CN112883553A - 一种单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，单塔双循环脱硫装置包括一级脱硫浆液循环系统、二级脱硫浆液循环系统、氧化风系统、烟气系统、除雾器、石膏排出系统、运行参数监测系统、智能化控制系统；智能化控制系统收集、储存、分析整套脱硫装置的运行参数，在一定烟气负荷和pH值条件下建硫循环浆液系统中亚硫酸盐含量的对应函数关系，并构建自学习关系数据库，并立氧化风流量、压力与一、二级脱形成一、二级脱硫循环浆液系统氧化风分配比例数据库。本发明有效解决了工况负荷、烟气条件变化对湿法脱硫装置氧化风系统能耗的影响，实现湿法脱硫系统安全、经济、高效运行。

Description

一种单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法

技术领域

本发明属于大气污染物治理技术领域，具体地说是一种单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法。

背景技术

单塔双循环脱硫装置属于pH值分区吸收塔提效技术，其特点是在吸收塔内喷淋层间加装浆液收集装置，并通过管道连接吸收塔外独立设置的循环浆液箱，实现下层喷淋一级循环浆液和上层喷淋二级循环浆液的物理隔离分区，并对上下两级循环浆液的pH分别控制。二级循环浆液经旋流系统后部分返回，部分排至吸收塔内浆液池。一、二级循环间加装烟气导流锥提高气流均布。

智能化控制是一门发展迅速的新兴学科，是传统自动化技术的进一步创新升级，通过大数据分析技术实现机械设备的智能化控制，减少人为误差，并通过自学习功能对系统误差进行纠偏，从而实现工业设备安全、经济、高效运行。

基于石灰石-石膏湿法脱硫技术原理的脱硫装置，氧化风机是核心设备之一，也是湿法脱硫系统主要能耗设备之一。石灰石浆液吸收烟气中SO₂后，通过强制氧化作用将亚硫酸盐氧化成硫酸盐，从而实现烟气脱硫。目前，氧化风机多为恒速风机，并且分塔设置，普遍存在风机超量送风，节能效果差，不利于脱硫塔内浆液品质控制，也影响pH值分区控制的效果。

将单塔双循环脱硫装置与智能化控制系统结合起来，通过建立自学习关系数据库和氧化风分配计算模型，联合变频器调控技术，能够有效提高脱硫系统的脱硫效果，同时降低氧化风机运行成本。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，通过一级脱硫浆液循环系统、二级脱硫浆液循系统、氧化风系统、烟气系统、除雾器、石膏排出系统、运行参数监测系统、智能化控制系统等多种技术手段，能够精准调控氧化风机输出风量和浆液氧化效果，优化氧化风机运行参数，实现湿法脱硫系统安全、经济、高效运行。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，所述单塔双循环脱硫装置包括一级脱硫浆液循环系统、二级脱硫浆液循环系统、氧化风系统、烟气系统、除雾器、石膏排出系统、运行参数监测系统、智能化控制系统，所述一级脱硫浆液循环系统和二级脱硫浆液循环系统串联，具有SO₂脱除功能，烟气系统的烟气依次经过一级脱硫浆液循环系统、二级脱硫浆液循环系统，最后经除雾器系统除雾后排出，一级脱硫浆液循环系统、二级脱硫浆液循环系统与氧化风系统、石膏排出系统、运行参数监测系统、智能化控制系统相连接，所述运行参数监测系统用于监测整套装置的运行参数，并将监测数据传输至智能化控制系统；

所述智能化控制系统收集、储存、分析整套脱硫装置的运行参数，包括在线监测数据和脱硫浆液化学分析数据，在一定烟气负荷和pH值条件下建立氧化风流量、压力与一、二级脱硫循环浆液系统中亚硫酸盐含量的对应函数关系，构建自学习关系数据库，并形成一、二级脱硫循环浆液系统氧化风分配比例数据库，计算模型如下：

