CN113313325A - 一种脱硫系统运行优化方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脱硫系统运行优化方法、系统、设备及存储介质，包括：获取脱硫系统的历史运行参数，根据脱硫系统的历史运行参数建立历史运行参数数据库；根据锅炉负荷及入口二氧化碳浓度将历史运行数据库中的历史运行参数进行分组；确定各组中能耗因素最小时对应的脱硫系统的运行参数；利用各组中能耗因素最小时对应的运行参数建立运行参数最优数据库；根据建立的运行参数最优数据库对当前脱硫系统的运行参数进行优化，该方法、系统、设备及存储介质对计算的实时性要求较低。

Description

一种脱硫系统运行优化方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明属于烟气脱硫技术领域，涉及一种脱硫系统运行优化方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
湿法烟气脱硫工艺(WFGD)是目前国内外广泛采用的烟气脱硫技术，随着燃煤机组超低排放标准的执行，同时由于电煤供应波动，使得超低排放脱硫系统的运行能耗偏高。目前电厂主要是依靠相关运行规程及制度规范运行人员的操作，由于脱硫系统受机组负荷、入口二氧化硫浓度、浆液品质等因素影响较多，而运行规程和制度主要是确保系统安全、稳定运行，从而造成脱硫系统能耗偏高。为了确保脱硫系统在污染物达标排放的前提下，经济、高效运行，需要对脱硫系统运行参数进行优化，找出不同工况(锅炉负荷、入口二氧化硫浓度等)下脱硫系统最优的运行参数(吸收浆液pH值、转动设备电流、浆液密度、浆液液位等)，并指导运行人员操作，以降低系统能耗。
近年来，国内的技术人员进行了一系列的研究，公开号为CN 110263988 A的中国发明专利申请公开了一种基于电厂脱硫系统的数据运行优化方法；公开号为CN 108564208A的中国发明专利申请公开了一种可在线显示脱硫装置运行成本的优化方法；公开号为CN109711642 A的中国发明专利申请公开了一种基于大数据的脱硫系统运行优化方法；公开号为CN 111598308 A的中国发明专利申请公开了一种基于回归和二重PSO算法解决浆液循环泵组合优化方法；公开号为CN 109603494 A的中国发明专利申请公开了基于大数据的脱硫装置吸收循环系统优化运行方法及吸收循环系统；这些方法都利用脱硫系统实时运行数据，通过搭建数学模型，进行数据处理、分析，最终给出脱硫系统在当前工况下的最优参数，计算的实时性要求较高，系统成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种脱硫系统运行优化方法、系统、设备及存储介质，该方法、系统、设备及存储介质对计算的实时性要求较低。
为达到上述目的，本发明所述的脱硫系统运行优化方法包括：
获取脱硫系统的历史运行参数，根据脱硫系统的历史运行参数建立历史运行参数数据库；
根据锅炉负荷及入口二氧化碳浓度将历史运行数据库中的历史运行参数进行分组；
确定各组中能耗因素最小时对应的脱硫系统的运行参数；
利用各组中能耗因素最小时对应的运行参数建立运行参数最优数据库；
根据建立的运行参数最优数据库对当前脱硫系统的运行参数进行优化。
根据建立的运行参数最优数据库对当前脱硫系统的运行参数进行优化的具体过程为：
采集当前脱硫系统的机组负荷及入口二氧化硫浓度，根据当前脱硫系统的机组负荷及入口二氧化碳浓度，查询运行参数最优数据库，确定当前脱硫系统的机组负荷及入口二氧化硫浓度所属组中能耗因素最小时对应的运行参数，然后根据查询结果对当前脱硫系统的运行参数进行调整。
根据建立的运行参数最优数据库对当前脱硫系统的运行参数进行优化之后还包括：运行人员或者工作人员手动调整脱硫系统的运行参数，同时记录调整后脱硫系统的运行参数。
还包括：当脱硫系统运行一个工作周期后，将当前工作周期内脱硫系统的运行参数添加到当前历史运行参数数据库中，再重新建立运行参数最优数据库。
脱硫系统的历史运行参数包括锅炉负荷、入口二氧化硫浓度、出口二氧化硫浓度、脱硫系统入口风量、脱硫系统阻力、吸收塔浆液pH值、吸收塔浆液液位、吸收塔浆液密度、各台循环泵电流、各台氧化风机电流及脱硫变压器电流。
所述能耗因素为反映脱除单位质量污染物能耗指标，其中，所述能耗因素＝((主要转动设备能耗)+(系统阻力能耗))/(SO2脱除量)。
一种脱硫系统运行优化系统，包括：
