CN112044243A - 火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，包括第一控制器、第二控制器和流量控制器。同时，本发明提供了一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法。本发明贯穿废气脱硫治理设施生产运行数据，并根据此建立了pH优化设定值预测模型，通过对该动态模型对pH优化设定值和浆液流量优化设定值进行每时每刻的优化控制，能够实现pH值的自动调控，解决了现有技术中运行人员根据经验对pH值设定值或者石灰石供浆变频器频率进行调节的问题，以及pH值控制过程大滞后、慢动态的问题，提高了pH值控制品质；此外，还可实现出口SO2浓度闭环控制，进而保证脱硫控制品质。

Description

火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统及方法
技术领域
本发明涉及火电机组脱硫技术领域，特别涉及一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统。此外，本发明还涉及一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法。
背景技术
为了保护环境，需要控制燃煤电厂的SO2排放。目前控制燃煤电厂SO2排放的途径主要有燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫3种。燃烧后脱硫即烟气脱硫是目前控制最行之有效的途径，也是国际上普遍采用的一种方式。在烟气脱硫方法中石灰石-石膏湿法烟气脱硫是目前普遍采用的技术。石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺以石灰石作为碱性脱硫吸收剂。石灰石块料经预破碎进入球磨机与水混合，磨成浆状，通过泵输送至脱硫吸收塔中。新鲜的脱硫剂进入吸收塔的浆液池与循环浆液混合，循环浆液经泵提升至塔顶喷淋层，由喷嘴分散成雾状液滴，雾状浆液液滴在下落过程中与酸性烟气混合接触，浆液液滴中的碳酸钙与烟气中的SO2进行一系列的物理化学的吸收反应生成亚硫酸钙，同时伴随着pH值降低，亚硫酸钙在吸收塔浆池与鼓入的氧化空气中的氧气发生进一步反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶析出最终生成石膏(CaSO4·H2O)。脱硫后的烟气经除雾器除去烟气携带的细小液滴排入烟囱。吸收塔排出的石膏浆液经脱水系统浓缩脱水后，石膏作为副产品出售，废水经简单处理后部分回用，排出的废水经处理后达标排放。全流程主要包括吸收塔系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水处理系统。吸收塔设有两个出口，一个出口为石膏浆液出口，检测实时pH即检测石膏浆液出口的pH；另一个出口为干净烟气出口，检测SO2的浓度即检测干净烟气出口SO2的浓度。
石灰石湿法脱硫吸收塔烟气反应是一个大滞后、慢动态的过程，同时脱硫系统又是个复杂控制系统，这对于常规PID(Proportional Integral Derivative)控制策略带来很大的挑战。因此，为了优化该脱硫工艺过程的性能和运行参数，现在一般采用DCS(Distributed Control System)控制策略，该DCS控制策略的运行人员根据经验对烟气脱硫(FGD，Flue Gas Desulphurization)的主要控制指标通过pH值设定值或者石灰石供浆变频器频率进行调节，进而控制出口SO2浓度。但是，当前控制回路pH值控制品质也不是很理想，运行人员常常会撤到手动。
鉴于此，开发一种能够提高pH值控制品质、实现出口SO2浓度闭环控制，进而保证脱硫控制品质的火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，以提高pH值控制品质、实现出口SO2浓度闭环控制，进而保证脱硫控制品质。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，火电机组脱硫装置设有吸收塔和石灰石浆液调节阀，火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统包括