C_亚硫酸盐 = F(q,P,T,pH, Q_氧化风,I) （1）

Q_氧化风 = Q_一级 + Q_二级 （2）

式（1）中，C_亚硫酸盐为浆液中亚硫酸盐浓度；F(q,p,T,pH,Q,I)为与氧化风流量q、压力P、温度T、浆液pH、氧化风流量Q_氧化风、氧化风机电流I相关的函数；式（2）中，Q_一级、 Q_二级分别为一、二级脱硫循环浆液系统的氧化风量。

作为优选，所述一级脱硫浆液循环系统包括一级脱硫浆液循环系统吸收塔、一级脱硫浆液循环系统喷淋层和一级脱硫浆液循环系统浆液循环泵，所述一级脱硫浆液循环系统喷淋层通过一级脱硫浆液循环系统浆液循环泵与一级脱硫浆液循环系统吸收塔下部相连通；所述二级脱硫浆液循环系统包括二级脱硫浆液循环系统喷淋层、二级脱硫浆液循环系统浆液收集池、二级脱硫浆液循环系统吸收塔、二级脱硫浆液循环系统浆液循环泵、二级脱硫浆液循环系统旋流站和二级脱硫浆液循环系统旋流站浆液输送泵，所述二级脱硫浆液循环系统吸收塔通过二级脱硫浆液循环系统浆液循环泵与二级脱硫浆液循环系统喷淋层相连通，所述二级脱硫浆液循环系统浆液收集池设置在二级脱硫浆液循环系统喷淋层下方，所述二级脱硫浆液循环系统浆液收集池与二级脱硫浆液循环系统吸收塔相连通。

作为优选，所述氧化风系统包括氧化风机、氧化风机变频器、氧化风母管、一级脱硫浆液循环系统氧化风支管、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管，所述氧化风机通过氧化风母管分别与一级脱硫浆液循环系统氧化风支管、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管相连通，所述氧化风母管、一级脱硫浆液循环系统氧化风支管、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管上分别对应上设有流量调节阀，氧化风机变频器与氧化风机连接，所述氧化风母管、一级脱硫浆液循环系统氧化风支管、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管上分别对应设有压力计、流量计、温度计；所述氧化风机与电流表相连。氧化风系统采用母管制设计，一、二级脱硫浆液循环系统共用氧化风机，氧化风机输送的氧化风通过氧化风母管、流量调节阀分配到一、二级脱硫浆液循环系统，氧化风机变频器与氧化风机连接，用于自动化调节氧化风机转速，在线压力计、温度计、流量表计用于监测氧化风压力、流量和温度。

作为优选，所述烟气系统包括原烟气进口烟道和净烟气出口烟道，所述原烟气进口烟道与一级脱硫浆液循环系统相连通，所述净烟气出口烟道与除雾器相连通。

作为优选，所述石膏排出系统包括石膏排出泵，所述石膏排出泵与一级硫浆液循环系统吸收塔底部相连通。

作为优选，所述一级脱硫浆液循环系统氧化风支管延伸至一级脱硫浆液循环系统吸收塔内，二级脱硫浆液循环系统氧化风支管延伸至二级脱硫浆液循环系统吸收塔内。

作为优选，智能化控制通过迭代函数模型实现氧化风系统运行优化功能，实现一、二级脱硫浆液循环系统氧化风高效分配，通过氧化风机变频器实现不同负荷工况条件下氧化风机最优化运行，从而获得最优运行方法。

作为优选，所述一级脱硫浆液循环系统具有独立的浆液循环系统，是亚硫酸盐氧化、硫酸盐结晶的主要区域，浆液pH值范围4.2～4.8；所述二级脱硫浆液循环系统具有独立的浆液循环系统，是碳酸钙溶解、SO₂吸收的主要区域，浆液pH值范围5.7～6.3。

