CN113759704B - 火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制系统及方法，火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的产品二氧化碳出口处设置有二氧化碳纯度检测模块，所述二氧化碳纯度检测模块的输出端及二氧化碳纯度设定值输入端与PID模块的输入端相连接，PID模块的输出端与加法器的输入端相连接，烟气流量输入端及烟气二氧化碳含量输入端与乘法器的输入端相连接，乘法器的输出端与函数模块的输入端相连接，函数模块的输出端与加法器的输入端相连接，加法器的输出端与上下限幅模块的输入端相连接，上下限幅模块的输出端与火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间控制端相连接，该系统及方法能够实提高产品二氧化碳纯度的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动控制系统及方法，具体涉及一种火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制系统及方法。
背景技术
在火电厂进行火力发电过程中，锅炉排出的烟气需要经二氧化碳变压吸附捕集系统进行二氧化碳的吸附，以吸附掉烟气中的部分二氧化碳，然后再将烟气排放掉，从而降低排放烟气中二氧化碳的浓度，其中，二氧化碳变压吸附捕集系统在工作时，二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳气体纯度主要取决于其吸附时间的长度，然而现有技术中二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间是固定的，不能根据实际烟气的情况进行调整，因此，产品二氧化碳的纯度经常出现波动，即产品二氧化碳的纯度不稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制系统及方法，该系统及方法能够实提高产品二氧化碳纯度的稳定性。
为达到上述目的，本发明所述的火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制系统包括滤波模块、二氧化碳纯度设定值输入端、烟气二氧化碳含量输入端、烟气流量输入端、PID模块、乘法器、加法器及上下限幅模块；
火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的产品二氧化碳出口处设置有二氧化碳纯度检测模块，所述二氧化碳纯度检测模块的输出端及二氧化碳纯度设定值输入端与PID模块的输入端相连接，PID模块的输出端与加法器的输入端相连接，烟气流量输入端及烟气二氧化碳含量输入端与乘法器的输入端相连接，乘法器的输出端与函数模块的输入端相连接，函数模块的输出端与加法器的输入端相连接，加法器的输出端与上下限幅模块的输入端相连接，上下限幅模块的输出端与火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间控制端相连接。
所述二氧化碳纯度检测模块的输出端经滤波模块与PID模块的输入端相连接。
火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的烟气入口处设置有烟气流量检测模块，其中，烟气流量检测模块的输出端经烟气二氧化碳含量输入端与乘法器的输入端相连接。
火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的烟气入口处设置有二氧化碳含量检测模块，其中，烟气流量检测模块的输出端经烟气流量输入端与乘法器的输入端相连接。
本发明所述的火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制方法包括：
检测火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息、火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的二氧化碳含量信息以及火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的烟气流量信息；
根据电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息、火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的二氧化碳含量信息以及火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的烟气流量信息，采用带前馈的PID控制方法计算火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间；
根据计算得到的火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间控制火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统，完成火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制。
具体包括以下步骤：
检测火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息；
检测火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的二氧化碳含量信息；
检测火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的烟气流量信息；
将火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息与二氧化碳纯度设定值进行PID运算，得PID运算输出值；
将火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的二氧化碳含量信息与烟气流量信息进行相乘，得相乘结果；
将相乘结果进行函数运算，得PID控制前馈值；
将PID运算输出值与PID控制前馈值相加，得相加结果；
根据相加结果计算火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间；
根据计算得到的火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间控制火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统，完成火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制。
还包括：
对火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息进行滤波处理。
所述根据相加结果计算火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间的具体过程为：
将所述相加结果进行上下限幅，并将上下限幅的结果作为火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制系统及方法在具体操作时，根据电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息、火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的二氧化碳含量信息以及火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的烟气流量信息，采用带前馈的PID控制方法计算火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间，在控制过程中，综合考虑火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的烟气流量信息及二氧化碳含量信息，以提高控制的准确性，继而提高产品二氧化碳纯度的稳定性，操作方便、简单，实用性极强。
附图说明
图1为本发明的原理图；
其中，1为滤波模块、2为乘法器、3为函数模块、4为PID模块、5为加法器、6为上下限幅模块。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本发明所述的火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制系统，包括滤波模块1、二氧化碳纯度设定值输入端、PID模块4、乘法器2、加法器5及上下限幅模块6，
