CN113898581A - 一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法 - Google Patents

一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113898581A
CN113898581A CN202111167874.2A CN202111167874A CN113898581A CN 113898581 A CN113898581 A CN 113898581A CN 202111167874 A CN202111167874 A CN 202111167874A CN 113898581 A CN113898581 A CN 113898581A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxidation
desulfurization
control system
gypsum
absorption tower
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111167874.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113898581B (zh
Inventor
谭琨
卞友斌
周自阳
张方醒
王晓东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunyue Internet Environmental Technology Jiangsu Co ltd
Original Assignee
Kunyue Internet Environmental Technology Jiangsu Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunyue Internet Environmental Technology Jiangsu Co ltd filed Critical Kunyue Internet Environmental Technology Jiangsu Co ltd
Priority to CN202111167874.2A priority Critical patent/CN113898581B/zh
Publication of CN113898581A publication Critical patent/CN113898581A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113898581B publication Critical patent/CN113898581B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/126Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with radially from the rotor body extending elements, not necessarily co-operating with corresponding recesses in the other rotor, e.g. lobes, Roots type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/346Controlling the process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/80Semi-solid phase processes, i.e. by using slurries
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/08Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by varying the rotational speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/28Safety arrangements; Monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/40Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/60Inorganic bases or salts
    • B01D2251/606Carbonates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • B01D2258/0283Flue gases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

本发明提供本发明公开了一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法,根据湿法脱硫装置脱除的SO2总量或脱硫装置入口烟气量、入口烟气中的SO2浓度、出口烟气量、出口烟气中的SO2排放浓度值自动计算理论需氧量;通过氧化风管道流速、石膏品质双重限制条件,自动调节氧化风机电机频率,达到最佳的节能效果。本发明采用了一种湿法脱硫罗茨风机节能控制方法,自动化程度高,克服了传统脱硫浆液氧化控制方法的脱硫浆液亚硫酸盐需氧量与实际氧化风机风量之间的不匹配、过氧化现象频繁出现的情况,在保证石膏质量和脱硫装置安全稳定运行的同时实现氧化风机节能。

Description

一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法
技术领域
本发明涉及湿法脱硫环保岛控制领域,具体涉及一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法。
背景技术
石灰石-石膏湿法脱硫是现阶段运用最广泛的烟气脱硫技术,其主要是用于烟气中二氧化硫。其技术原理是烟气中SO2与石灰石浆液发生化学反应,经过氧化、结晶生成石膏。脱硫过程中,亚硫酸钙氧化为硫酸钙的反应中,需要鼓入大量的氧化空气。常规的脱硫系统均是采用鼓入过量的空气的方式,促进亚硫酸钙与氧气发生反应。
目前脱硫系统投运,氧化风机采用连续运行的方式。部分电厂、钢铁厂、焦化厂针对氧化系统进行了一些节能改造,将氧化风机电机更换为变频电机、永磁变频电机,也确实起到一些节能效果,但是效果不是很明显,并且经常需要人工进行调节,无法精确的控制脱硫浆液的氧化程度,因此经常会有过氧化或欠氧化的现象发生,给脱硫系统安全稳定运行带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法。
为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统,包括吸收塔,所述系统内设有罗茨风机、脱硫入口CEMS、DCS控制系统、引风机、边缘智控一体机、氧化风机变频控制柜、脱硫出口CEMS;吸收塔排出泵、石膏旋流器、真空皮带机以及石膏库;所述罗茨风机与吸收塔相连接;所述脱硫入口CEMS设置在吸收塔的入口管道上,并分别与所述DCS控制系统和所述引风机相连接;所述脱硫出口CEMS设置在吸收塔的延期出口书,并于所述DCS控制系统连接;所述DCS控制系统与所述氧化风机变频控制柜相连接;所述氧化风机变频控制柜与所述罗茨风机相连接;所述边缘智控一体机与所述DCS控制系统相连接;所述边缘智控一体机中还内嵌有氧化风算法模型;通过脱硫入口CEMS采集运行参数,采集得到数据都上传到DCS控制系统中;所述吸收塔排出泵设置在吸收塔的底部,通过管道与吸收塔连接;所述吸收塔排出泵还通过管道连接至设置在吸收塔外的石膏旋流器;并通过所述真空皮带机把脱水后的石膏输送至所述石膏库中。
一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统方法,包括以下步骤:
S1-1:在吸收塔前,引风机后的烟道上安装测量装置,检测并得到进入脱硫塔的SO2浓度、烟气流量、安装测温度、湿度、含氧量、压力的数据;
S1-2:在吸收塔上端出口处安装测量装置,检测并得到排出脱硫塔出口的SO2浓度、烟气流量、温度、湿度、含氧量、压力的数据;
经过测量装置所测量得到的数据通过网络信号分别上传至出入口CEMS;再通过网络信号传递至DCS控制系统中;
S2:边缘智控一体机从DCS控制系统中获取步骤S1中采集到的数据,在边缘智控一体机中氧化风算法模型的进行计算,得出脱硫氧化系统所需的空气量;通过采集DCS控制系统中的脱硫入口烟气量Q1、脱硫入口SO2浓度C1、脱硫出口烟气量Q2、脱硫出口SO2浓度C2;这些采集数据均为折算数值,状态为标况、干基、基准氧;
脱除SO2重量W1=(Q1×C1-Q2×C2)/106;
需要的氧量O1=n×W1/64×16,n为氧化倍率,取2.5~3.5;
n的初步取值与SO2浓度C1有关;
当C1≤2500mg/Nm3,n取值2.5;
当2500<C1≤5000mg/Nm3,n取值3.0;
当C1>5000mg/Nm3,n取值3.5;
需要的空气量V1=L1×O1,L1为系数;
S3:通过步骤S2算出来的空气量,进行进一步的计算,从而得出现场脱硫系统运行工况所需的最低运行频率;
根据氧化风机管道直径为φ,允许通过的最低流速为a;得出通过氧化风管道最低风量V2;进一步得出产生风量V2所对应的需要的空气量V20;