作为优选，建立基于迭代函数原理的单塔双循环脱硫装置的氧化风机优化控制模型，并结合自学习关系数据库进行运行参数优化，然后实现氧化风机节能降耗的目的；

所述优化方法包括以下步骤：

（1）在单塔双循环脱硫装置的基础上建设母管制氧化风系统，氧化风机选型满足整套单塔双循环脱硫装置要求，氧化风机配备变频器；

（2）氧化风机通过母管向一、二级脱硫浆液循环系统分配氧化风，以满足脱硫系统需求，氧化风量通过流量调节阀控制，并实时监测输送压力、温度；

（3）氧化风机正常运行后通过调节变频器改变氧化风机转速，控制总氧化风量，以适应烟气负荷的波动变化，同时运行过程中开展一、二级脱硫浆液循环系统浆液中亚硫酸盐含量化学分析，掌握不同运行工况下SO2吸收、氧化的效果，建立亚硫酸盐与氧化风流量的对应函数关系，并构建自学习关系数据库，形成最优对应关系；

（4）氧化风机向一、二级脱硫浆液循环系统分配氧化风，各参数正常运行时确定总风量的分配关系，即一、二级脱硫浆液循环系统的氧化风分配比，氧化风机变频器对总氧化风量进行精细化调整，实现氧化风高效分配；

（5）结合氧化风高效分配和自学习关系数据库，实现氧化风机综合优化运行，达到氧化风机节能降耗的目的。

随着负荷工况变化，作为优选，氧化风机的智能化运行步骤如下：

（a）烟气负荷下降，氧化风需求量下降，排石膏后及时补浆和周期性对除雾器进行冲洗，维持浆池液位；

（b）根据脱硫装置入口烟气量变化，通过计算得到脱硫装置需要的氧化风总风量；

（c）氧化风机总风量需求降低，但达不到停运一台氧化风机的条件，通过变频器调节氧化风机转速，降低氧化风机能耗；

（d）入口SO₂浓度升高，同等运行工况下，系统脱硫量增大，对一、二级脱硫浆液循环系统的浆液pH值进行调整；

（e）向一、二级脱硫浆液循环系统脱硫浆液循环系统中输送新鲜浆液；

（f）验证性化验分析一、二级脱硫浆液循环系统中亚硫酸盐含量，并通过数据导入功能储存在智能化控制系统中；

将得到的一、二级脱硫浆液循环系统中亚硫酸盐含量，与历史运行参数组对应的亚硫酸盐含量值进行对比；

若结果相近，则该套历史运行参数组满足要求，将当前实时运行参数并入智能化控制系统的该套历史运行参数组，若当前亚硫酸盐含量值更优，将当前实时运行参数与该套历史运行参数组建立对应关系，并导入亚硫酸盐分析数据，形成新的历史运行工况，若当前亚硫酸盐含量值差，则进行新一轮历史运行参数组检索。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、采用母管制设置氧化风机，一台氧化风机能够供应两级脱硫浆液循环系统，减少了氧化风机设置台数和占地面积，节约土地资源和空间，减少了脱硫系统故障点；

2、基于母管制设置氧化风机的条件下，配备氧化风机变频器，实现氧化风机运行参数精细化调控，大大提高了氧化风机的节能水平，同时提升了抗负荷波动冲击的能力，实时优化调整运行参数，保障脱硫浆液处于最优氧化运行状态，提升脱硫装置整体性能；

3、充分利用在线监测表计，结合化学分析数据，建立线上线下运行参数匹配对应函数关系和自学习关系数据库，将实际操作与技术理论相结合，指导脱硫装置高效运行；

4、采用智能化控制系统通过迭代函数模型优化氧化风机运行，高效分配一、二级脱硫浆液循环系统氧化风量，通过实时调整氧化风机配风机制，保证一、二级脱硫浆液循环系统中的运行参数处于最优化状态；

5、综合新型高效湿法脱硫装置和智能化控制技术，实现氧化风机节能优化运行，投资成本低、运行成本低、智能化程度高、系统性能稳定，具有显著经济效益和推广价值。

附图说明

图1为本发明单塔双循环脱硫装置工艺流程示意图；

图示说明：1原烟气进口烟道，2净烟气出口烟道，3除雾器，4石膏排出泵，5氧化风机，6氧化风机变频器，7一级脱硫浆液循环系统氧化风支管，8二级脱硫浆液循环系统氧化风支管，9一级脱硫浆液循环系统喷淋层，10二级脱硫浆液循环系统喷淋层，11二级脱硫浆液循环系统浆液收集池，12二级脱硫浆液循环系统吸收塔，13氧化风母管流量调节阀，14一级脱硫浆液循环系统浆液循环泵，15二级脱硫浆液循环系统浆液循环泵，16二级脱硫浆液循环系统旋流站，17二级脱硫浆液循环系统旋流站浆液输送泵，18系统运行参数监测系统，19智能化控制系统，20一级脱硫浆液循环系统吸收塔；