火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的产品二氧化碳出口处设置有二氧化碳纯度检测模块，所述二氧化碳纯度检测模块的输出端与滤波模块1的输入端相连接，滤波模块1的输出端及二氧化碳纯度设定值输入端与PID模块4的输入端相连接，PID模块4的输出端与加法器5的输入端相连接，火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的烟气入口处设置有烟气流量检测模块以及二氧化碳含量检测模块，其中，烟气流量检测模块的输出端经烟气二氧化碳含量输入端与乘法器2的输入端相连接，烟气流量检测模块的输出端经烟气流量输入端与乘法器2的输入端相连接，乘法器2的输出端与函数模块3的输入端相连接，函数模块3的输出端与加法器5的输入端相连接，加法器5的输出端与上下限幅模块6的输入端相连接，上下限幅模块6的输出端与火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间控制端相连接。
本发明所述的火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制方法包括以下步骤：
检测火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息；
检测火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的二氧化碳含量信息；
检测火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的烟气流量信息；
将火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息进行滤波处理；
将滤波处理后火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息与二氧化碳纯度设定值进行PID运算，得PID运算输出值；
将火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的二氧化碳含量信息与烟气流量信息进行相乘，得相乘结果；
将相乘结果进行函数运算，得PID控制前馈值；
将PID运算输出值与PID控制前馈值相加，得相加结果；
将相加结果进行上下限幅，并将上下限幅的结果作为火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间。
需要说明的是，本发明将火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间作为被控变量，将产品二氧化碳的纯度作为控制变量，采用前馈PID算法进行控制，使得火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的产品二氧化碳纯度与二氧化碳纯度设定值相符，以提高产品二氧化碳纯度的稳定性。
Claims (8)
1.一种火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制系统，其特征在于，包括滤波模块(1)、二氧化碳纯度设定值输入端、烟气二氧化碳含量输入端、烟气流量输入端、PID模块(4)、乘法器(2)、加法器(5)及上下限幅模块(6)；
火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的产品二氧化碳出口处设置有二氧化碳纯度检测模块，所述二氧化碳纯度检测模块的输出端及二氧化碳纯度设定值输入端与PID模块(4)的输入端相连接，PID模块(4)的输出端与加法器(5)的输入端相连接，烟气流量输入端及烟气二氧化碳含量输入端与乘法器(2)的输入端相连接，乘法器(2)的输出端与函数模块(3)的输入端相连接，函数模块(3)的输出端与加法器(5)的输入端相连接，加法器(5)的输出端与上下限幅模块(6)的输入端相连接，上下限幅模块(6)的输出端与火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间控制端相连接。
2.根据权利要求1所述的火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制系统，其特征在于，所述二氧化碳纯度检测模块的输出端经滤波模块(1)与PID模块(4)的输入端相连接。
3.根据权利要求1所述的火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制系统，其特征在于，火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的烟气入口处设置有烟气流量检测模块，其中，烟气流量检测模块的输出端经烟气二氧化碳含量输入端与乘法器(2)的输入端相连接。
4.根据权利要求1所述的火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制系统，其特征在于，火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的烟气入口处设置有二氧化碳含量检测模块，其中，烟气流量检测模块的输出端经烟气流量输入端与乘法器(2)的输入端相连接。
5.一种火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制方法，其特征在于，包括：
检测火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息、火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的二氧化碳含量信息以及火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的烟气流量信息；
根据电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息、火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的二氧化碳含量信息以及火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的烟气流量信息，采用带前馈的PID控制方法计算火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间；
根据计算得到的火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间控制火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统，完成火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制。
6.根据权利要求5所述的火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
检测火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息；
检测火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的二氧化碳含量信息；
检测火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的烟气流量信息；
将火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息与二氧化碳纯度设定值进行PID运算，得PID运算输出值；
将火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统烟气入口处的二氧化碳含量信息与烟气流量信息进行相乘，得相乘结果；
将相乘结果进行函数运算，得PID控制前馈值；
将PID运算输出值与PID控制前馈值相加，得相加结果；
根据相加结果计算火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间；
根据计算得到的火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间控制火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统，完成火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制。
7.根据权利要求5所述的火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制方法，其特征在于，还包括：
对火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统产品二氧化碳出口处的二氧化碳纯度信息进行滤波处理。
8.根据权利要求5所述的火电厂变压吸附捕集二氧化碳纯度的自动控制方法，其特征在于，所述根据相加结果计算火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间的具体过程为：
将所述相加结果进行上下限幅，并将上下限幅的结果作为火电厂二氧化碳变压吸附捕集系统的吸附时间。
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