V2=3.14×(φ/2)2×a;
V20=V2×k,k为系数;
最低允许频率为f1=V20/V0×50;
原有氧化风机风量V0,频率为50Hz。理论计算运行频率为f=V1/V0×50,
当理论计算运行频率f低于最低允许频率f1,此时最低运行频率取f1;
当理论计算运行频率f高于最低允许频率f1,此时最低运行频率取f;
S4:边缘智控一体机中计算得出结果通过网络信号反馈至DCS控制系统中,再通过DCS控制系统将信号传递至氧化风机变频器,再转化为电压、电流信号给氧化风机实现氧化风量的调整;
S5:边缘智控一体机运行一段时间后,对石膏的品质进行检测;根据石膏品质检测的结果,对步骤S2中的氧化倍率n进行调整,然后对氧化倍率n进行数值进行固化,保证石膏中半水亚硫酸钙含量小于等于0.50%;
合格品质石膏中半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)的含量≤0.50%;石膏品质的好坏主要取决于半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)的氧化效果;其氧化效果越好,石膏中半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)的含量越低;氧化效果又与氧化风机鼓入脱硫塔内的氧化空气量紧密相关。
较佳的,所述方法中还包含一种运行控制保护方法;所述保护方法对湿法脱硫氧化系统运行通过PID调节、滤波、拟合、自适应学习等方式自动控制调整;边缘智控一体机运行程序异常时自动切换到原DCS控制程序,保证了脱硫系统的安全稳定运行。
较佳的,检测的SO2浓度、烟气流量、温度、湿度、含氧量、压力均为在线连续测量值。
较佳的,所述罗茨风机采用一用一备设置;所述氧化风机变频控制柜对罗茨风机给出信号。
较佳的,所述DCS控制系统中设有两种作业的模式;所述模式包括边缘智控一体机模式以及DCS控制模式。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)节能降耗,根据实际运行工况调节氧化风机的频率,调整氧化风量。
(2)氧化效果保证,根据脱硫石膏中半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)的含量作为工作依据,能够保证石膏品质,系统运行更加安全、平稳。
(3)智慧化控制,通过进出口CEMS检测数据,通过算法计算,计算得出的数据信号直接作用于氧化风机变频器,减少人工操作。
附图说明
图1是一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统流程图;
图2是一种湿法脱硫罗茨风机节能控制方法流程图;
图中:1-罗茨风机;2-脱硫入口CEMS;3-DCS控制系统;4-引风机;5-边缘智控一体机;6-氧化风机变频控制柜;7-脱硫出口CEMS;8-吸收塔排出;9-石膏旋流器;10-真空皮带机;11-石膏库;51-氧化风算法模型。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解,兹配合实施例详细说明如下。
请结合参照图1和图2,本发明提供了一种一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法,包括吸收塔,所述系统内设有罗茨风机1、脱硫入口CEMS 2、DCS控制系统3、引风机4、边缘智控一体机5、氧化风机变频控制柜6、脱硫出口CEMS 7;吸收塔排出泵8、石膏旋流器9、真空皮带机10以及石膏库11;所述罗茨风机1与吸收塔相连接;所述脱硫入口CEMS 2设置在吸收塔的入口管道上,并分别与所述DCS控制系统3和所述引风机4相连接;所述脱硫出口CEMS 7设置在吸收塔的延期出口书,并于所述DCS控制系统3连接;所述DCS控制系统3与所述氧化风机变频控制柜6相连接;所述氧化风机变频控制柜6与所述罗茨风机1相连接;所述边缘智控一体机5与所述DCS控制系统3相连接;所述边缘智控一体机5中还内嵌有氧化风算法模型51;通过脱硫入口CEMS 2采集运行参数,采集得到数据都上传到DCS控制系统3中;所述吸收塔排出泵8设置在吸收塔的底部,通过管道与吸收塔连接;所述吸收塔排出泵8还通过管道连接至设置在吸收塔外的石膏旋流器9;并通过所述真空皮带机10把脱水后的石膏输送至所述石膏库11中。
吸收塔排出泵主要是去除吸收塔溶液中的石膏沉淀物,保证脱硫系统的稳定运行。如果不排浆液,这个装置很快就不能进行脱石膏了。石膏旋流器是一级脱水,预脱除一部分水分。真空皮带机是二级脱水装置,主要使得最终石膏的含水率低于10%,石膏品质达标,可以外卖,属于副产物二次利用。通过真空皮带机主要是为了脱除SO2,这个SO2最终通过一系列反应,成为副产物石膏了,然后二次利用。