第一控制器，包括第一输入端、第一存储器、第一输出端和第一处理器；所述第一处理器被配置为通过所述第一输入端接收所述吸收塔出口的SO2浓度，根据所述第一存储器存储的基于GPC算法构建的pH优化设定值预测模型，计算得到pH优化设定值，通过所述第一输出端发送所述pH优化设定值；
第二控制器，包括第二输入端、第三输入端、第二输出端和第二处理器；所述第二处理器被配置为通过所述第二输入端接收所述吸收塔出口的实时pH值、通过所述第三输入端接收所述pH优化设定值，计算得到浆液流量优化设定值，通过所述第二输出端发送所述浆液流量优化设定值；
流量控制器，包括第四输入端、第五输入端和第三处理器，所述第三处理器被配置为通过所述第四输入端接收所述石灰石浆液调节阀出口的浆液流量信号、通过所述第五输入端接收所述浆液流量优化设定值，输出石灰石浆液流量控制信号；所述石灰石浆液流量控制信号用于调节所述石灰石浆液调节阀开度，使得所述实时pH值达到所述pH优化设定值。
进一步的，还包括数据采集器，所述数据采集器包括pH计、流量传感器和SO2传感器；所述pH计和SO2传感器分别连接于所述吸收塔出口，所述流量传感器连接于所述石灰石浆液调节阀出口。
进一步的，所述pH优化设定值预测模型的构建方法为
A(q-1)yt＝B(q-1)ut-d+ξt/Δ (1)
式中，A、B为已知系数矩阵，yt为t时刻所述吸收塔出口的SO2浓度；d为最小纯时延步数的时长；Δ为差分算子；q-1为向后一步平移因子；ξt为零均值方差有界不相关的随机噪声序列；ut-d为t-d时刻pH优化设定值。
进一步的，第一控制器包括第六输入端，所述第一处理器被配置为通过所述第一输入端接收所述吸收塔出口的SO2浓度、通过所述第六输入端接收所述吸收塔出口的实时pH值，根据所述第一存储器存储的基于GPC算法构建的pH优化设定值预测模型，计算得到pH优化设定值，通过所述第一输出端发送所述pH优化设定值；所述pH优化设定值预测模型的构建方法为：
A(q-1)Δyt＝B(q-1)Δut-d+ξt (2)
式中，Δyt为t时刻所述吸收塔出口的SO2浓度变化量，Δut-d为t-d时刻pH优化设定值的变化量。
同时，本发明还提出一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法，所述火电机组脱硫装置设有吸收塔和石灰石浆液调节阀，火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法包括下列步骤
步骤一，采集所述吸收塔出口的实时pH值和SO2浓度以及所述石灰石浆液调节阀出口的浆液流量信号；
步骤二，接收所述吸收塔出口的SO2浓度，基于GPC算法构建的pH优化设定值预测模型，计算得到pH优化设定值，发送所述pH优化设定值；
步骤三，接收所述吸收塔出口的实时pH值、接收所述pH优化设定值，计算得到浆液流量优化设定值，发送所述浆液流量优化设定值；
步骤四，接收所述石灰石浆液调节阀出口的浆液流量信号、接收所述浆液流量优化设定值，输出石灰石浆液流量控制信号；所述石灰石浆液流量控制信号用于调节所述石灰石浆液调节阀开度，使得所述实时pH值达到所述pH优化设定值。
进一步的，步骤三中，所述pH优化设定值预测模型的构建方法为
A(q-1)yt＝B(q-1)ut-d+ξt/Δ (1)
式中，A、B为已知系数矩阵，yt为t时刻所述吸收塔出口的SO2浓度；ut为t时刻pH优化设定值；d为最小纯时延步数的时长；Δ为差分算子；q-1为向后一步平移因子；ξt为零均值方差有界不相关的随机噪声序列；ut-d为t-d时刻pH优化设定值。
进一步的，所述pH优化设定值预测模型的构建方法为：
A(q-1)Δyt＝B(q-1)Δut-d+ξt (2)
式中，Δyt为t时刻所述吸收塔出口的SO2浓度变化量，Δut-d为t-d时刻pH优化设定值的变化量。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
1、本发明贯穿废气脱硫治理设施生产运行数据，并根据此建立了pH优化设定值预测模型，通过对该动态模型对pH优化设定值和浆液流量优化设定值进行每时每刻的优化控制，能够实现pH值的自动调控，解决了现有技术中运行人员根据经验对pH值设定值或者石灰石供浆变频器频率进行调节的问题，以及pH值控制过程大滞后、慢动态的问题，提高了pH值控制品质；此外，还可实现出口SO2浓度闭环控制，进而保证脱硫控制品质。本发明一方面可以大幅减轻运行人员的操作强度，避免因为人工调节造成吸收塔1盲区的发生；另一方面可以在达到环保排放要求的基础上实现脱硫系统运行成本最优，实现节能降耗，为FGD装置的长久经济运行提供了可靠的保障。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1所述火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统的框架示意图；