第一建立模块，用于获取脱硫系统的历史运行参数，根据脱硫系统的历史运行参数建立历史运行参数数据库；
分组模块，用于根据锅炉负荷及入口二氧化碳浓度将历史运行数据库中的历史运行参数进行分组；
确定模块，用于确定各组中能耗因素最小时对应的脱硫系统的运行参数；
第二建立模块，用于利用各组中能耗因素最小时对应的运行参数建立运行参数最优数据库；
优化模块，用于根据建立的运行参数最优数据库对当前脱硫系统的运行参数进行优化。
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述脱硫系统运行优化方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述脱硫系统运行优化方法的步骤。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的脱硫系统运行优化方法、系统、设备及存储介质在具体操作时，获取脱硫系统的历史运行参数，再根据锅炉负荷及入口二氧化碳浓度将脱硫系统的历史运行参数进行分组，然后先对各组进行寻优，最后根据寻优的结果建立运行参数最优数据库，并以此对当前脱硫系统的运行参数进行优化，避免实时运行过程中寻优带来的各种问题，对计算的实时性要求较低，系统成本低。
具体实施方式
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
实施例一
本发明所述的脱硫系统运行优化方法包括以下步骤：
1)获取脱硫系统的历史运行参数，根据脱硫系统的历史运行参数建立历史运行参数数据库，脱硫系统的历史运行参数包括锅炉负荷、入口二氧化硫浓度、出口二氧化硫浓度、脱硫系统入口风量、脱硫系统阻力(压差)、吸收塔浆液pH值、吸收塔浆液液位、吸收塔浆液密度、各台循环泵电流、各台氧化风机电流及脱硫变压器电流；
2)按照锅炉负荷的不同及入口二氧化碳浓度的不同对所述历史运行数据库中的历史运行参数进行分组；
3)确定能耗因素，所述能耗因素为反映脱除单位质量污染物能耗指标，确定各组中能耗因素最小时对应的运行参数，其中，所述能耗因素＝((主要转动设备能耗)+(系统阻力能耗))/(SO2脱除量)；
4)利用各组中能耗因素最小时对应的运行参数建立运行参数最优数据库；
5)采集当前脱硫系统的机组负荷及入口二氧化硫浓度，根据当前脱硫系统的机组负荷及入口二氧化碳浓度，通过查询运行参数最优数据库，再根据查询结果对当前脱硫系统的运行参数进行调整，使得当前脱硫系统工作于最低能耗因素下。
另外，当脱硫系统工作于最低能耗因素下后，运行人员或者工作人员可以手动调整脱硫系统的运行参数，以尝试是否存在更低的能耗因素，同时通过DCS系统或者SIS系统自动记录调整后脱硫系统的运行参数；
另外，当系统运行一个工作周期后，则将当前工作周期内脱硫系统的运行参数添加到当前历史运行参数数据库中，再重新建立运行参数最优数据库，即可将脱硫系统不断趋近理论上的最优工况，减少脱硫系统运行的人为因素，实现系统精细化控制并具备自动学习的能力。
实施例二
本发明所述的脱硫系统运行优化系统包括：
第一建立模块，用于获取脱硫系统的历史运行参数，根据脱硫系统的历史运行参数建立历史运行参数数据库；
分组模块，用于根据锅炉负荷及入口二氧化碳浓度将历史运行数据库中的历史运行参数进行分组；
确定模块，用于确定各组中能耗因素最小时对应的脱硫系统的运行参数；
第二建立模块，用于利用各组中能耗因素最小时对应的运行参数建立运行参数最优数据库；
优化模块，用于根据建立的运行参数最优数据库对当前脱硫系统的运行参数进行优化。
实施例三
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述脱硫系统运行优化方法的步骤。
实施例四
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述脱硫系统运行优化方法的步骤。
实施例五
以某燃煤电厂(600MW机组)利用本发明进行脱硫系统运行优化为例，具体实现过程为：
1)使用SQL数据库软件，建立脱硫系统的历史运行参数数据库，历史运行参数包括锅炉负荷、入口二氧化硫浓度、出口二氧化硫浓度、脱硫系统入口风量、脱硫系统阻力(压差)、吸收塔浆液pH值、吸收塔浆液液位、吸收塔浆液密度、各台循环泵电流、各台氧化风机电流及脱硫变压器电流；
2)将电厂已有SIS系统(Supervisory Information System厂级信息监控系统)中保存的脱硫系统历史运行参数利用通讯协议导入到历史运行参数数据库中；
3)剔除历史运行参数数据库中存在的负值及出口二氧化硫超标的数据，再根据按照3MW负荷为一个间隔，从300MW到600MW分为100大组；再将各大组，再按照入口二氧化硫浓度每隔50mg/m3为一小组，其中一个大组共分50小组，最终得到5000小组数据；
4)设定能耗因数，所述能耗因数为反映脱除单位质量污染物能耗指标，能耗因数＝((主要用能设备能耗)+(系统阻力能耗))/(SO2脱除量)，分别针对各小组计算能耗因数，再将各小组中能耗因素最小的脱硫系统运行参数作为该小组的最优参数；
5)根据各小组的最优参数构建最优参数历史运行数据库，编制优化系统软件，当运行人员输入当前锅炉负荷及入口二氧化硫浓度时，系统即可从最优参数历史运行数据库中查找到当前锅炉负荷及入口二氧化硫浓度对应的最优参数；
6)根据当前锅炉负荷及入口二氧化硫浓度对应的最优参数对脱硫系统进行控制，使系统能耗更低，同时可以手动对脱硫系统的运行参数进行调整，并记录调整后脱硫系统的运行参数；
7)当系统运行预设工作周期后，则将该工作周期内脱硫系统的运行参数添加到当前脱硫系统的历史运行参数数据库中，再对最优参数历史运行数据库进行更新，该预设工作周期大于等于6个月；
需要说明的是，当最优参数历史运行数据库更新后，则根据更新后的最优参数历史运行数据库对脱硫系统进行控制，同时通过技术人员或运行人员通过不断调整及精细化运行参数，再反复寻优，以不断降低脱硫系统的能耗。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种脱硫系统运行优化方法，其特征在于，包括：
获取脱硫系统的历史运行参数，根据脱硫系统的历史运行参数建立历史运行参数数据库；
根据锅炉负荷及入口二氧化碳浓度将历史运行数据库中的历史运行参数进行分组；
确定各组中能耗因素最小时对应的脱硫系统的运行参数；
利用各组中能耗因素最小时对应的运行参数建立运行参数最优数据库；
根据建立的运行参数最优数据库对当前脱硫系统的运行参数进行优化。
2.根据权利要求1所述的脱硫系统运行优化方法，其特征在于，根据建立的运行参数最优数据库对当前脱硫系统的运行参数进行优化的具体过程为：
采集当前脱硫系统的机组负荷及入口二氧化硫浓度，根据当前脱硫系统的机组负荷及入口二氧化碳浓度，查询运行参数最优数据库，确定当前脱硫系统的机组负荷及入口二氧化硫浓度所属组中能耗因素最小时对应的运行参数，然后根据查询结果对当前脱硫系统的运行参数进行调整。
3.根据权利要求1所述的脱硫系统运行优化方法，其特征在于，根据建立的运行参数最优数据库对当前脱硫系统的运行参数进行优化之后还包括：运行人员或者工作人员手动调整脱硫系统的运行参数，同时记录调整后脱硫系统的运行参数。
4.根据权利要求3所述的脱硫系统运行优化方法，其特征在于，还包括：当脱硫系统运行一个工作周期后，将当前工作周期内脱硫系统的运行参数添加到当前历史运行参数数据库中，再重新建立运行参数最优数据库。
5.根据权利要求1所述的脱硫系统运行优化方法，其特征在于，脱硫系统的历史运行参数包括锅炉负荷、入口二氧化硫浓度、出口二氧化硫浓度、脱硫系统入口风量、脱硫系统阻力、吸收塔浆液pH值、吸收塔浆液液位、吸收塔浆液密度、各台循环泵电流、各台氧化风机电流及脱硫变压器电流。
6.根据权利要求1所述的脱硫系统运行优化方法，其特征在于，所述能耗因素为反映脱除单位质量污染物能耗指标，其中，所述能耗因素＝((主要转动设备能耗)+(系统阻力能耗))/(SO2脱除量)。
7.一种脱硫系统运行优化系统，其特征在于，包括：
第一建立模块，用于获取脱硫系统的历史运行参数，根据脱硫系统的历史运行参数建立历史运行参数数据库；
分组模块，用于根据锅炉负荷及入口二氧化碳浓度将历史运行数据库中的历史运行参数进行分组；
确定模块，用于确定各组中能耗因素最小时对应的脱硫系统的运行参数；
第二建立模块，用于利用各组中能耗因素最小时对应的运行参数建立运行参数最优数据库；
优化模块，用于根据建立的运行参数最优数据库对当前脱硫系统的运行参数进行优化。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述脱硫系统运行优化方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述脱硫系统运行优化方法的步骤。
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