CN113816449B - 一种火电机组脱硫废水零排智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火电机组脱硫废水零排智能控制系统，所述系统包括智能启功能组，用于控制所述废水处理系统的自启动；智能运行模块，用于基于运行参数对废水处理系统进行实时调节，以使废水处理系统安全稳定运行；智能停运功能组，用于控制所述废水处理系统停运；智能预报警系统，用于对所述废水处理系统进行实时监测，并在废水处理系统运行出现异常使提前进行预警，实现通过分区智能化模块运用，实现了整个系统的启动、运行、停运全过程自动控制，以更精准的工艺设计、更灵活的策略适配、更智能的集中控制提升了整个电厂废水环保设备的稳定环保高效运行。

Description

一种火电机组脱硫废水零排智能控制系统

技术领域

本申请涉及数据库技术领域，更具体地，涉及一种火电机组脱硫废水零排智能控制系统。

背景技术

火电厂旁路烟道蒸发技术的应用解决了电厂脱硫废水零排的问题，锅炉风烟系统的设备增加和废水处理的控制过程大大增加了运行人员的操作。在机组负荷工况波动时废水处理系统的自适应差，往往造成废水处理的效率。同时废水处理系统与机组整个系统的协调性差对机组安全运行产生影响。废水零排系统的主要缺点在于没能实现机组负荷自适应，系统控制不智能。

因此，如何实现废水处理系统的智能化控制，保证整个电厂废水环保设备的稳定环保高效运行，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种火电机组脱硫废水零排智能控制系统，用以解决现有技术中废水零排系统没能实现机组负荷自适应，系统控制不智能的技术问题，该系统应用于火电厂的废水处理系统中，该系统包括：

智能启功能组，包括旁路烟气智能顺控模块、全自动仓泵输灰控制模块、蒸发结晶控制模块，用于控制所述废水处理系统的自启动；

智能运行模块，包括脱硫废水蒸发量的自动调节子功能组、烟气量自动调节子功能组、喷雾水泵控制子功能组，用于基于运行参数对废水处理系统进行实时调节，以使废水处理系统安全稳定运行；

智能停运功能组，包括旁路烟气智能顺控模块、蒸发结晶控制模块，用于控制所述废水处理系统停运；

智能预报警系统，包括蒸发结晶系统、输灰系统、喷雾水泵等功能子组的报警，用于对所述废水处理系统进行实时监测，并在废水处理系统运行出现异常使提前进行预警。

在本申请一些实施例中，智能启功能组具体用于:

在接收到系统投运指令后，控制旁路烟气智能顺控模块自启动；

在所述旁路烟气智能顺控模块自启动完成后，控制所述蒸发结晶控制模块自启动；

在所述蒸发结晶控制模块自启动完成后，控制所述全自动仓泵输灰控制模块自启动；

在所述全自动仓泵输灰控制模块自启动完成后，显示废水处理系统启动完成。

在本申请一些实施例中，控制旁路烟气智能顺控模块自启动具体包括：

自动将高温旁路烟气蒸发器出口阀打开；

自动将高温旁路烟气蒸发器入口调节阀开至预设开度；

自动将高温旁路烟气蒸发器入口阀打开；

自动将蒸发器一次风入口电动门打开。

在本申请一些实施例中，控制所述蒸发结晶控制模块自启动具体包括：

自动将高温旁路烟气蒸发器压缩空气开关阀打开；

自动将蒸发器来水电动调节阀开度打开到预设开度；

自动将蒸发器来水电动门打开；

自动开启喷雾水泵，所述水泵的转速不低于15Hz。

在本申请一些实施例中，所述全自动仓泵输灰控制模块自启动具体包括：

依次打开平衡阀及进料阀，并在预设时间后依次关闭进料阀及平衡阀；

依次打开进气阀、出料阀及二次进气阀；

在预设时间后，依次关闭进气阀、二次进气阀及出料阀。

在本申请一些实施例中，脱硫废水蒸发量的自动调节子功能组，具体用于：

通过旁路烟气入口温度数值的预设模型确定预估处理水量，并根据所述预估处理水量适应温度的蒸发水量，同时根据机组负荷情况判断处理水量并进行限值调整。

在本申请一些实施例中，烟气量自动调节子功能组，具体用于：

通过预估前馈调节模型及蒸发水量对蒸发器出口温度进行调节，以维持蒸发器出口温度在设定范围内，同时当温度异常时，保证烟温不超过预设限值。

在本申请一些实施例中，喷雾水泵控制子功能组，具体用于：

基于平衡回路保证两台喷雾水泵的变频指令平衡及水压稳定。

在本申请一些实施例中，蒸发结晶控制模块具体用于；

在接收到蒸发结晶控制模块自停运指令后，自动关蒸发器来水电动门；

自动关蒸发器来水电动调节阀；

调阀关闭后，自动关高温旁路烟气蒸发器压缩空气开关阀。

在本申请一些实施例中，旁路烟气智能顺控模块具体用于：

在接收到旁路烟气智能顺控模块自停运指令后，关闭蒸发器入口隔离阀；

在关闭蒸发器入口隔离阀后，关闭蒸发器高温烟气入口电动调节阀；

在关闭蒸发器高温烟气入口电动调节阀后，关闭蒸发器一次风入口电动门；

在关闭蒸发器一次风入口电动门后，关闭蒸发器烟气出口电动门。

通过应用以上技术方案，智能启功能组，包括旁路烟气智能顺控模块、全自动仓泵输灰控制模块、蒸发结晶控制模块，用于控制所述废水处理系统的自启动；智能运行模块，包括脱硫废水蒸发量的自动调节子功能组、烟气量自动调节子功能组、喷雾水泵控制子功能组，用于基于运行参数对废水处理系统进行实时调节，以使废水处理系统安全稳定运行；智能停运功能组，包括旁路烟气智能顺控模块、蒸发结晶控制模块，用于控制所述废水处理系统停运；智能预报警系统，包括蒸发结晶系统、输灰系统、喷雾水泵等功能子组的报警，用于对所述废水处理系统进行实时监测，并在废水处理系统运行出现异常使提前进行预警，实现通过分区智能化模块运用，实现了整个系统的启动、运行、停运全过程自动控制，以更精准的工艺设计、更灵活的策略适配、更智能的集中控制提升了整个电厂废水环保设备的稳定环保高效运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例提出的一种火电机组脱硫废水零排智能控制系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例提出的一种智能预报警系统的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

本申请实施例提供一种火电机组脱硫废水零排智能控制系统，所述系统应用于火电厂的废水处理系统中，如图1所示，所述系统包括：

智能启功能组，包括旁路烟气智能顺控模块、全自动仓泵输灰控制模块、蒸发结晶控制模块，用于控制所述废水处理系统的自启动；

智能运行模块，包括脱硫废水蒸发量的自动调节子功能组、烟气量自动调节子功能组、喷雾水泵控制子功能组，用于基于运行参数对废水处理系统进行实时调节，以使废水处理系统安全稳定运行；

智能停运功能组，包括旁路烟气智能顺控模块、蒸发结晶控制模块，用于控制所述废水处理系统停运；

智能预报警系统，包括蒸发结晶系统、输灰系统、喷雾水泵等功能子组的报警，用于对所述废水处理系统进行实时监测，并在废水处理系统运行出现异常使提前进行预警。

具体的，如背景技术中所述，火电厂旁路烟道蒸发技术的应用解决了电厂脱硫废水零排的问题，锅炉风烟系统的设备增加和废水处理的控制过程大大增加了运行人员的操作。在机组负荷工况波动时废水处理系统的自适应差，往往造成废水处理的效率。同时废水处理系统与机组整个系统的协调性差对机组安全运行产生影响。废水零排系统的主要缺点在于没能实现机组负荷自适应，系统控制不智能。本发明开发了一种智能控制策略，通过分区智能化模块运用，实现了整个系统的启动、运行、停运全过程自动控制，以更精准的工艺设计、更灵活的策略适配、更智能的集中控制提升了整个电厂废水环保设备的稳定环保高效运行。