图2为本发明实施例1所述火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统的其中一种实施方式示意图；
图3为本发明实施例1所述火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统的其中一种实施方式示意图；
图4为本发明实施例2所述火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
本实施例涉及一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，其中一种示例性结构如图1至图3所示。现有的火电机组脱硫装置设有吸收塔1和石灰石浆液调节阀6。具体地，吸收塔1是FDG的核心部分，脱硫反应在其内进行。吸收塔1内的pH值随电力负荷、煤质硫份以及浆液浓度变化明显，出口SO2的浓度也随之变化。因此在工作状况变化时，需实时调整石灰石浆液流量，以实现实现出口SO2浓度控制。
由图1至图3可知，该火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统包括第一控制器3、第二控制器4和流量控制器5。第一控制器3，包括第一输入端、第一存储器、第一输出端和第一处理器；所述第一处理器被配置为通过所述第一输入端接收所述吸收塔1出口的SO2浓度，根据所述第一存储器存储的基于GPC算法构建的pH优化设定值预测模型，计算得到pH优化设定值，通过所述第一输出端发送所述pH优化设定值。
具体到本实施例中，所述出口SO2浓度传输至内网服务器中，内网服务器连接于物联网视觉采集设备和云端服务器中。其中，云端服务器中已经有构建完成的pH优化设定值预测模型。pH优化设定值预测模型贯穿废气脱硫治理设施生产运行数据，其将历史运行数据进行分类，并整理成下述模型
A(q-1)yt＝B(q-1)ut-d+ξt/Δ (1)
式中，yt为所述吸收塔1出口的SO2浓度；d为最小纯时延步数；Δ为差分算子；q-1为向后一步平移因子；{ξt}为零均值方差有界不相关的随机噪声序列；ut-d为t-d时刻pH优化设定值；
Figure BDA0002618984310000051
Figure BDA0002618984310000052
其中，pH优化设定值预测模型中，采用历史数据分析，可以得到A和B确定的数值，A、B均为已知系数矩阵,于ARMA模型在线辨识器获得(具体可参照白红霞等于2009年在《佛山科学技术学院学报(自然科学版)》发表的“一类ARMA模型在线辨识器”)；d、Δ和q-1这三项会根据其某一应用装置、通过历史数据分析，就可以获得具体的数值，但是一旦应用装置改变，d、Δ和q-1就会随之变化。其中，Δ和q-1的数值的于受控自回归积分滑动平均(CARIMA)模型获得，具体可参照CN110579968A提出的一种超超临界机组深度调峰协调系统预测控制策略，d是pH对吸收塔1出口SO2浓度的纯滞后时间，实际数据可以测试得到，即为pH值增加后需要等多长时间，SO2浓度才开始有变化，d的数值可根据采集信号得到。{ξt}是有关的无扰信号，通过云端的modelart从统计学的基础上进行了处理，这样就不会影响到真实的优化结果。
在本实施例中，根据式(1)，可计算得到ut-d，即t-d时刻pH优化设定值。但在具体计算过程中，由于滞后效应的存在，因此，ut-d即为t时刻pH优化设定值，亦即为述第一输出端发送的所述pH优化设定值。本实施例中ut-d是一个时间序列，其滚动计算并滚动输出ut-d，ut-d+1……ut-1。
为了进一步增加火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统的性能，在本发明的其中一种具体实施方式中，第一控制器3包括第六输入端，所述第一处理器被配置为通过所述第一输入端接收所述吸收塔1出口的SO2浓度、通过所述第六输入端接收所述吸收塔1出口的实时pH值，根据所述第一存储器存储的基于GPC算法构建的pH优化设定值预测模型，计算得到pH优化设定值，通过所述第一输出端发送所述pH优化设定值；所述pH优化设定值预测模型的构建方法为：
A(q-1)Δyt＝B(q-1)Δut-d+ξt (2)