一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统方法,包括以下步骤:
S1-1:在吸收塔前,引风机后的烟道上安装测量装置,检测并得到进入脱硫塔的SO2浓度、烟气流量、安装测温度、湿度、含氧量、压力的数据;
S1-2:在吸收塔上端出口处安装测量装置,检测并得到排出脱硫塔出口的SO2浓度、烟气流量、温度、湿度、含氧量、压力的数据;
经过测量装置所测量得到的数据通过网络信号分别上传至出入口CEMS;再通过网络信号传递至DCS控制系统中;
S2:边缘智控一体机从DCS控制系统中获取步骤S1中采集到的数据,在边缘智控一体机中氧化风算法模型的进行计算,得出脱硫氧化系统所需的空气量;通过采集DCS控制系统中的脱硫入口烟气量Q1、脱硫入口SO2浓度C1、脱硫出口烟气量Q2、脱硫出口SO2浓度C2;这些采集数据均为折算数值,状态为标况、干基、基准氧;
脱除SO2重量W1=(Q1×C1-Q2×C2)/106;
需要的氧量O1=n×W1/64×16,n为氧化倍率,取2.5~3.5;
n的初步取值与SO2浓度C1有关;
当C1≤2500mg/Nm3,n取值2.5;
当2500<C1≤5000mg/Nm3,n取值3.0;
当C1>5000mg/Nm3,n取值3.5;
需要的空气量V1=L1×O1,L1为系数;
S3:通过步骤S2算出来的空气量,进行进一步的计算,从而得出现场脱硫系统运行工况所需的最低运行频率;
根据氧化风机管道直径为φ,允许通过的最低流速为a;得出通过氧化风管道最低风量V2;进一步得出产生风量V2所对应的需要的空气量V20;
V2=3.14×(φ/2)2×a;
V20=V2×k,k为系数;
最低允许频率为f1=V20/V0×50;
原有氧化风机风量V0,频率为50Hz。理论计算运行频率为f=V1/V0×50,
当理论计算运行频率f低于最低允许频率f1,此时最低运行频率取f1;
当理论计算运行频率f高于最低允许频率f1,此时最低运行频率取f;
S4:边缘智控一体机中计算得出结果通过网络信号反馈至脱硫DCS系统中,再通过DCS控制系统将信号传递至氧化风机变频器,再转化为电压、电流信号给氧化风机实现氧化风量的调整;
S5:边缘智控一体机运行一段时间后,对石膏的品质进行检测;根据石膏品质检测的结果,对步骤S2中的氧化倍率n进行调整,然后对氧化倍率n进行数值进行固化,保证石膏中半水亚硫酸钙含量小于等于0.50%;
合格品质石膏中半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)的含量≤0.50%;石膏品质的好坏主要取决于半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)的氧化效果;其氧化效果越好,石膏中半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)的含量越低;氧化效果又与氧化风机鼓入脱硫塔内的氧化空气量紧密相关。
较佳的,所述方法中还包含一种运行控制保护方法;所述保护方法对湿法脱硫氧化系统运行通过PID调节、滤波、拟合、自适应学习等方式自动控制调整;边缘智控一体机运行程序异常时自动切换到原DCS控制程序,保证了脱硫系统的安全稳定运行。
较佳的,检测的SO2浓度、烟气流量、温度、湿度、含氧量、压力均为在线连续测量值。
较佳的,所述罗茨风机采用一用一备设置;所述氧化风机变频控制柜对罗茨风机给出信号。
正常小机组脱硫系统,罗茨风机是一用一备,变频器对罗茨风机给出信号,可以正常运行。但是在大机组脱硫系统中,三台罗茨风机共用一根主管道,罗茨风机是三用一备,需要同时开两台,需要对两台罗茨风机进行变频控制,为了避免两台罗茨风机抢风、阻力大等情况,需要对两台罗茨风机的频率进行同步控制。
氧化风机变频器在设置变频范围时最高输出功率应为氧化风机工频,最低输出功率应满足氧化风机管道最低流速的风量所对应的频率。
进一步的,罗茨风机控制分为三个阶段:
第一阶段,在脱硫装置初步运行时,测量装置所测量得到的数据都偏小或者失真,数据不能很好的指导边缘智控一体机进行运算,先按照DCS系统模式进行,对罗茨风机进行正常的启动。
第二阶段,当系统正常稳定运行时,切换到边缘智控一体机模式,边缘智控一体机中计算得出的信号传递至脱硫DCS系统中,在通过脱硫DCS系统将信号传递至氧化风机变频器,再转化为电压、电流信号给氧化风机实现氧化风量的调整。
第三阶段,边缘智控一体机运行一段时间后,对石膏的品质进行检测。根据石膏品质检测的结果,对氧化风机的氧化倍率n进行调整固化。
氧化风机变频器在设置变频范围时最高输出功率应为罗茨风机工频,最低输出功率应满足罗茨风机管道最低流速的风量所对应的频率。
较佳的,所述脱硫DCS系统中设有两种作业的模式;所述模式包括边缘智控一体机模式以及脱硫DCS控制模式。
