CN112807978A - 一种火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统及方法，该系统包括依次安装于原烟气进气管道上的孔板流量计、压力变送器、进口挡板和增压风机，增压风机出口连接吸收塔，与吸收塔相连接的出口挡板，其中压力变送器出口的原烟气进气管道与旁路挡板的入口相连接，旁路挡板的出口与出口挡板出口的净烟管道相连接，孔板流量计的信号端和压力变送器的信号端与控制系统的输入端相连接，控制系统的出口与增压风机的叶片挡板控制端相连接。当旁路挡板进出口两端的压差发生明显变化时，控制系统能够充分考虑机组负荷变化所导致的脱硫系统压力损耗影响，及时调整增增压风机的叶片挡板开度，保证了旁路挡板进出口压差的稳定，确保机组生产运行安全。
Description
技术领域
本发明属于火力发电机组脱硫控制技术领域，具体涉及一种火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统及方法。
背景技术
近些年来，随着现代化工业发展速度的加快，环境污染作为一个全球性话题受到越来越多的关注。以煤炭作为主要能源的火电机组，其工业化产物SO2、NOX以及粉尘等已逐渐成为我国大气污染的主要源头，如何有效控制其排放已逐渐成为治理大气污染问题的关键。
湿法脱硫作为当今应用最广泛的脱硫工艺，其主要目的即为通过一系列化学反应将原烟气中的硫化物进行有效脱出，以将满足硫化物环保指标的净烟气排入大气，最大限度的降低大气污染量。但由于脱硫系统分区复杂且化学反应较多，其最终生成物石膏的沉积问题极易导致设备受损。一方面受损设备需要在不影响机组运行的前提下尽快修复，另一方面突发的脱硫系统故障不至于导致整个机组主燃料跳闸，因此为了满足机组环保需求和经营生产指标，脱硫系统一般会设置有旁路挡板。一旦脱硫系统异常停运，系统即会在关闭进、出口烟气挡板的同时开启旁路挡板，将原烟气经旁路管道送至净烟气管道临时排入大气，在不影响机组运行的前提下为脱硫系统留出故障排查和检修时间，最大限度保证设备和生产安全。
对于湿法脱硫系统设备而言，烟气进出口、除雾器以及喷淋层等部位均会导致较大的压力损失，这些压力损失会随着机组负荷的变化而变化，最终导致旁路挡板进出口之间的压差变大，不利于挡板及时开启，严重影响机组生产运行安全。因此，如何将旁路挡板进出口压差控制在恒定的范围内已成为湿法脱硫控制的关键。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的目的在于提供了一种火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统及方法，该系统及方法能够有效将旁路挡板进出口压差保持在恒定的范围内，保障机组生产运行的安全。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统，包括孔板流量计、压力变送器、旁路挡板、进口挡板、增压风机、吸收塔、出口挡板以及控制系统；
与脱硫系统连接的原烟气进气管道上依次安装有孔板流量计、压力变送器、进口挡板以及增压风机，其中孔板流量计的出口与压力变送器的入口相连接，压力变送器的出口与进口挡板的入口相连接，进口挡板的出口与增压风机的入口相连接，增压风机的出口与吸收塔的吸收区相连接；净烟气管道上安装有出口挡板，出口挡板的入口与吸收塔的顶部相连接；旁路挡板的入口与压力变送器出口的原烟气进气管道相连接，旁路挡板的出口与出口挡板出口处的净烟管道相连接，控制系统的输入端与孔板流量计的信号端和压力变送器的信号端相连接，控制系统的输出端与增压风机的叶片挡板控制端相连接。
所述控制系统包括乘法器、计算模块以及加法器，其中乘法器的输入端与孔板流量计的信号端相连接，计算模块的入口与压力变送器的信号端相连接，乘法器的输出端和计算模块的输出端与加法器的输入端相连接，加法器的输出端与增压风机叶片挡板控制端相连接。
本发明所述的火电机组湿法脱硫增压风机压力控制方法包括以下步骤：
脱硫系统正常工作时，原烟气依次经过孔板流量计、压力变送器、进口挡板以及增压风机进入吸收塔吸收区，其中孔板流量计将测量的烟气流量信号送入控制系统的乘法器中，压力变送器将测量的进口烟道压力信号送入控制系统的计算模块中，吸收塔将经过反应后的净烟气送至出口挡板，并由出口挡板将净烟气排入大气；
乘法器根据孔板流量计测量的烟气流量计算出增压风机叶片挡板开度补偿值，计算模块根据压力变送器测量的进口烟道压力值和压力设定值计算出增压风机叶片挡板开度值，加法器将增压风机叶片挡板开度值和叶片挡板开度补偿值进行相加，输出增加风机叶片挡板开度信号，该信号作用于增压风机叶片挡板开度控制端；通过调整增压风机的叶片挡板开度调节进口挡板后的烟道压力，从而补充脱硫系统的压力损耗，最终维持旁路挡板进出口两端的压力平衡。
增压风机叶片挡板开度补偿值的计算方法为：
M＝K*W
其中，M为增压风机叶片挡板开度补偿值，W为烟气流量，K为增益系数，数值为4.234e-7。
增压风机叶片挡板开度值的计算方法为：
其中，P(t)为增压风机叶片挡板开度值，K为设定的增益系数；e(t)为t时刻，压力变送器测量的进口烟道压力与压力设定值之间的偏差；Ti表示积分时间，Td表示微分时间。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统及方法在具体操作时，当旁路挡板进出口两端的压差发生明显变化时，控制系统能够充分考虑机组负荷变化所导致的脱硫系统压力损耗影响，及时调整增增压风机的叶片挡板开度，保证了旁路挡板进出口压差的稳定，确保机组生产运行安全。
附图说明
图1为本发明火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统的结构示意图。
图2为本发明中控制系统的部件连接关系示意图。
其中，1为孔板流量计、2为压力变送器、3为旁路挡板、4为进口挡板、5为增压风机、6为吸收塔、7为出口挡板、8为控制系统。8-1为乘法器、8-2为计算模块、8-3为加法器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1及图2，本发明所述的火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统包括孔板流量计1、压力变送器2、旁路挡板3、进口挡板4、增压风机5、吸收塔6、出口挡板7、控制系统8；
与脱硫系统连接的原烟气进气管道上依次安装有孔板流量计1、压力变送器2、进口挡板4以及增压风机5，孔板流量计1的出口与压力变送器2的入口相连接，压力变送器2的出口与进口挡板4的入口相连接，进口挡板4的出口与增压风机5的入口相连接，增压风机5的出口与吸收塔6的吸收区相连接；净烟气管道上安装有出口挡板7，出口挡板7的入口与吸收塔6的顶部相连接；旁路挡板3的入口与压力变送器2出口的原烟气进气管道相连接，旁路挡板3的出口与出口挡板7出口处的净烟气管道相连接，控制系统8的输入端与孔板流量计1的信号端和压力变送器2的信号端相连接，控制系统8的输出端与增压风机5的叶片挡板控制端相连接。
所述控制系统8包括乘法器8-1、计算模块8-2以及加法器8-3，其中乘法器8-1的输入端与孔板流量计1的信号端相连接，计算模块8-2的入口与压力变送器2的信号端相连接，乘法器8-1的输出端和计算模块8-2的输出端与加法器8-3的输入端相连接，加法器8-3的输出端与增压风机5叶片挡板控制端相连接。
本发明所述的火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统的控制方法，包括以下步骤：
脱硫系统正常工作时，原烟气依次经过孔板流量计1、压力变送器2、进口挡板4以及增压风机5进入吸收塔6吸收区，其中孔板流量计1将测量的烟气流量信号送入控制系统8的乘法器8-1中，压力变送器2将测量的进口烟道压力信号送入控制系统8的计算模块8-2中，吸收塔6将经过反应后的净烟气送至出口挡板7，并由出口挡板7将净烟气排入大气；
乘法器8-1根据孔板流量计1测量的烟气流量计算出增压风机5叶片挡板开度补偿值，计算模块8-2根据压力变送器2测量的进口烟道压力值和压力设定值计算出增压风机5叶片挡板开度值，加法器8-3将增压风机5叶片挡板开度值和叶片挡板开度补偿值进行相加，输出增压风机叶片挡板开度信号，该信号作用于增压风机5叶片挡板开度控制端。通过调整增压风机5的叶片挡板开度调节进口挡板4后的烟道压力，从而补充脱硫系统的压力损耗，最终维持旁路挡板3进出口两端的压力平衡。
增压风机5叶片挡板开度补偿值的计算方法为：
M＝K*W
其中，M为增压风机5叶片挡板开度补偿值，W为烟气流量，K为增益系数，数值为4.234e-7。
增压风机5叶片挡板开度值的计算方法为：
其中，P(t)为增压风机5叶片挡板开度值，K为设定的增益系数；e(t)为t时刻，压力变送器2测量的进口烟道压力与压力设定值之间的偏差；Ti表示积分时间，Td表示微分时间。
当旁路挡板3进出口两端的压差发生明显变化时，控制系统8能够充分考虑机组负荷变化所导致的脱硫系统压力损耗影响，及时调整增压风机5的叶片挡板开度，保证了旁路挡板3进出口压差的稳定，确保机组生产运行安全。
Claims (5)
1.一种火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统，其特征在于，包括孔板流量计(1)、压力变送器(2)、旁路挡板(3)、进口挡板(4)、增压风机(5)、吸收塔(6)、出口挡板(7)、控制系统(8)；
与脱硫系统连接的原烟气进气管道上依次安装有孔板流量计(1)、压力变送器(2)、进口挡板(4)以及增压风机(5)，孔板流量计(1)的出口与压力变送器(2)的入口相连接，压力变送器(2)的出口与进口挡板(4)的入口相连接，进口挡板(4)的出口与增压风机(5)的入口相连接，增压风机(5)的出口与吸收塔(6)的吸收区相连接；净烟气管道上安装有出口挡板(7)，出口挡板(7)的入口与吸收塔(6)的顶部相连接；旁路挡板(3)的入口与压力变送器(2)出口的原烟气进气管道相连接，旁路挡板(3)的出口与出口挡板(7)出口处的净烟气管道相连接，控制系统(8)的输入端与孔板流量计(1)的信号端和压力变送器(2)的信号端相连接，控制系统(8)的输出端与增压风机(5)的叶片挡板控制端相连接。
2.根据权利要求1所述的火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统，其特征在于，所述控制系统(8)包括乘法器(8-1)、计算模块(8-2)以及加法器(8-3)，其中乘法器(8-1)的输入端与孔板流量计(1)的信号端相连接，计算模块(8-2)的输入端与压力变送器(2)的信号端相连接，乘法器(8-1)的输出端和计算模块(8-2)的输出端与加法器(8-3)的输入端相连接，加法器(8-3)的输出端与增压风机(5)叶片挡板控制端相连接。
3.权利要求1或2所述的火电机组湿法脱硫增压风机压力控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
脱硫系统正常工作时，原烟气依次经过孔板流量计(1)、压力变送器(2)、进口挡板(4)以及增压风机(5)进入吸收塔(6)吸收区，其中孔板流量计(1)将测量的烟气流量信号送入控制系统(8)的乘法器(8-1)中，压力变送器(2)将测量的进口烟道压力信号送入控制系统(8)的计算模块(8-2)中，吸收塔(6)将经过反应后的净烟气送至出口挡板(7)，并由出口挡板(7)将净烟气排入大气；
乘法器(8-1)根据孔板流量计(1)测量的烟气流量计算出增压风机(5)叶片挡板开度补偿值，计算模块(8-2)根据压力变送器(2)测量的进口烟道压力值和压力设定值计算出增压风机(5)叶片挡板开度值，加法器(8-3)将增压风机(5)叶片挡板开度值和叶片挡板开度补偿值相加，输出增加风机叶片挡板开度信号，该信号作用于增压风机(5)叶片挡板开度控制端；通过调整增压风机(5)的叶片挡板开度调节进口挡板(4)后的烟道压力，从而补充脱硫系统的压力损耗，最终维持旁路挡板(3)进出口两端的压力平衡。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，增压风机(5)叶片挡板开度补偿值的计算方法为：
M＝K*W
其中，M为增压风机(5)叶片挡板开度补偿值，W为烟气流量，K为增益系数，数值为4.234e-7。
5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，增压风机(5)叶片挡板开度值的计算方法为：
其中，P(t)为增压风机(5)叶片挡板开度值，K为设定的增益系数；e(t)为t时刻，压力变送器(2)测量的进口烟道压力与压力设定值之间的偏差；Ti表示积分时间，Td表示微分时间。
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