图2为本发明氧化风系统的结构示意图；

图示说明：M压力计，T温度计，Q流量计，I电流表，r转速计，21氧化风母管；

图3为本发明智能化控制系统流程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，这些实施例是对本发明的说明而作，不是对本发明的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参照图1～3，一种单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，所述单塔双循环脱硫装置包括一级脱硫浆液循环系统、二级脱硫浆液循环系统、氧化风系统、烟气系统、除雾器3、石膏排出系统、运行参数监测系统18、智能化控制系统19，所述烟气系统包括原烟气进口烟道1和净烟气出口烟道2，所述原烟气进口烟道1与一级脱硫浆液循环系统相连通，所述净烟气出口烟道2与除雾器3相连通。

所述一级脱硫浆液循环系统和二级脱硫浆液循环系统串联，具有SO₂脱除功能，烟气系统的烟气通过原烟气进口烟道1后，依次经过一级脱硫浆液循环系统、二级脱硫浆液循环系统，最后经除雾器除雾后经净烟气出口烟道2排出，一、二级脱硫浆液循环系统与氧化风系统、石膏排出系统、运行参数监测系统、智能化控制系统相连接，所述运行参数监测系统用于监测整套装置的运行参数，并将监测数据传输至智能化控制系统；

所述智能化控制系统收集、储存、分析整套脱硫装置的运行参数，包括在线监测数据和脱硫浆液化学分析数据，在一定烟气负荷和pH值条件下建立氧化风流量、压力与一、二级脱硫循环浆液系统中亚硫酸盐含量的对应函数关系，构建自学习关系数据库，并形成一、二级脱硫循环浆液系统氧化风分配比例数据库，计算模型如下：

C_亚硫酸盐 = F(q,P,T,pH, Q_氧化风,I) （1）

Q_氧化风 = Q_一级 + Q_二级 （2）

式（1）中，C_亚硫酸盐为浆液中亚硫酸盐浓度；F(q,p,T,pH,Q,I)为与氧化风流量q、压力P、温度T、浆液pH、氧化风流量Q_氧化风、氧化风机电流I相关的函数；式（2）中，Q_一级、 Q_二级分别为一、二级脱硫循环浆液系统的氧化风量。

所述一级脱硫浆液循环系统包括一级脱硫浆液循环系统吸收塔20、一级脱硫浆液循环系统喷淋层9和一级脱硫浆液循环系统浆液循环泵14，所述一级脱硫浆液循环系统喷淋层9通过一级脱硫浆液循环系统浆液循环泵14与一级脱硫浆液循环系统吸收塔20下部相连通；所述二级脱硫浆液循环系统包括二级脱硫浆液循环系统喷淋层10、二级脱硫浆液循环系统浆液收集池11、二级脱硫浆液循环系统吸收塔12、二级脱硫浆液循环系统浆液循环泵15、二级脱硫浆液循环系统旋流站16和二级脱硫浆液循环系统旋流站浆液输送泵17，所述二级脱硫浆液循环系统吸收塔12通过二级脱硫浆液循环系统浆液循环泵15与二级脱硫浆液循环系统喷淋层10相连通，所述二级脱硫浆液循环系统浆液收集池11设置在二级脱硫浆液循环系统喷淋层10下方，所述二级脱硫浆液循环系统浆液收集池11与二级脱硫浆液循环系统吸收塔12相连通，所述二级脱硫浆液循环系统吸收塔12通过二级脱硫浆液循环系统旋流站浆液输送泵17与二级脱硫浆液循环系统旋流站16相连通。