在脱硫DCS系统中,可以对模式进行切换(边缘智控一体机模式、脱硫DCS控制模式),同时可以手动对各个环节以及参数进行干预,例如频率、氧化倍率等,防止在边缘智控一体机模式异常的情况下失去对氧化系统的控制,对整个脱硫系统起到保护作用。
具体实施:
烟气从引风机4出来后,通过烟道进入吸收塔,最后从塔顶烟囱排出烟气;检测装置安装在入口烟道和吸收塔顶部烟道上;入口检测数据上传到入口CEMS系统2,出口检测数据上传到出口CEMS系统7,最终进出口CEMS信号传递给DCS控制系统3;DCS控制系统3将频率信号传递至氧化风机变频控制柜6,再转化为电压、电流信号给罗茨风机1实现氧化风量的调整;氧化风通过氧化风管道进入吸收塔内;边缘智控一体机5通过OPC或MODBUS通讯协议与DCS控制系统3连接,通过采集DCS控制系统3数据,通过内置氧化风算法模型51,计算氧化风机最低运行频率,并将信号传递给DCS控制系统3;再通过石膏排出泵8,将吸收塔内浆液输送到石膏旋流器9中,通过旋流工作原理,含水率50%的浆液通过石膏旋流器9底流,到真空皮带机10上,通过抽真空的原理,最终得到含水率10%左右的石膏。
下面说明本发明中湿法脱硫罗茨风机节能控制方法。
湿法脱硫准备投运时,通过DCS系统进行操作,启动罗茨风机,等到系统正常稳定运行时,可以通过DCS系统(模式一)进行氧化风机的启停,也可以通过边缘智控一体机模式(模式二)进行自动控制;脱硫DCS系统(模式一)可以与边缘智控一体机模式(模式二)进行相互切换。
在边缘智控一体机模式(模式二)中,已有算法模型系统,可以根据计算得出最低氧化风机频率,将频率反向输出到脱硫DCS系统(模式一)中,调控氧化风机的风量。通过检测最终石膏的品质,调整算法模型中的氧化倍率这一变量,直到最终检测石膏中半水亚硫酸钙含量低于设定值,确定氧化风算法模型。
湿法脱硫罗茨风机节能控制的调节与保护方法逻辑方框图如图2所示,它由化学式计算理论氧化风量和实际检测半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)的含量反馈调节共同构成对整个氧化过程风量的控制。其具体实现过程为:
(1)在脱硫装置初步运行时,测量装置所测量得到的数据都偏小或者失真,数据不能很好的指导边缘智控一体机进行运算,先按照DCS系统模式进行,对罗茨风机进行正常的启动。
(2)当系统正常稳定运行时,切换到边缘智控一体机模式。在除尘器后、吸收塔之前设置入口CEMS检测装置,在脱硫塔后设置出口CEMS入口CEMS检测装置;除尘器前端粉尘浓度大,对入口CEMS检测装置设备使用寿命有影响;设置在脱硫塔前后检测装置,是为了更准确的检测脱硫入口烟气量Q1、脱硫入口SO2浓度C1、脱硫出口烟气量Q2、脱硫出口SO2浓度C2;这些检测数据均为折算数值,状态为标况、干基、基准氧,更好的计算出脱硫氧化系统所需的空气量。
其中,湿法脱硫系统中氧化反应的方程式主要是:
SO3 2-+1/2O2——→SO4 2- (1)
HSO3 -+1/2O2——→SO3 2-+H+ (2)
其中的来源都是烟气中的SO2
根据方程式(1)和(2),理论上0.5mol O2可氧化1mol SO2
W1=(Q1×C1-Q2×C2)/106; (3)
式中:W1——脱除SO2重量,Kg/h;
Q1——脱硫入口烟气量,Nm3/h
C1——脱硫入口SO2浓度,mg/Nm3
Q2——脱硫入口烟气量,Nm3/h
C2——脱硫入口SO2浓度,mg/Nm3
这些数据均为折算数值,状态为标况、干基、基准氧;
O1=n×W1/64×16 (4)
O1——需要的氧量,Kg/h
n——氧化倍率,取2.5~3.5,根据SO2的初始浓度进行选择;
V1=O1/0.233/(1-0.01)/1.2875 (5)
V1——理论计算所需空气体积量,Nm3/h
进一步,V2=3.14×(φ/2)2×a (6)
V2——通过氧化风管道最低风量,m3/h
φ——管道直径,m
a——管道流速,m/s;
进一步,V20=V2×k (7)
k为系数;
最低允许频率为f1=V20/V0×50。
原有氧化风机风量V0,频率为50Hz。理论计算运行频率为f=V1/V0×50,
当理论计算运行频率f低于最低允许频率f1,此时最低运行频率取f1;
当理论计算运行频率f高于最低允许频率f1,此时最低运行频率取f;
测量装置所测量得到的数据首先上传至CEMS系统,再传递至DCS系统中;边缘智控一体机从脱硫DCS系统中采集数据,在边缘智控一体机中进行计算,最后将信号传递至脱硫DCS系统中,在通过脱硫DCS系统将信号传递至氧化风机变频器,再转化为电压、电流信号给氧化风机实现氧化风量的调整。
(3)边缘智控一体机运行一段时间后,对石膏的品质进行检测。根据石膏品质检测的结果,对氧化风机的氧化倍率n进行调整固化。