式中，Δyt为t时刻所述吸收塔1出口的SO2浓度变化量，Δut-d为t-d时刻pH优化设定值的变化量。d为最小纯时延步数，在本实施例中为延迟时间，亦即相对于SO2的延迟，d取决于吸收塔的设计。如此采用该增量模型，可增加该动态模型的计算速度，确保每时每刻优化控制。云端服务器将式(2)及相关数值均传输至内网服务器中，其计算于内网服务器中完成，计算完成后得到得到pH优化设定值。将计算得到的pH优化设定值传输至第二控制器4。
在本实施方式中，根据式(2)可计算得到Δut-d，即t-d时刻pH优化设定值的变化量。但是在具体计算过程中，由于滞后效应的存在，因此，Δut-d即为t时刻pH优化设定值的变化量，该变化量为t时刻pH优化设定值与实时pH的差值，即Δut-d＝t时刻pH优化设定值-实时pH，此处的实时pH即为所述吸收塔1出口t时刻的pH值。由此，将Δut-d与实时pH相加和，即可得到所需的ut-d，亦即为所述第一输出端发送所述pH优化设定值。
第二控制器4，包括第二输入端、第三输入端、第二输出端和第二处理器；所述第二处理器被配置为通过所述第二输入端接收所述吸收塔1出口的实时pH值、通过所述第三输入端接收所述pH优化设定值，计算得到浆液流量优化设定值，通过所述第二输出端发送所述浆液流量优化设定值。该浆液流量优化设定值是通过浆液流量优化设定值预测模型，其亦为模型预测控制。该浆液流量优化设定值预测模型是基于PID算法构建的，与pH优化设定值预测模型类似，该浆液流量优化设定值预测模型存储于云端服务器中，PID算法的具体计算于内网服务器中完成。PID算法为在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)，是应用最为广泛的一种自动控制器。
PID增量式算法如下：
△u(k)＝u(k)-u(k-1)
△u(k)＝Kp[e(k)-e(k-1)]+Kie(k)+Kd[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]
式中，△u(k)为浆液流量的变化量，e(k)为pH的变化量，k为当前时刻，u(k)为当前浆液流量，u(k-1)为前一时刻浆液流量，e(k-1)为前一时刻pH的变化量，e(k-2)为前两时刻pH的变化量，Kp为比例参数，Kie为积分参数，Kd为微分参数。由于PID算法为目前常用的算法，故此处不再赘述。计算完成后得到得到浆液流量优化设定值，将其传输至流量控制器5。具体地，流量控制器5将所述浆液流量信号和所述浆液流量优化设定值作为PID参数，采用PID控制技术控制石灰石浆液调节阀6，进而改变浆液流量的大小，使得吸收塔1内的pH值达到pH优化设定值。
流量控制器5，包括第四输入端、第五输入端和第三处理器，所述第三处理器被配置为通过所述第四输入端接收所述石灰石浆液调节阀6出口的浆液流量信号、通过所述第五输入端接收所述浆液流量优化设定值，输出石灰石浆液流量控制信号；所述石灰石浆液流量控制信号用于调节所述石灰石浆液调节阀6开度，使得所述实时pH值达到所述pH优化设定值。
其中，本实施例中所述第一输入端接收所述吸收塔1出口的SO2浓度、所述第二输入端接收所述吸收塔1出口的实时pH值和所述第四输入端接收所述石灰石浆液调节阀6出口的浆液流量信号均通过数据采集装置采集得到，具体到本实施例中，其可通过物联网视觉采集设备完成数据采集任务。优选的，本实施例的火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统还包括数据采集器2，所述数据采集器2包括pH计21、流量传感器22和SO2传感器23。所述pH计21一端连接于所述吸收塔1出口、另一端连接于第二控制器4的第二输入端。所述SO2传感器23一端连接于所述吸收塔1出口，另一端连接于第一控制器3的第一输入端。所述流量传感器22一端连接于所述石灰石浆液调节阀6出口，另一端连接于流量控制器5的第四输入端。
该火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统通过模型预测控制技术，考虑到吸收塔1的实时pH值和所述吸收塔1的出口SO2浓度的变化，通过变量最优控制方法实时优化石灰石浆液流量、吸收塔1的pH值，利用软件分析、计算和输出参数，最终提高FGD装置的控制品质。系统投运后，出口SO2浓度可以控制在标准方差10.2mg/Nm3以内，相比于现有技术中出口SO2浓度标准方差在21.3mg/Nm3左右，出口SO2浓度标准方差提高了52.1％。
综上所述，本实施例贯穿废气脱硫治理设施生产运行数据，并根据此建立了pH优化设定值预测模型，通过对该动态模型对pH优化设定值和浆液流量优化设定值进行每时每刻的优化控制，能够实现pH值的自动调控，解决了现有技术中运行人员根据经验对pH值设定值或者石灰石供浆变频器频率进行调节的问题，以及pH值控制过程大滞后、慢动态的问题，提高了pH值控制品质；此外，还可实现出口SO2浓度闭环控制，进而保证脱硫控制品质。一方面可以大幅减轻运行人员的操作强度，避免因为人工调节造成吸收塔1盲区的发生；另一方面可以在达到环保排放要求的基础上实现脱硫系统运行成本最优，实现节能降耗，为FGD装置的长久经济运行提供了可靠的保障。
实施例2
本实施例涉及一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法，火电机组脱硫装置包括吸收塔1和石灰石浆液调节阀6。如图4所示，火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法包括下列步骤：
步骤一，采集所述吸收塔1出口的实时pH值和SO2浓度以及所述石灰石浆液调节阀6出口的浆液流量信号；
步骤二，所述第一处理器通过所述第一输入端接收所述吸收塔1出口的SO2浓度，根据所述第一存储器存储的基于GPC算法构建的pH优化设定值预测模型，计算得到pH优化设定值，通过所述第一输出端发送所述pH优化设定值；
步骤三，所述第二处理器通过所述第二输入端接收所述吸收塔1出口的实时pH值、通过所述第三输入端接收所述pH优化设定值，计算得到浆液流量优化设定值，通过所述第二输出端发送所述浆液流量优化设定值；
步骤四，所述第三处理器通过所述第四输入端接收所述石灰石浆液调节阀6出口的浆液流量信号、通过所述第五输入端接收所述浆液流量优化设定值，输出石灰石浆液流量控制信号；
步骤五，所述石灰石浆液流量控制信号用于调节所述石灰石浆液调节阀6开度，使得所述实时pH值达到所述pH优化设定值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，所述火电机组脱硫装置设有吸收塔(1)和石灰石浆液调节阀(6)，其特征在于：包括
第一控制器(3)，包括第一输入端、第一存储器、第一输出端和第一处理器；所述第一处理器被配置为通过所述第一输入端接收所述吸收塔(1)出口的SO2浓度，根据所述第一存储器存储的基于GPC算法构建的pH优化设定值预测模型，计算得到pH优化设定值，通过所述第一输出端发送所述pH优化设定值；
第二控制器(4)，包括第二输入端、第三输入端、第二输出端和第二处理器；所述第二处理器被配置为通过所述第二输入端接收所述吸收塔(1)出口的实时pH值、通过所述第三输入端接收所述pH优化设定值，计算得到浆液流量优化设定值，通过所述第二输出端发送所述浆液流量优化设定值；
流量控制器(5)，包括第四输入端、第五输入端和第三处理器，所述第三处理器被配置为通过所述第四输入端接收所述石灰石浆液调节阀(6)出口的浆液流量信号、通过所述第五输入端接收所述浆液流量优化设定值，输出石灰石浆液流量控制信号；所述石灰石浆液流量控制信号用于调节所述石灰石浆液调节阀(6)开度，使得所述实时pH值达到所述pH优化设定值。
2.根据权利要求1所述的火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，其特征在于：还包括数据采集器(2)，所述数据采集器(2)包括pH计(21)、流量传感器(22)和SO2传感器(23)；所述pH计(21)和SO2传感器(23)分别连接于所述吸收塔(1)出口，所述流量传感器(22)连接于所述石灰石浆液调节阀(6)出口。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，其特征在于：所述pH优化设定值预测模型的构建方法为
A(q-1)yt＝B(q-1)ut-d+ξt/Δ (1)
式中，A、B为已知系数矩阵，yt为t时刻所述吸收塔(1)出口的SO2浓度；d为最小纯时延步数的时长；Δ为差分算子；q-1为向后一步平移因子；ξt为零均值方差有界不相关的随机噪声序列；ut-d为t-d时刻pH优化设定值。
4.根据权利要求3所述的火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统，其特征在于：第一控制器(3)包括第六输入端，所述第一处理器被配置为通过所述第一输入端接收所述吸收塔(1)出口的SO2浓度、通过所述第六输入端接收所述吸收塔(1)出口的实时pH值，根据所述第一存储器存储的基于GPC算法构建的pH优化设定值预测模型，计算得到pH优化设定值，通过所述第一输出端发送所述pH优化设定值；所述pH优化设定值预测模型的构建方法为：