所述氧化风系统包括氧化风机5、氧化风机变频器6、氧化风母管21、一级脱硫浆液循环系统氧化风支管7、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管8，所述氧化风机5通过氧化风母管21分别与一级脱硫浆液循环系统氧化风支管7、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管8相连通，所述氧化风母管21、一级脱硫浆液循环系统氧化风支管7、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管8上分别对应上设有流量调节阀13，氧化风机变频器6与氧化风机5连接，所述氧化风母管21、一级脱硫浆液循环系统氧化风支管7、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管8上分别对应设有压力计M、流量计Q、温度计T；所述氧化风机5与电流表I相连。氧化风系统采用母管制设计，一、二级脱硫浆液循环系统共用氧化风机，氧化风机输送的氧化风通过氧化风母管、流量调节阀分配到一、二级脱硫浆液循环系统，氧化风机变频器与氧化风机连接，用于自动化调节氧化风机转速，在线压力计、温度计、流量表计、电流表用于监测氧化风压力、温度、流量、电流。

所述石膏排出系统包括石膏排出泵4，所述石膏排出4与一级硫浆液循环系统吸收塔20底部相连通。

所述一级脱硫浆液循环系统氧化风支管7延伸至一级脱硫浆液循环系统吸收塔20内，二级脱硫浆液循环系统氧化风支管8延伸至二级脱硫浆液循环系统吸收塔12内。

智能化控制通过迭代函数模型实现氧化风系统运行优化功能，实现一、二级脱硫浆液循环系统氧化风高效分配，通过氧化风机变频器实现不同负荷工况条件下氧化风机最优化运行，从而获得最优运行方法。

所述一级脱硫浆液循环系统具有独立的浆液循环系统，是亚硫酸盐氧化、硫酸盐结晶的主要区域，浆液pH值范围4.2～4.8；所述二级脱硫浆液循环系统具有独立的浆液循环系统，是碳酸钙溶解、SO₂吸收的主要区域，浆液pH值范围5.7～6.3。

建立基于迭代函数原理的单塔双循环脱硫装置的氧化风机优化控制模型，并结合自学习关系数据库进行运行参数优化，然后实现氧化风机节能降耗的目的；

所述优化方法包括以下步骤：

（1）在单塔双循环脱硫装置的基础上建设母管制氧化风系统，氧化风机选型满足整套单塔双循环脱硫装置要求，氧化风机配备变频器；

（2）氧化风机通过母管向一、二级脱硫浆液循环系统分配氧化风，以满足脱硫系统需求，氧化风量通过流量调节阀控制，并实时监测输送压力、温度；

（3）氧化风机正常运行后通过调节变频器改变氧化风机转速，控制总氧化风量，以适应烟气负荷的波动变化，同时运行过程中开展一、二级脱硫浆液循环系统浆液中亚硫酸盐含量化学分析，掌握不同运行工况下SO2吸收、氧化的效果，建立亚硫酸盐与氧化风流量的对应函数关系，并构建自学习关系数据库，形成最优对应关系；

（4）氧化风机向一、二级脱硫浆液循环系统分配氧化风，各参数正常运行时确定总风量的分配关系，即一、二级脱硫浆液循环系统的氧化风分配比，氧化风机变频器对总氧化风量进行精细化调整，实现氧化风高效分配；

（5）结合氧化风高效分配和自学习关系数据库，实现氧化风机综合优化运行，达到氧化风机节能降耗的目的。

以某300MW燃煤发电机组为例进行实施原理说明。该燃煤发电机组100%负荷率工况运行，采用单塔双循环脱硫装置，以石灰石为脱硫剂，入口烟气流量1100000Nm³/h，入口SO₂浓度为2200mg/m³，吸收塔内液位10m，一级脱硫浆液循环系统浆液pH值4.5，二级脱硫浆液循环系统浆液pH值6.0，浆液池中温度为52℃，配备三台氧化风机，两用一备，设计风量6500Nm³/h，压头90kPa，额定功率300kW，风机转速调控范围10000～30000rpm，每台氧化风机配备一台变频器，运行时总风量11600Nm³/h，运行电流37A，一、二级脱硫浆液循环系统的氧化风压分别为65kPa和73kPa，脱硫装置出口SO₂浓度28mg/m³。

氧化风通过母管和支管向一、二级脱硫浆液循环系统中输送氧化风，二级脱硫浆液循环系统主要功能是吸收SO₂，氧化风输送量约为4290 Nm³/h，一级脱硫浆液循环系统主要功能是亚硫酸盐氧化，氧化风输送量约为7310 Nm³/h，氧化风机转速25000rpm，氧化风机基本处于额定工况运行状态，此时通过化学分析，得到二级脱硫浆液循环系统中浆液中亚硫酸盐含量为2.35%，一级脱硫浆液循环系统中浆液中亚硫酸盐含量为0.27%，由此可知一级脱硫浆液循环系统中浆液氧化效果很好。

上述全部监测数据和检测数据通过运行参数监测系统和数据导入功能储存于智能化控制系统，用于分析、建模，建立自学习关系数据库。

当燃煤机组运行负荷下降至60%负荷率时，脱硫装置入口烟气量为650000Nm³/h，入口SO₂浓度为2750mg/m³，出口SO₂浓度为24mg/m³。随着负荷工况变化，氧化风机的智能化运行步骤如下：

（a）烟气负荷下降，氧化风需求量下降，为了保证脱硫装置正常运行，脱硫装置液位维持10m，排石膏后及时补浆和周期性对除雾器进行冲洗，维持浆池液位；

（b）根据脱硫装置入口烟气量变化，通过计算得到脱硫装置需要的氧化风总风量为8200Nm³/h；

（c）氧化风机总风量需求降低，但达不到停运一台氧化风机的条件，需要通过变频器调节氧化风机转速，降低氧化风机能耗；

（d）入口SO₂浓度升高，同等运行工况下，系统脱硫量增大，需对一、二级脱硫浆液循环系统的浆液pH值进行调整；

（e）浆液pH值调整通过石灰石供浆系统进行调节，向一、二级脱硫浆液循环系统中输送新鲜浆液；

（f）验证性化验分析一、二级脱硫浆液循环系统中亚硫酸盐含量，并通过数据导入功能储存在智能化控制系统中。

综合上述智能化运行步骤，智能化控制系统通过迭代函数模型计算出实时工况下需要的运行参数组，然后在自学习关系数据库中进行检索，检索出最接近实时工况的历史运行参数组，通过智能化控制系统进行运行参数调整；

当运行参数调整完毕，系统稳定运行后（一般20min），进行一、二级脱硫浆液循环系统中亚硫酸盐含量化学分析工作，得到一、二级脱硫浆液循环系统中亚硫酸盐含量，并与历史运行参数组对应的亚硫酸盐含量值进行对比。

若结果相近，则该套历史运行参数组满足要求，将当前实时运行参数并入智能化控制系统的该套历史运行参数组，若当前亚硫酸盐含量值更优，将当前实时运行参数与该套历史运行参数组建立对应关系，并导入亚硫酸盐分析数据，形成新的历史运行工况，若当前亚硫酸盐含量值差，则进行新一轮历史运行参数组检索，重复上述对比过程，这个过程完成了氧化风机的优化过程和关系数据库的自学习过程，随着运行时间不断增加，数据库也进一步完善，智能化程度越来越高，整个系统的节能降耗效果会越来越明显。

本发明氧化风系统采用母管制设计，一、二级脱硫浆液循环系统共用氧化风机，氧化风机配备变频器，设计风量满足整套脱硫装置要求，氧化风机输送的氧化风通过母管、流量调节阀分配到一、二级脱硫浆液循环系统，所述智能化控制系统收集、储存、分析整套脱硫装置的运行参数，在一定烟气负荷和pH值条件下建立氧化风流量、压力与一、二级脱硫循环浆液子系统中亚硫酸盐含量的对应函数关系，并构建自学习关系数据库，并形成一、二级脱硫循环浆液系统氧化风分配比例数据库，本发明采用单塔双循环脱硫装置、集中式氧化风系统、智能化控制系统等多种技术手段，充分利用了各子系统技术的优点，有效解决了工况负荷、烟气条件变化对湿法脱硫装置氧化风系统能耗的影响，并通过智能化控制系统、运行参数监测系统建立自学习关系数据库和氧化风分配比数据库，并利用迭代函数模型实现氧化风机运行优化功能，实时调整单塔双循环脱硫装置的运行参数，实现节能降耗的目的。