氧化风机变频器在设置变频范围时最高输出功率应为氧化风机工频,最低输出功率应满足氧化风机管道最低流速的风量所对应的频率。整个计算过程都在边缘智控一体机中,对湿法脱硫氧化系统运行通过PID调节、滤波、拟合、自适应学习等方式自动控制调整;边缘智控一体机运行程序异常时自动切换到原DCS控制程序,保证了脱硫系统的安全稳定运行。
本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是,已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地,在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰,均属本发明的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统,包括吸收塔,其特征在于,所述系统内设有罗茨风机(1)、脱硫入口CEMS(2)、DCS控制系统(3)、引风机(4)、边缘智控一体机(5)、氧化风机变频控制柜(6)、脱硫出口CEMS(7);吸收塔排出泵(8)、石膏旋流器(9)、真空皮带机(10)以及石膏库(11);
所述罗茨风机(1)与吸收塔相连接;所述脱硫入口CEMS(2)设置在吸收塔的入口管道上,并分别与所述DCS控制系统(3)和所述引风机(4)相连接;所述脱硫出口CEMS(7)设置在吸收塔的延期出口书,并于所述DCS控制系统(3)连接;所述DCS控制系统(3)与所述氧化风机变频控制柜(6)相连接;所述氧化风机变频控制柜(4)与所述罗茨风机(1)相连接;所述边缘智控一体机(5)与所述DCS控制系统(3)相连接;所述边缘智控一体机中还内嵌有氧化风算法模型(51);通过脱硫入口CEMS(2)采集运行参数,采集得到数据都上传到DCS控制系统(3)中;所述吸收塔排出泵(8)设置在吸收塔的底部,通过管道与吸收塔连接;所述吸收塔排出泵(8)还通过管道连接至设置在吸收塔外的石膏旋流器(9);并通过所述真空皮带机(10)把脱水后的石膏输送至所述石膏库(11)中。
2.一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1-1:在吸收塔前,引风机后的烟道上安装测量装置,检测并得到进入脱硫塔的SO2浓度、烟气流量、安装测温度、湿度、含氧量、压力的数据;
S1-2:在吸收塔上端出口处安装测量装置,检测并得到排出脱硫塔出口的SO2浓度、烟气流量、温度、湿度、含氧量、压力的数据;
经过测量装置所测量得到的数据通过网络信号分别上传至出入口CEMS;再通过网络信号传递至DCS控制系统中;
S2:边缘智控一体机从DCS控制系统中获取步骤S1中采集到的数据,在边缘智控一体机中氧化风算法模型的进行计算,得出脱硫氧化系统所需的空气量;通过采集DCS控制系统中的脱硫入口烟气量Q1、脱硫入口SO2浓度C1、脱硫出口烟气量Q2、脱硫出口SO2浓度C2;这些采集数据均为折算数值,状态为标况、干基、基准氧;
S3:通过步骤S2算出来的空气量,进行进一步的计算,从而得出现场脱硫系统运行工况所需的最低运行频率;
根据氧化风机管道直径为φ,允许通过的最低流速为a;得出通过氧化风管道最低风量V2;进一步得出产生风量V2所对应的需要的空气量V20;
S4:边缘智控一体机中计算得出结果通过网络信号反馈至脱硫DCS系统中,再通过DCS控制系统将信号传递至氧化风机变频器,再转化为电压、电流信号给氧化风机实现氧化风量的调整;
S5:边缘智控一体机运行一段时间后,对石膏的品质进行检测;根据石膏品质检测的结果,对步骤S2中的氧化倍率n进行调整,然后对氧化倍率n进行数值进行固化,保证石膏中半水亚硫酸钙含量小于等于0.50%。
3.如权利要求2所述的一种湿法脱硫罗茨风机节能控制方法,其特征在于:所述方法中还包含一种运行控制保护方法;所述保护方法对湿法脱硫氧化系统运行通过PID调节、滤波、拟合、自适应学习等方式自动控制调整;边缘智控一体机运行程序异常时自动切换到原DCS控制程序,保证了脱硫系统的安全稳定运行。
4.如权利要求2所述的一种湿法脱硫罗茨风机节能控制方法,其特征在于:检测的SO2浓度、烟气流量、温度、湿度、含氧量、压力均为在线连续测量值。
5.如权利要求2所述的一种湿法脱硫罗茨风机节能控制方法,其特征在于:所述罗茨风机(1)采用一用一备设置;所述氧化风机变频控制柜(6)对罗茨风机(1)给出信号。
6.如权利要求2所述的一种湿法脱硫罗茨风机节能控制方法,其特征在于:所述DCS控制系统中设有两种作业的模式;所述模式包括边缘智控一体机模式以及DCS控制模式。
CN202111167874.2A 2021-09-30 2021-09-30 一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法 Active CN113898581B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111167874.2A CN113898581B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111167874.2A CN113898581B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113898581A true CN113898581A (zh) 2022-01-07