A(q-1)Δyt＝B(q-1)Δut-d+ξt (2)
式中，Δyt为t时刻所述吸收塔(1)出口的SO2浓度变化量，Δut-d为t-d时刻pH优化设定值的变化量。
5.一种火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法，所述火电机组脱硫装置设有吸收塔(1)和石灰石浆液调节阀(6)，其特征在于：包括下列步骤
步骤一，采集所述吸收塔(1)出口的实时pH值和SO2浓度以及所述石灰石浆液调节阀(6)出口的浆液流量信号；
步骤二，接收所述吸收塔(1)出口的SO2浓度，基于GPC算法构建的pH优化设定值预测模型，计算得到pH优化设定值，发送所述pH优化设定值；
步骤三，接收所述吸收塔(1)出口的实时pH值、接收所述pH优化设定值，计算得到浆液流量优化设定值，发送所述浆液流量优化设定值；
步骤四，接收所述石灰石浆液调节阀(6)出口的浆液流量信号、接收所述浆液流量优化设定值，输出石灰石浆液流量控制信号；所述石灰石浆液流量控制信号用于调节所述石灰石浆液调节阀(6)开度，使得所述实时pH值达到所述pH优化设定值。
6.根据权利要求5所述的火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法，其特征在于：步骤三中，所述pH优化设定值预测模型的构建方法为
A(q-1)yt＝B(q-1)ut-d+ξt/Δ (1)
式中，A、B为已知系数矩阵，yt为t时刻所述吸收塔(1)出口的SO2浓度；ut为t时刻pH优化设定值；d为最小纯时延步数的时长；Δ为差分算子；q-1为向后一步平移因子；ξt为零均值方差有界不相关的随机噪声序列；ut-d为t-d时刻pH优化设定值。
7.根据权利要求6所述的火电机组脱硫装置排放指标自动控制方法，其特征在于：所述pH优化设定值预测模型的构建方法为：
A(q-1)Δyt＝B(q-1)Δut-d+ξt (2)
式中，Δyt为t时刻所述吸收塔(1)出口的SO2浓度变化量，Δut-d为t-d时刻pH优化设定值的变化量。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113058393A (zh) * 2021-04-16 2021-07-02 新奥数能科技有限公司 一种脱硫系统中浆液pH值的控制方法以及装置
CN113731149A (zh) * 2021-08-27 2021-12-03 华能南京金陵发电有限公司 一种湿法脱硫控制方法及装置
CN114625186A (zh) * 2022-02-22 2022-06-14 华能罗源发电有限责任公司 一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法
CN114779623A (zh) * 2022-05-07 2022-07-22 湛江电力有限公司 浆液循环泵永磁调速改造耦合ifgd系统的控制方法
CN114967780A (zh) * 2022-06-14 2022-08-30 国能龙源环保有限公司 一种基于预测控制的脱硫系统pH值控制方法及系统

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114862074B (zh) * 2022-07-11 2022-09-23 大唐环境产业集团股份有限公司 一种脱硫系统浆液循环泵运行组合优化方法
CN115309117B (zh) * 2022-08-04 2024-05-14 浙江大学 一种基于数据驱动的wfgd出口so2浓度预测及智能优化方法
CN115167321B (zh) * 2022-08-09 2023-11-21 绿能碳投(北京)科技有限公司 一种电厂静电除尘优化控制方法及系统
CN115282762B (zh) * 2022-08-17 2024-01-23 广东家美陶瓷有限公司 半干法脱硫系统及其控制方法
CN115912409B (zh) * 2023-01-13 2023-07-21 华能济宁运河发电有限公司 一种多元协同的火电机组负荷运行快速调整方法
CN115970476B (zh) * 2023-01-16 2024-06-11 西安热工研究院有限公司 一种基于dcs控制系统的脱硫岛自动供浆控制方法
CN116440670B (zh) * 2023-04-12 2023-10-31 华能伊春热电有限公司 一种石灰石浆液密度稳定性控制方法
CN118437130A (zh) * 2024-05-06 2024-08-06 浙江朗泰环境工程有限公司 一种乳化脱硫自动控制系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1785483A (zh) * 2005-11-11 2006-06-14 南京科远控制工程有限公司 电厂湿法烟气脱硫控制方法
CN102580513A (zh) * 2012-01-01 2012-07-18 蔡如钰 火电厂烟气脱硫过程模拟优化系统
CN204536959U (zh) * 2015-04-15 2015-08-05 上海智企信息技术有限公司 一种用于燃煤电厂的fgd装置预测控制系统
CN111408243A (zh) * 2020-05-07 2020-07-14 西安热工研究院有限公司 一种火电机组湿法脱硫pH值控制系统及方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4150096A (en) * 1977-10-31 1979-04-17 Nelms William M Process for treating combustion gases
US4164549A (en) * 1978-01-30 1979-08-14 Dravo Corporation Lime scrubbing process for sulfur dioxide removal from gases
US7522963B2 (en) * 2004-08-27 2009-04-21 Alstom Technology Ltd Optimized air pollution control
JP7193261B2 (ja) * 2018-07-13 2022-12-20 三菱重工業株式会社 湿式排煙脱硫装置の制御方法、湿式排煙脱硫装置の制御装置、及びこの湿式排煙脱硫装置の制御装置を備えた遠隔監視システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1785483A (zh) * 2005-11-11 2006-06-14 南京科远控制工程有限公司 电厂湿法烟气脱硫控制方法
CN102580513A (zh) * 2012-01-01 2012-07-18 蔡如钰 火电厂烟气脱硫过程模拟优化系统
CN204536959U (zh) * 2015-04-15 2015-08-05 上海智企信息技术有限公司 一种用于燃煤电厂的fgd装置预测控制系统
CN111408243A (zh) * 2020-05-07 2020-07-14 西安热工研究院有限公司 一种火电机组湿法脱硫pH值控制系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王慧主编: "《计算机控制系统》", 31 July 2000, 化学工业出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113058393A (zh) * 2021-04-16 2021-07-02 新奥数能科技有限公司 一种脱硫系统中浆液pH值的控制方法以及装置
CN113731149A (zh) * 2021-08-27 2021-12-03 华能南京金陵发电有限公司 一种湿法脱硫控制方法及装置
CN114625186A (zh) * 2022-02-22 2022-06-14 华能罗源发电有限责任公司 一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法
CN114779623A (zh) * 2022-05-07 2022-07-22 湛江电力有限公司 浆液循环泵永磁调速改造耦合ifgd系统的控制方法
CN114967780A (zh) * 2022-06-14 2022-08-30 国能龙源环保有限公司 一种基于预测控制的脱硫系统pH值控制方法及系统
CN114967780B (zh) * 2022-06-14 2024-01-12 国能龙源环保有限公司 一种基于预测控制的脱硫系统pH值控制方法及系统

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