Claims (10)

1.一种单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，其特征在于：所述单塔双循环脱硫装置包括一级脱硫浆液循环系统、二级脱硫浆液循环系统、氧化风系统、烟气系统、除雾器、石膏排出系统、运行参数监测系统、智能化控制系统，所述一级脱硫浆液循环系统和二级脱硫浆液循环系统串联，烟气系统的烟气依次经过一级脱硫浆液循环系统、二级脱硫浆液循环系统，最后经除雾器系统除雾后排出，一级脱硫浆液循环系统、二级脱硫浆液循环系统与氧化风系统、石膏排出系统、运行参数监测系统、智能化控制系统相连接，所述运行参数监测系统用于监测整套装置的运行参数，并将监测数据传输至智能化控制系统；

所述智能化控制系统收集、储存、分析整套脱硫装置的运行参数，包括在线监测数据和脱硫浆液化学分析数据，在一定烟气负荷和pH值条件下建立氧化风流量、压力与一、二级脱硫循环浆液系统中亚硫酸盐含量的对应函数关系，构建自学习关系数据库，并形成一、二级脱硫循环浆液系统氧化风分配比例数据库，计算模型如下：

C_亚硫酸盐＝F(q,P,T,pH,Q_氧化风,I) (1)

Q_氧化风＝Q_一级+Q_二级 (2)

式(1)中，C_亚硫酸盐为浆液中亚硫酸盐浓度；F(q,p,T,pH,Q,I)为与氧化风流量q、压力P、温度T、浆液pH、氧化风流量Q_氧化风、氧化风机电流I相关的函数；式(2)中，Q_一级、Q_二级分别为一、二级脱硫循环浆液系统的氧化风量。

2.根据权利要求1所述单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，其特征在于：所述一级脱硫浆液循环系统包括一级脱硫浆液循环系统吸收塔、一级脱硫浆液循环系统喷淋层和一级脱硫浆液循环系统浆液循环泵，所述一级脱硫浆液循环系统喷淋层通过一级脱硫浆液循环系统浆液循环泵与一级脱硫浆液循环系统吸收塔下部相连通；所述二级脱硫浆液循环系统包括二级脱硫浆液循环系统喷淋层、二级脱硫浆液循环系统浆液收集池、二级脱硫浆液循环系统吸收塔、二级脱硫浆液循环系统浆液循环泵、二级脱硫浆液循环系统旋流站和二级脱硫浆液循环系统旋流站浆液输送泵，所述二级脱硫浆液循环系统吸收塔通过二级脱硫浆液循环系统浆液循环泵与二级脱硫浆液循环系统喷淋层相连通，所述二级脱硫浆液循环系统浆液收集池设置在二级脱硫浆液循环系统喷淋层下方，所述二级脱硫浆液循环系统浆液收集池与二级脱硫浆液循环系统吸收塔相连通。

3.根据权利要求2所述单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，其特征在于：所述氧化风系统包括氧化风机、氧化风机变频器、氧化风母管、一级脱硫浆液循环系统氧化风支管、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管，所述氧化风机通过氧化风母管分别与一级脱硫浆液循环系统氧化风支管、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管相连通，所述氧化风母管、一级脱硫浆液循环系统氧化风支管、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管上分别对应设有流量调节阀，氧化风机变频器与氧化风机连接，所述氧化风母管、一级脱硫浆液循环系统氧化风支管、二级脱硫浆液循环系统氧化风支管上分别对应设有压力计、流量计、温度计；所述氧化风机与电流表相连。

4.根据权利要求1所述单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，其特征在于：所述烟气系统包括原烟气进口烟道和净烟气出口烟道，所述原烟气进口烟道与一级脱硫浆液循环系统相连通，所述净烟气出口烟道与除雾器相连通。

5.根据权利要求2所述单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，其特征在于：所述石膏排出系统包括石膏排出泵，所述石膏排出泵与一级硫浆液循环系统吸收塔底部相连通。

6.根据权利要求3所述单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，其特征在于：所述一级脱硫浆液循环系统氧化风支管延伸至一级脱硫浆液循环系统吸收塔内，二级脱硫浆液循环系统氧化风支管延伸至二级脱硫浆液循环系统吸收塔内。

7.根据权利要求1所述单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，其特征在于：智能化控制通过迭代函数模型实现氧化风系统运行优化功能，实现一、二级脱硫浆液循环系统氧化风高效分配，通过氧化风机变频器实现不同负荷工况条件下氧化风机最优化运行，从而获得最优运行方法。

8.根据权利要求1所述单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，其特征在于：一级脱硫浆液循环系统具有独立的浆液循环系统，浆液pH值范围4.2～4.8；所述二级脱硫浆液循环系统具有独立的浆液循环系统，浆液pH值范围5.7～6.3。

9.根据权利要求7所述单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，其特征在于：建立基于迭代函数原理的单塔双循环脱硫装置的氧化风机优化控制模型，并结合自学习关系数据库进行运行参数优化，优化方法包括以下步骤：

(1)在单塔双循环脱硫装置的基础上建设母管制氧化风系统，氧化风机选型满足整套单塔双循环脱硫装置要求，氧化风机配备变频器；

(2)氧化风机通过母管向一、二级脱硫浆液循环系统分配氧化风，以满足脱硫系统需求，氧化风量通过流量调节阀控制，并实时监测输送压力、温度；

(3)氧化风机正常运行后通过调节变频器改变氧化风机转速，控制总氧化风量，以适应烟气负荷的波动变化，同时运行过程中开展一、二级脱硫浆液循环系统浆液中亚硫酸盐含量化学分析，掌握不同运行工况下SO₂吸收、氧化的效果，建立亚硫酸盐与氧化风流量的对应函数关系，并构建自学习关系数据库，形成最优对应关系；

(4)氧化风机向一、二级脱硫浆液循环系统分配氧化风，各参数正常运行时确定总风量的分配关系，即一、二级脱硫浆液循环系统的氧化风分配比，氧化风机变频器对总氧化风量进行精细化调整，实现氧化风高效分配；

(5)结合氧化风高效分配和自学习关系数据库，实现氧化风机综合优化运行，达到氧化风机节能降耗的目的。

10.根据权利要求9所述单塔双循环脱硫装置的氧化风机运行优化方法，其特征在于氧化风机的智能化运行步骤如下：

(a)烟气负荷下降，氧化风需求量下降，排石膏后及时补浆和周期性对除雾器进行冲洗，维持浆池液位；

(b)根据脱硫装置入口烟气量变化，通过计算得到脱硫装置需要的氧化风总风量；

(c)氧化风机总风量需求降低，但达不到停运一台氧化风机的条件，通过变频器调节氧化风机转速，降低氧化风机能耗；

(d)入口SO₂浓度升高，同等运行工况下，系统脱硫量增大，对一、二级脱硫浆液循环系统的浆液pH值进行调整；

(e)向一、二级脱硫浆液循环系统脱硫浆液循环系统中输送新鲜浆液；

(f)验证性化验分析一、二级脱硫浆液循环系统中亚硫酸盐含量，并通过数据导入功能储存在智能化控制系统中；

将得到的一、二级脱硫浆液循环系统中亚硫酸盐含量，与历史运行参数组对应的亚硫酸盐含量值进行对比；

若结果相近，则该套历史运行参数组满足要求，将当前实时运行参数并入智能化控制系统的该套历史运行参数组，若当前亚硫酸盐含量值更优，将当前实时运行参数与该套历史运行参数组建立对应关系，并导入亚硫酸盐分析数据，形成新的历史运行工况，若当前亚硫酸盐含量值差，则进行新一轮历史运行参数组检索。

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