CN113898581B CN113898581B (zh) 2023-10-03

Family

ID=79190242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111167874.2A Active CN113898581B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113898581B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02180618A (ja) * 1988-12-29 1990-07-13 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 排煙脱硫装置の制御方法
US6029100A (en) * 1996-06-28 2000-02-22 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Method for controlling oxidation in flue gas desulfurization
JP2007007612A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理装置及び方法
CN109092045A (zh) * 2018-10-11 2018-12-28 华北电力大学(保定) 一种石灰石-石膏法烟气脱硫浆液氧化控制方法
CN110813043A (zh) * 2019-11-21 2020-02-21 湖南恒光科技股份有限公司 一种电石渣/浆烟气脱硫系统及方法
CN111330433A (zh) * 2020-03-19 2020-06-26 陕西页川电力科技有限公司 一种基于脱硫专用添加剂的热电厂脱硫方法
CN112034795A (zh) * 2020-08-18 2020-12-04 北京国电龙源环保工程有限公司 一种基于数据模型和机理运算的氧化风系统控制方法
CN112423863A (zh) * 2018-07-13 2021-02-26 三菱动力株式会社 湿式排烟脱硫装置的控制方法及控制装置、具备该湿式排烟脱硫装置的控制装置的远程监视系统
CN112649553A (zh) * 2020-11-25 2021-04-13 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法
CN113082954A (zh) * 2021-04-07 2021-07-09 浙江大学 一种湿法脱硫装置的全过程智能运行调控系统
CN113230846A (zh) * 2021-06-05 2021-08-10 安徽科力德能源环境科技有限公司 一种湿法烟气脱硫氧化风量自动监测集中控制系统及方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02180618A (ja) * 1988-12-29 1990-07-13 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 排煙脱硫装置の制御方法
US6029100A (en) * 1996-06-28 2000-02-22 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Method for controlling oxidation in flue gas desulfurization
JP2007007612A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス処理装置及び方法
CN112423863A (zh) * 2018-07-13 2021-02-26 三菱动力株式会社 湿式排烟脱硫装置的控制方法及控制装置、具备该湿式排烟脱硫装置的控制装置的远程监视系统
CN109092045A (zh) * 2018-10-11 2018-12-28 华北电力大学(保定) 一种石灰石-石膏法烟气脱硫浆液氧化控制方法
CN110813043A (zh) * 2019-11-21 2020-02-21 湖南恒光科技股份有限公司 一种电石渣/浆烟气脱硫系统及方法