如图1所示，所述火电机组脱硫废水零排智能控制系统具体包括智能启功能组、智能运行模块、智能停运功能组、智能预报警系统，而智能启功能组主要包括旁路烟气智能顺控模块、全自动仓泵输灰控制模块、蒸发结晶控制模块，通过上述各模块实现对控制所述废水处理系统的自启动，智能运行模块主要包括脱硫废水蒸发量的自动调节子功能组、烟气量自动调节子功能组、喷雾水泵控制子功能组，主要用于基于运行参数对废水处理系统进行实时调节，以使废水处理系统安全稳定运行；智能停运功能组主要包括旁路烟气智能顺控模块、蒸发结晶控制模块，用于控制所述废水处理系统停运，智能预报警系统主要包括蒸发结晶系统、输灰系统、喷雾水泵等功能子组的报警，用于对所述废水处理系统进行实时监测，并在废水处理系统运行出现异常使提前进行预警，如图2所示，旁路烟气蒸发系统报警系统一是基于数据驱动的大数据分析算法，二是基于机理驱动的人工智能预警算法，通过分析设备、工艺系统的特性，建立智能预警模型。主要包括：蒸发结晶系统、输灰系统、喷雾水泵等功能子组的报警。

为了实现废水处理系统的自启动，在本申请的优选实施例中，智能启功能组具体用于:

在接收到系统投运指令后，控制旁路烟气智能顺控模块自启动；

在所述旁路烟气智能顺控模块自启动完成后，控制所述蒸发结晶控制模块自启动；

在所述蒸发结晶控制模块自启动完成后，控制所述全自动仓泵输灰控制模块自启动；

在所述全自动仓泵输灰控制模块自启动完成后，显示废水处理系统启动完成。

具体的，在接收到系统投运指令，且各模块满足预设投运条件，则控制智能启功能组进入自启动，控制旁路烟气智能顺控模块自启动；在所述旁路烟气智能顺控模块自启动完成后，控制所述蒸发结晶控制模块自启动；在所述蒸发结晶控制模块自启动完成后，控制所述全自动仓泵输灰控制模块自启动；在所述全自动仓泵输灰控制模块自启动完成后，废水处理系统启动完成，显示废水处理系统启动完成。

为了实现旁路烟气智能顺控模块自启动，在本申请的优选实施例中，控制旁路烟气智能顺控模块自启动具体包括：

自动将高温旁路烟气蒸发器出口阀打开；

自动将高温旁路烟气蒸发器入口调节阀开至预设开度；

自动将高温旁路烟气蒸发器入口阀打开；

自动将蒸发器一次风入口电动门打开。

具体的，在控制旁路烟气智能顺控模块自启动时，首先自动将高温旁路烟气蒸发器出口阀打开，其次自动将高温旁路烟气蒸发器入口调节阀开至预设开度，进而自动将高温旁路烟气蒸发器入口阀打开，最后自动将蒸发器一次风入口电动门打开，按照上述顺序实现旁路烟气智能顺控模块自启动。

为了实现所述蒸发结晶控制模块自启动，在本申请的优选实施例中，控制所述蒸发结晶控制模块自启动具体包括：

自动将高温旁路烟气蒸发器压缩空气开关阀打开；

自动将蒸发器来水电动调节阀开度打开到预设开度；

自动将蒸发器来水电动门打开；

自动开启喷雾水泵，所述水泵的转速不低于15Hz。

具体的，控制所述蒸发结晶控制模块自启动首先自动将高温旁路烟气蒸发器压缩空气开关阀打开，其次自动将蒸发器来水电动调节阀开度打开到预设开度，然后自动将蒸发器来水电动门打开，最后自动开启喷雾水泵，所述水泵的转速不低于15Hz。

为了实现所述全自动仓泵输灰控制模块自启动，在本申请的优选实施例中，所述全自动仓泵输灰控制模块自启动具体包括：

依次打开平衡阀及进料阀，并在预设时间后依次关闭进料阀及平衡阀；

依次打开进气阀、出料阀及二次进气阀；

在预设时间后，依次关闭进气阀、二次进气阀及出料阀。

具体的，在进入全自动仓泵输灰控制模块自启动后，首先依次打开平衡阀及进料阀，并在预设时间后依次关闭进料阀及平衡阀，依次打开进气阀、出料阀及二次进气阀，最后在预设时间后，依次关闭进气阀、二次进气阀及出料阀，完成全自动仓泵输灰控制模块自启动。

为了实现废水处理系统的智能控制，在本申请的优选实施例中，脱硫废水蒸发量的自动调节子功能组，具体用于：

通过旁路烟气入口温度数值的预设模型确定预估处理水量，并根据所述预估处理水量适应温度的蒸发水量，同时根据机组负荷情况判断处理水量并进行限值调整。

具体的，为实现系统自动控制设计了智能运行模块，在智能启动功能组完成后，废水处理系统自动转由智能运行功能组控制。该功能组由脱硫废水蒸发量的自动调节子功能组、烟气量自动调节子功能组、喷雾水泵控制子功能组组成。自动调节子功能组主要是通过模糊预估PID和专家智能控制算法调节，在运行全周期中，自动维持喷雾水压力、蒸发器出口温度等参数在最佳目标值附近。自适应机组负荷和烟气入口温度调整废水处理水量。

蒸发量的自动调节子功能组采用数值建模分析，利用先进算法自动调节蒸发量。首先采用旁路烟气入口温度数值的模型分析预估处理水量，然后利用先进算法进行精确运算得到适应温度的蒸发水量。同时该模型加入机组负荷适应性判断，根据机组负荷情况自动判断处理水量进行限值调整，满足机组各工况下具备废水处理能力。

为了实现废水处理系统的智能控制，在本申请的优选实施例中，烟气量自动调节子功能组，具体用于：

通过预估前馈调节模型及蒸发水量对蒸发器出口温度进行调节，以维持蒸发器出口温度在设定范围内，同时当温度异常时，保证烟温不超过预设限值。

具体的，烟气量自动调节子功能组采用预估前馈调节模型，根据蒸发水量自动调节维持蒸发器出口温度在设定性范围。同时设计了温度超驰控制，当温度异常时通过逻辑加强调节力度保证烟温不超限。

为了实现废水处理系统的智能控制，在本申请的优选实施例中，喷雾水泵控制子功能组，具体用于：

基于平衡回路保证两台喷雾水泵的变频指令平衡及水压稳定。

具体的，喷雾水泵控制子功能组包括采用平衡回路，目的是维持2台喷雾水泵之间的变频指令平衡和水压的稳定。当两台喷雾水泵都在自动时，手动投入自动调节子功能组，任一水泵手动时，退出该控制子功能组。当喷雾水泵控制子功能组投入使用时，运行喷雾水泵跳闸时备用喷雾水泵无延迟启动，同时变频指令跟踪原水泵指令使泵在切换过程中水压稳定，整个废水处理系统不受单泵运行中故障影响。

为了实现废水处理系统的智能控制，在本申请的优选实施例中，蒸发结晶控制模块具体用于；

在接收到蒸发结晶控制模块自停运指令后，自动关蒸发器来水电动门；

自动关蒸发器来水电动调节阀；

调阀关闭后，自动关高温旁路烟气蒸发器压缩空气开关阀。

具体的，在接收到蒸发结晶控制模块自停运指令后，进入蒸发结晶模块自停运阶段，而蒸发结晶模块自停运步序为：(1)自动关蒸发器来水电动门；(2)自动关蒸发器来水电动调节阀；(3)调阀已关(开度小于2％)后，自动关高温旁路烟气蒸发器压缩空气开关阀。

为了实现废水处理系统的智能控制，在本申请的优选实施例中，旁路烟气智能顺控模块具体用于：

在接收到旁路烟气智能顺控模块自停运指令后，关闭蒸发器入口隔离阀；

在关闭蒸发器入口隔离阀后，关闭蒸发器高温烟气入口电动调节阀；

在关闭蒸发器高温烟气入口电动调节阀后，关闭蒸发器一次风入口电动门；

在关闭蒸发器一次风入口电动门后，关闭蒸发器烟气出口电动门。

具体的，在接收旁路烟气智能顺控模块自停运指令后，进入旁路烟气智能顺控模块自停运阶段，而旁路烟气智能顺控模块自停运步序为：(1)关闭蒸发器入口隔离阀；(2)关闭蒸发器高温烟气入口电动调节阀；(3)关闭蒸发器一次风入口电动门；(4)关闭蒸发器烟气出口电动门。

通过应用以上技术方案，智能启功能组，包括旁路烟气智能顺控模块、全自动仓泵输灰控制模块、蒸发结晶控制模块，用于控制所述废水处理系统的自启动；智能运行模块，包括脱硫废水蒸发量的自动调节子功能组、烟气量自动调节子功能组、喷雾水泵控制子功能组，用于基于运行参数对废水处理系统进行实时调节，以使废水处理系统安全稳定运行；智能停运功能组，包括旁路烟气智能顺控模块、蒸发结晶控制模块，用于控制所述废水处理系统停运；智能预报警系统，包括蒸发结晶系统、输灰系统、喷雾水泵等功能子组的报警，用于对所述废水处理系统进行实时监测，并在废水处理系统运行出现异常使提前进行预警，实现通过分区智能化模块运用，实现了整个系统的启动、运行、停运全过程自动控制，以更精准的工艺设计、更灵活的策略适配、更智能的集中控制提升了整个电厂废水环保设备的稳定环保高效运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种火电机组脱硫废水零排智能控制系统，其特征在于，应用于火电厂的废水处理系统中，所述系统包括：

智能启功能组，包括旁路烟气智能顺控模块、全自动仓泵输灰控制模块、蒸发结晶控制模块，用于控制所述废水处理系统的自启动；智能启功能组具体用于在接收到系统投运指令后，控制旁路烟气智能顺控模块自启动；在所述旁路烟气智能顺控模块自启动完成后，控制所述蒸发结晶控制模块自启动；在所述蒸发结晶控制模块自启动完成后，控制所述全自动仓泵输灰控制模块自启动；在所述全自动仓泵输灰控制模块自启动完成后，显示废水处理系统启动完成；

控制旁路烟气智能顺控模块自启动具体包括：自动将高温旁路烟气蒸发器出口阀打开；自动将高温旁路烟气蒸发器入口调节阀开至预设开度；自动将高温旁路烟气蒸发器入口阀打开；自动将蒸发器一次风入口电动门打开；

控制所述蒸发结晶控制模块自启动具体包括：自动将高温旁路烟气蒸发器压缩空气开关阀打开；自动将蒸发器来水电动调节阀开度打开到预设开度；自动将蒸发器来水电动门打开；自动开启喷雾水泵，所述水泵的转速不低于15Hz；

智能运行模块，包括脱硫废水蒸发量的自动调节子功能组、烟气量自动调节子功能组、喷雾水泵控制子功能组，用于基于运行参数对废水处理系统进行实时调节，以使废水处理系统安全稳定运行；

智能停运功能组，包括旁路烟气智能顺控模块、蒸发结晶控制模块，用于控制所述废水处理系统停运；

智能预报警系统，包括蒸发结晶系统、输灰系统、喷雾水泵功能子组的报警，用于对所述废水处理系统进行实时监测，并在废水处理系统运行出现异常时提前进行预警。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述全自动仓泵输灰控制模块自启动具体包括：

依次打开平衡阀及进料阀，并在预设时间后依次关闭进料阀及平衡阀；

依次打开进气阀、出料阀及二次进气阀；

在预设时间后，依次关闭进气阀、二次进气阀及出料阀。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，脱硫废水蒸发量的自动调节子功能组，具体用于：

通过旁路烟气入口温度数值的预设模型确定预估处理水量，并根据所述预估处理水量适应温度的蒸发水量，同时根据机组负荷情况判断处理水量并进行限值调整。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，烟气量自动调节子功能组，具体用于：

通过预估前馈调节模型及蒸发水量对蒸发器出口温度进行调节，以维持蒸发器出口温度在设定范围内，同时当温度异常时，保证烟温不超过预设限值。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，喷雾水泵控制子功能组，具体用于：

基于平衡回路保证两台喷雾水泵的变频指令平衡及水压稳定。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，蒸发结晶控制模块具体用于；

在接收到蒸发结晶控制模块自停运指令后，自动关蒸发器来水电动门；自动关蒸发器来水电动调节阀；

调阀关闭后，自动关高温旁路烟气蒸发器压缩空气开关阀。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，旁路烟气智能顺控模块具体用于：

在接收到旁路烟气智能顺控模块自停运指令后，关闭蒸发器入口隔离阀；

在关闭蒸发器入口隔离阀后，关闭蒸发器高温烟气入口电动调节阀；

在关闭蒸发器高温烟气入口电动调节阀后，关闭蒸发器一次风入口电动门；

在关闭蒸发器一次风入口电动门后，关闭蒸发器烟气出口电动门。