同时，具有除雾器冲洗水量根据负荷和液位进行调整，自动调节水平衡的优点。另一方面提高设备程序自动控制的可用性，减轻操作人员工作强度。
Description
技术领域
本发明涉及燃煤火电厂脱硫除雾器冲洗技术领域，尤其是涉及一种自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗系统及控制方法。
背景技术
火力发电厂燃用大量煤炭等化石燃料，烟气中含有大量SO2、SO3等酸性气体，会对环境造成严重污染，需要对烟气进行脱硫处理。其中湿法脱硫技术因其脱硫效率高，原料相对廉价易得等优势，成为目前燃气脱硫的主流技术。
湿法脱硫主要以石灰石-石膏法为主，使用石灰石浆液作为脱硫剂，脱硫效率为90％～95％，最高可达到99％，脱硫效率稳定，技术成熟可靠。其主要脱硫过程是：石灰石粉制成浆液后打入脱硫塔下部浆液池，在浆液循环泵作用下自上而下喷淋，同自脱硫塔下部通入的烟气充分反应，吸收烟气中SO2并在浆液池中被强制氧化生成水合硫酸钙，经过脱水制得脱硫石膏。烟气经反复喷淋后携带了大量脱硫浆液液滴。这些液滴中含有石膏、石灰石等成分会造成后部烟道的结垢、沾污等现象，影响运行安全，而且通过烟囱排出时还会造成石膏雨等现象。因此脱硫塔上部安装有除雾器，一般是折流板状。烟气携带的浆液滴由于惯性作用撞击在折流板上而被分离下来。为了保证除雾效率，除雾器一般设置2-3级，各级除雾器之间设置冲洗水定时冲洗，防止浆液中含有的固体沉积在除雾器上。
可通过程序顺控将各层除雾器冲洗喷嘴依次打开，自动完成冲洗，一组喷嘴冲洗60s，一般整体冲洗周期2h完成一次。或运行人员手动操作冲洗。
目前除雾器冲洗用水来自工艺水箱，属于脱硫系统外补水，这部分用水量过大会影响脱硫系统水平衡。目前除雾器冲洗系统只有冲洗水泵、冲洗阀门及其喷嘴，每次冲洗用水定量。导致目前程序顺控方法是从最下一层开始各层除雾器之间连续冲洗，各喷头冲洗时间固定，导致冲洗水量固定，但排出脱硫系统的水量随负荷变化，因此现有的固除雾器冲洗系统及其控制方法将导致水平衡难以控制，具体表现在：
当负荷降低时，烟气量明显减少、温度降低，湿饱和烟气带出脱硫系统的水蒸气也随之减少，但此时冲洗水量的顺控程序依然保持固定的冲洗时长，冲洗水量依然保持全负荷时所需水量。造成水平衡难以保持。同时在低负荷时，由于烟气携带的液滴减少，同时由于流速降低，除雾器的分离效率下降，此时附着在除雾器上的浆液也比正常满负荷运行时更少，因此冲洗水实际是过量的。目前大量燃煤机组长期处于低负荷运行，这一问题更加突出。
当脱硫塔内液位已经处在较高液位运行时，保持满负荷冲洗会导致液位快速上升，当超过液位设定值(各机组根据脱硫塔规格与运行经验确定，如13m)时，为了防止浆液溢流，冲洗程序强制自动停止。导致正常的冲洗流程被打断，无法达到正常的冲洗效果。
由于目前的冲洗系统无法保证在在高负荷或高液位时的冲洗投入自动运行，因此操作人员只能频繁手动操作，此时除雾器的冲洗效果高度依赖操作人员的经验，增加了除雾器堵塞和结垢的风险，同时增加了运行人员工作量。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗系统及控制方法，在保证除雾器冲洗效果的同时，使得除雾器冲洗水量根据负荷和液位进行调整，自动调节水平衡。同时提高设备程序自动控制的可用性，减轻操作人员工作强度。
本发明提供一种自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗系统，包括工艺水箱、脱硫塔、多级除雾器、冲洗系统、参数测量装置和DCS控制器；所述工艺水箱与所述多级除雾器之间通过水管连接；所述多级除雾器设置在所述脱硫塔内，所述脱硫塔上分别设置有烟气入口和烟气出口；所述冲洗系统与所述多级除雾器相邻设置；所述参数测量装置设置在所述脱硫塔上，所述DCS控制器与所述参数测量装置电连接；
所述冲洗系统包括：冲洗水泵、若干冲洗阀门及若干喷嘴；所述冲洗水泵设置在所述水管上，若干所述冲洗阀门及若干所述喷嘴设置在所述多级除雾器附近的所述水管上。
优选的，所述参数测量装置包括：烟气流量计和液位计；所述液位计位于所述脱硫塔底部，所述烟气流量计与所述烟气入口连接。
本发明还提供一种利用上述系统进行的自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗控制方法，包括如下步骤：
步骤一：所述DCS控制器发出冲洗命令，自动启动第一级除雾器冲洗水程序，所述参数测量装置获取实时烟气流量Q1，流量信号输入至所述DCS控制器进行计算，跟满负荷烟气流量Q进行比较，得到负荷校正参数a1；
步骤二：设定第一级除雾器每个所述冲洗阀门开启时间为t1；
步骤三：所述DCS控制器输出指令，逐个顺序打开第一级除雾器的每个所述冲洗阀门，每打开一个所述冲洗阀门均等待t1S，当等待结束后，自动打开下一个所述冲洗阀门直至第一级除雾器的最后一个所述冲洗阀门完成冲洗；
步骤四：所述参数测量装置获取实时液位流量H1，液位信号输入至所述DCS控制器进行计算，与高液位设定值H进行比较，得到液位校正参数b1；
步骤五：所述DCS控制器输出指令，设定延迟T1时间后自动开启第二级除雾器冲洗；
步骤六：启动除雾器第二级冲洗水程序，所述参数测量装置获取实时烟气流量Q1，跟满负荷烟气流量Q进行比较，得到负荷校正参数a2：
步骤七：所述DCS控制器输出指令，设定第二级除雾器每个冲洗阀门开启时间为t2S，然后依次开启第二级除雾器的冲洗程序；
步骤八：冲洗结束后，重新开始步骤四，设定T2时间后开始下一级除雾器冲洗，每个除雾器所述冲洗阀门开启时间为t3S。依次类推，顺序完成每一级除雾器冲洗过程。
优选的，一共设置五级除雾器，每一级除雾器的冲洗阀门有五个。
优选的，步骤一中的负荷校正参数a1＝k1*Q1/Q，k1＞1，k1为修正参数，根据具体不同脱硫机组通过试验得到。
优选的，步骤二中的每个冲洗阀门开启时间t1＝60*a1(s)。
优选的，步骤四中的液位校正参数b1＝k2*H1/H，k2为修正参数，根据具体不同脱硫机组通过试验得到。
优选的，步骤五中的T1＝600*b1(s)。
优选的，步骤六中的a2＝k1*Q2/Q，k1＞1，为修正参数，根据具体不同脱硫机组通过试验得到。
优选的，步骤七中的t2＝60*a2(s)。
与现有技术相比，本发明一种自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗系统的有益效果是：在原有除雾器冲洗系统的基础上增加了参数测量装置和DCS控制器，可根据实时烟气负荷以及液位高低调整除雾器的冲洗水量，自动调节实现水平衡。
与现有技术相比，本发明一种利用上述系统的控制方法的有益效果是：通过实时负荷调整冲洗水阀门开启时间，通过实时液位调整开始下一级除雾器冲洗的延迟时间，自动调节实现水平衡，提高设备程序自动控制的可用性，减轻操作人员工作强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗系统示意图；
图2为本发明实施例一种自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗方法控制框图。
附图标记说明：
1：工艺水箱；2：脱硫塔；3：多级除雾器；4：DCS控制器；5：烟气入口；6：烟气出口；7：冲洗水泵；8：冲洗阀门；9：喷嘴；10：烟气流量计；11：液位计。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供了一种自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗系统，包括工艺水箱1、脱硫塔2、多级除雾器3、冲洗系统、参数测量装置和DCS控制器4；工艺水箱1与多级除雾器3之间通过水管连接；多级除雾器3设置在脱硫塔2内，脱硫塔2上分别设置有烟气入口5和烟气出口6；冲洗系统与多级除雾器3相邻设置；参数测量装置设置在脱硫塔2上，DCS控制器4与参数测量装置电连接；
冲洗系统包括：冲洗水泵7、若干冲洗阀门8及若干喷嘴9；冲洗水泵7设置在水管上，若干冲洗阀门8及若干喷嘴9设置在多级除雾器3附近的水管上。每一级除雾器都有配套的冲洗系统7，冲洗阀门8和喷嘴9的数量为多个，以便实现更好的清洗效果。
如图1所示，在一个更优选的实施例中，参数测量装置包括：烟气流量计10和液位计11；液位计11位于脱硫塔2底部，烟气流量计10与烟气入口5连接。烟气流量计11的作用是检测烟气入口5的流量大小，液位计11的作用是监控脱硫塔2底部液位高度。
如图2所示，本发明提供了一种利用上述系统进行的自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗控制方法，包括如下步骤：
步骤一：DCS控制器4发出冲洗命令，自动启动第一级除雾器冲洗水程序，所述参数测量装置获取实时烟气流量Q1，流量信号输入至DCS控制器4进行计算，跟满负荷烟气流量Q进行比较，得到负荷校正参数a1；
步骤二：设定第一级除雾器每个所述冲洗阀门8开启时间为t1；
步骤三：DCS控制器4输出指令，逐个顺序打开第一级除雾器的每个冲洗阀门8，每打开一个冲洗阀门8均等待t1S，当等待结束后，自动打开下一个冲洗阀门8直至第一级除雾器的最后一个冲洗阀门8完成冲洗；
步骤四：参数测量装置获取实时液位流量H1，液位信号输入至所述DCS控制器4进行计算，与高液位设定值H进行比较，得到液位校正参数b1；
步骤五：DCS控制器4输出指令，设定延迟T1时间后自动开启第二级除雾器冲洗；
步骤六：启动除雾器第二级冲洗水程序，参数测量装置获取实时烟气流量Q1，跟满负荷烟气流量Q进行比较，得到负荷校正参数a2：
步骤七：DCS控制器4输出指令，设定第二级除雾器每个冲洗阀门8开启时间为t2S，然后依次开启第二级除雾器的冲洗程序；
步骤八：冲洗结束后，重新开始步骤四，设定T2时间后开始下一级除雾器冲洗，每个除雾器所述冲洗阀门8开启时间为t3S。依次类推，顺序完成每一级除雾器冲洗过程。
在一个更优选的实施例中，一共设置五级除雾器，每一级除雾器的冲洗阀门有五个。
在一个更优选的实施例中，步骤一中的负荷校正参数a1＝k1*Q1/Q，k1＞1，k1为修正参数，根据具体不同脱硫机组通过试验得到。
在一个更优选的实施例中，步骤二中的每个冲洗阀门8开启时间t1＝60*a1(s)。
在一个更优选的实施例中，步骤四中的液位校正参数b1＝k2*H1/H，k2为修正参数，根据具体不同脱硫机组通过试验得到。
在一个更优选的实施例中，步骤五中的T1＝600*b1(s)。
在一个更优选的实施例中，步骤六中的a2＝k1*Q2/Q，k1＞1，为修正参数，根据具体不同脱硫机组通过试验得到。
在一个更优选的实施例中，步骤七中的t2＝60*a2(s)。
当冲洗作业开始进行时，DCS控制器4发出冲洗命令，自动启动第一级除雾器冲洗水程序，烟气流量计10获取实时烟气流量Q1，流量信号输入至DCS控制器4进行计算，跟满负荷烟气流量Q进行比较，得到负荷校正参数a1，a1＝k1*Q1/Q，k1＞1，k1为修正参数，根据具体不同脱硫机组通过试验得到。设定第一级除雾器每个所述冲洗阀门8开启时间为t1，t1＝60*a1(s)。假设K1＝1.2，Q1/Q＝0.6，那么a1＝0.72，t1＝43.2(s)。和现有技术一组喷嘴冲洗60s相比，本发明大大节约了时间，也节省了用水量。
打开第一级除雾器第一个冲洗阀门8，当第一级除雾器第一个冲洗阀门8已打开后，等待t1S；当等待结束后，自动打开第一级除雾器第二个冲洗阀门8；同时自动关闭第一级除雾器第一个冲洗阀门8；第一级除雾器第二个冲洗阀门8已打开后，等待t1S；当等待结束后，自动打开第一级除雾器第三个冲洗阀门8；同时自动关闭第一级除雾器第二个冲洗阀门8；第一级除雾器第三个冲洗阀门8已打开后，等待t1S；当等待结束后，自动打开第一级除雾器第四个冲洗阀门8；同时自动关闭第一级除雾器第三个冲洗阀门8；第一级除雾器第四个冲洗阀门8已打开后，等待t1S；当等待结束后，自动打开第一级除雾器第五个冲洗阀门8；同时自动关闭第一级除雾器第四个冲洗阀门8；第一级除雾器第五个冲洗阀门8已打开后，等待t1S；当等待结束后，自动关闭第一级除雾器第五个冲洗阀门8。此时第一级除雾器冲洗完毕。
液位计11获取实时液位流量H1，液位信号输入至所述DCS控制器4进行计算，与高液位设定值H进行比较，得到液位校正参数b1，b1＝k2*H1/H，k2为修正参数，根据具体不同脱硫机组通过试验得到。DCS控制器4输出指令，设定延迟T1时间后自动开启第二级除雾器冲洗，T1＝600*b1(s)。
重复上述步骤，除雾器开启第二级直至第五级冲洗程序，直至五级清洗完毕。
本发明的除雾器冲洗系统控制方法可以在低负荷时降低每个喷头的冲洗时间，减少完成一次冲洗所用的冲洗水量。同时使除雾器各层冲洗之间增加等待时间T，T的时长根据脱硫塔内的液位调整，高液位时增长各层除雾器之间冲洗间隔，延长冲洗周期，减少单位时间内进入脱硫系统的冲洗水量。同时提高了设备程序自动控制的可用性，减轻操作人员工作强度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗系统，其特征在于，包括工艺水箱(1)、脱硫塔(2)、多级除雾器(3)、冲洗系统、参数测量装置和DCS控制器(4)；所述工艺水箱(1)与所述多级除雾器(3)之间通过水管连接；所述多级除雾器(3)设置在所述脱硫塔(2)内，所述脱硫塔(2)上分别设置有烟气入口(5)和烟气出口(6)；所述冲洗系统与所述多级除雾器(3)相邻设置；所述参数测量装置设置在所述脱硫塔(2)上，所述DCS控制器(4)与所述参数测量装置电连接；
所述冲洗系统包括：冲洗水泵(7)、若干冲洗阀门(8)及若干喷嘴(9)；所述冲洗水泵(7)设置在所述水管上，若干所述冲洗阀门(8)及若干所述喷嘴(9)设置在所述多级除雾器(3)附近的所述水管上。
2.根据权利要求1所述的一种自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗系统，其特征在于，所述参数测量装置包括：烟气流量计(10)和液位计(11)；所述液位计(11)位于所述脱硫塔(2)底部，所述烟气流量计(10)与所述烟气入口(5)连接。
3.一种利用权利要求1-2任一项所述系统进行的自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：所述DCS控制器(4)发出冲洗命令，自动启动第一级除雾器冲洗水程序，所述参数测量装置获取实时烟气流量Q1，流量信号输入至所述DCS控制器(4)进行计算，跟满负荷烟气流量Q进行比较，得到负荷校正参数a1；
步骤二：设定第一级除雾器每个所述冲洗阀门(8)开启时间为t1；
步骤三：所述DCS控制器(4)输出指令，逐个顺序打开第一级除雾器的每个所述冲洗阀门(8)，每打开一个所述冲洗阀门(8)均等待t1S，当等待结束后，自动打开下一个所述冲洗阀门(8)直至第一级除雾器的最后一个所述冲洗阀门(8)完成冲洗；
步骤四：所述参数测量装置获取实时液位流量H1，液位信号输入至所述DCS控制器(4)进行计算，与高液位设定值H进行比较，得到液位校正参数b1；
步骤五：所述DCS控制器(4)输出指令，设定延迟T1时间后自动开启第二级除雾器冲洗；
步骤六：启动除雾器第二级冲洗水程序，所述参数测量装置获取实时烟气流量Q1，跟满负荷烟气流量Q进行比较，得到负荷校正参数a2：
步骤七：所述DCS控制器(4)输出指令，设定第二级除雾器每个冲洗阀门(8)开启时间为t2S，然后依次开启第二级除雾器的冲洗程序；
步骤八：冲洗结束后，重新开始步骤四，设定T2时间后开始下一级除雾器冲洗，每个除雾器所述冲洗阀门(8)开启时间为t3S。依次类推，顺序完成每一级除雾器冲洗过程。
4.根据权利要求3所述的自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗方法，其特征在于，一共设置五级除雾器，每一级除雾器的冲洗阀门有五个。
5.根据权利要求3所述的自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗方法，其特征在于，步骤一中的负荷校正参数a1＝k1*Q1/Q，k1＞1，k1为修正参数，根据具体不同脱硫机组通过试验得到。
6.根据权利要求5所述的自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗方法，其特征在于，步骤二中的每个冲洗阀门(8)开启时间t1＝60*a1(s)。
7.根据权利要求3所述的自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗方法，其特征在于，步骤四中的液位校正参数b1＝k2*H1/H，k2为修正参数，根据具体不同脱硫机组通过试验得到。
8.根据权利要求7所述的自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗方法，其特征在于，步骤五中的T1＝600*b1(s)。
9.根据权利要求3所述的自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗方法，其特征在于，步骤六中的a2＝k1*Q2/Q，k1＞1，为修正参数，根据具体不同脱硫机组通过试验得到。
10.根据权利要求9所述的自动调节脱硫塔水平衡的除雾器冲洗方法，其特征在于，步骤七中的t2＝60*a2(s)。
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2020
- 2020-04-24 CN CN202010334585.6A patent/CN111450622B/zh active Active
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