CN111330433A (zh) * 2020-03-19 2020-06-26 陕西页川电力科技有限公司 一种基于脱硫专用添加剂的热电厂脱硫方法
CN112034795A (zh) * 2020-08-18 2020-12-04 北京国电龙源环保工程有限公司 一种基于数据模型和机理运算的氧化风系统控制方法
CN112649553A (zh) * 2020-11-25 2021-04-13 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种石灰石湿法脱硫吸收塔浆液自然氧化率的测试方法
CN113082954A (zh) * 2021-04-07 2021-07-09 浙江大学 一种湿法脱硫装置的全过程智能运行调控系统
CN113230846A (zh) * 2021-06-05 2021-08-10 安徽科力德能源环境科技有限公司 一种湿法烟气脱硫氧化风量自动监测集中控制系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113898581B (zh) 2023-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109092045B (zh) 一种石灰石-石膏法烟气脱硫浆液氧化控制方法
KR100235853B1 (ko) 배연탈황 처리에 있어서의 산화제어 방법
CN209968041U (zh) 一种新型的石灰石石膏法脱硫氧化风机调节系统
CN106861407B (zh) 一种用于避免并列运行的风机发生抢风现象的控制方法
CN114281042A (zh) 一种湿法脱硫循环系统节能控制方法及装置
CN111905536B (zh) 一种通过脱硫吸收塔浆液ph值自动控制系统
CN107648988B (zh) 一种双回路调节脱硫供浆流量的装置及方法
CN205473867U (zh) Lf炉除尘系统
CN115309117A (zh) 一种基于数据驱动的wfgd出口so2浓度预测及智能优化方法
CN103355736B (zh) 一种烟草制丝集中排潮风压控制装置及其控制方法
CN113898581B (zh) 一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统及方法
CN208482253U (zh) 一种二炉二塔脱硫氧化风系统集中控制装置
CN212819085U (zh) 一种脱硫氧化风集中控制系统
CN215949824U (zh) 一种湿法脱硫罗茨风机节能控制系统
CN115933559A (zh) 一种脱硫变频离心氧化风机节能优化控制系统及方法
CN203362476U (zh) 一种湿法脱硫工艺中浆液循环泵的节能控制系统
CN202566240U (zh) 一种烟草制丝集中排潮风压控制装置
CN109966870A (zh) 发电厂脱硫系统二氧化硫排放量适应性控制方法
CN105629867B (zh) 低温等离子废气处理的自动控制系统
CN108310952A (zh) 一种脱硫脱硝一体化系统及其建床方法
CN206601589U (zh) 一种地下车库节能通风装置
JPS59169523A (ja) 湿式排煙脱硫装置の制御方法
CN111228979A (zh) 一种用于psr高分子脱硝剂量先进自动控制方法及控制装置
CN208302515U (zh) 一种脱硫脱硝一体化系统
CN113960924B (zh) 一种循环流化床法脱硫物料平衡边缘智控系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 224051 innovation center, 42 environmental protection Avenue, environmental protection science and Technology City, Tinghu District, Yancheng City, Jiangsu Province

Applicant after: Jiangsu Kunlun Internet Technology Co.,Ltd.

Address before: 224051 innovation center, 42 environmental protection Avenue, environmental protection science and Technology City, Tinghu District, Yancheng City, Jiangsu Province

Applicant before: Kunyue Internet Environmental Technology (Jiangsu) Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant