CN114625186A - 一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法 - Google Patents

一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114625186A
CN114625186A CN202210161476.8A CN202210161476A CN114625186A CN 114625186 A CN114625186 A CN 114625186A CN 202210161476 A CN202210161476 A CN 202210161476A CN 114625186 A CN114625186 A CN 114625186A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slurry
value
concentration
flue gas
control module
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.)
Pending
Application number
CN202210161476.8A
Other languages
English (en)
Inventor
潘喜良
林松青
李耀亮
刘鹏峰
李雷
戴海鹏
黄学辉
杜武荣
徐超群
游联欢
詹新民
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.)
Huaneng Luoyuan Power Generation Co Ltd
Original Assignee
Huaneng Luoyuan Power Generation 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 Huaneng Luoyuan Power Generation Co Ltd filed Critical Huaneng Luoyuan Power Generation Co Ltd
Priority to CN202210161476.8A priority Critical patent/CN114625186A/zh
Publication of CN114625186A publication Critical patent/CN114625186A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D21/00—Control of chemical or physico-chemical variables, e.g. pH value
    • G05D21/02—Control of chemical or physico-chemical variables, e.g. pH value characterised by the use of electric means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/346—Controlling the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/502—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific solution or suspension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/80—Semi-solid phase processes, i.e. by using slurries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0283—Flue gases

Abstract

本发明公开一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法。本发明的控制系统包括净烟气SO2浓度控制模块、浆液pH值控制模块和浆液循环泵运行组合调度模块；净烟气SO2浓度控制模块用于根据净烟气SO2浓度设定值与实测值之间的偏差，控制净烟气SO2浓度到设定值；浆液pH值控制模块用于将净烟气SO2浓度控制模块中得到的浆液PH值作为设定值，通过实时调整供浆调门的开度，控制浆液pH值；所述浆液循环泵运行组合调度模块通过粒子群约束优化算法，获得浆液循环泵的最佳运行组合。本发明通过优化控制系统的调整，使整体FGD脱硫系统始终保持在最佳运行工况。

Description

一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法
技术领域
本发明属于燃煤发电技术领域，具体涉及一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法。
背景技术
目前国内大型火电机组启停过程中的脱硫控制系统(FGD)，普遍对烟气SO2浓度、吸收塔pH值以及合理的浆液循环泵运行组合问题是割裂处理的，整个FGD仅设计一套吸收塔pH值控制回路(通过供浆调门进行控制)，当机组工况发生变化造成净烟气SO2浓度不能满足要求时，运行人员只能根据经验设定合适的pH值和启动浆液循环泵来进行调整。同时由于吸收塔pH值属于非常典型的大滞后被控对象(时间常数达到1200s～1600s)，DCS内基于PID算法设计的pH值控制回路运行性能很差，基本无法满足正常的控制需求。上述状况使得目前FGD系统的自动水平很低，几乎完全依靠运行人员的手动调节，大部分运行时间内FGD系统未处于最佳运行工况，造成较高的厂用电率和石灰石消耗量，同时易出现净烟气SO2超标而遭到环保考核。因此，有必要为火电机组启停过程的脱硫系统进行优化控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法，在满足环保考核要求的前提下，通过优化控制系统的调整，使整体FGD脱硫系统始终保持在最佳运行工况。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统,包括净烟气SO2浓度控制模块、浆液pH值控制模块和浆液循环泵运行组合调度模块；所述净烟气SO2浓度控制模块用于根据净烟气SO2浓度设定值与实测值之间的偏差，通过实时调整脱硫塔中浆液pH值，控制净烟气SO2浓度到设定值；所述浆液pH值控制模块用于将净烟气SO2浓度控制模块中得到的浆液PH值作为设定值，通过实时调整供浆调门的开度，控制浆液pH值；所述浆液循环泵运行组合调度模块，以净烟气SO2浓度和浆液循环泵电耗为输出的数学模型，在确保电耗最低，且SO2浓度和pH值在允许范围的前提下，通过粒子群约束优化算法，获得浆液循环泵的最佳运行组合。
用上述火电机组启停过程多目标一体化控制系统进行火电机组启停过程多目标一体化控制的方法，该方法包括如下步骤：
浆液循环泵运行组合调度模块，首先建立以机组负荷、烟气流量、原烟气SO2浓度、浆液循环泵运行组合、吸收塔pH值为输入变量，以净烟气SO2浓度和浆液循环泵电耗为输出的数学模型，在确保电耗最低，且SO2浓度和pH值在允许范围的前提下，通过采用粒子群约束优化算法，获得浆液循环泵的最佳运行组合，并将最佳运行组合的算法结果发送给净烟气SO2浓度控制模块、浆液pH值控制模块，然后净烟气SO2浓度控制模块用于根据净烟气SO2浓度设定值与实测值之间的偏差，通过实时调整脱硫塔中浆液pH值，控制净烟气SO2浓度到设定值；所述浆液pH值控制模块用于将净烟气SO2浓度控制模块中得到的浆液pH值作为设定值，通过实时调整供浆调门的开度，控制浆液pH值。
进一步地，所述寻找浆液循环泵的最优运行组合，使浆液循环泵的电耗最低所使用的目标函数J：
Figure BDA0003514155950000021
其中，E为浆液泵的电耗，它是浆液循环泵的运行组合的函数，由粒子群约束优化算法确定；c是SO2的上限值，[k1,k2]是浆液pH值的允许范围。
进一步地，所述SO2的上限值c取35mg/m3。
有益效果：与现有技术相比，本发明针对燃煤火电机组启停FGD系统运行调整的三个核心问题(净烟气SO2浓度控制、吸收塔pH值控制、浆液循环泵运行组合)，提出了一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统，在满足环保考核要求的前提下，通过优化控制系统的调整，使脱硫系统始终保持在最佳运行工况。
附图说明
图1是本发明的控制原理图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图及具体实施例进行详尽的描述。
本发明公开了一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统，并在国内某电厂应用，如图1所示，本发明实施例公开的一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统,包括净烟气SO2浓度控制模块、浆液pH值控制模块和浆液循环泵运行组合调度模块；所述净烟气SO2浓度控制模块用于根据净烟气SO2浓度设定值与实测值之间的偏差，通过实时调整脱硫塔中浆液pH值，控制净烟气SO2浓度到设定值；所述浆液pH值控制模块用于将净烟气SO2浓度控制模块中得到的浆液PH值作为设定值，通过实时调整供浆调门的开度，控制浆液pH值；所述浆液循环泵运行组合调度模块，以净烟气SO2浓度和浆液循环泵电耗为输出的数学模型，在确保电耗最低，且SO2浓度和pH值在允许范围的前提下，通过粒子群约束优化算法，获得浆液循环泵的最佳运行组合。
用上述火电机组启停过程多目标一体化控制系统进行火电机组启停过程多目标一体化控制的方法，该方法包括如下步骤：
浆液循环泵运行组合调度模块，首先建立以机组负荷、烟气流量、原烟气SO2浓度、浆液循环泵运行组合、吸收塔pH值为输入变量，以净烟气SO2浓度和浆液循环泵电耗为输出的数学模型，在确保电耗最低，且SO2浓度和pH值在允许范围的前提下，通过采用粒子群约束优化算法，获得浆液循环泵的最佳运行组合，并将最佳运行组合的算法结果发送给净烟气SO2浓度控制模块、浆液pH值控制模块，然后净烟气SO2浓度控制模块用于根据净烟气SO2浓度设定值与实测值之间的偏差，通过实时调整脱硫塔中浆液pH值，控制净烟气SO2浓度到设定值；所述浆液pH值控制模块用于将净烟气SO2浓度控制模块中得到的浆液pH值作为设定值，通过实时调整供浆调门的开度，控制浆液pH值。
进一步地，所述寻找浆液循环泵的最优运行组合，使浆液循环泵的电耗最低所使用的目标函数J：
Figure BDA0003514155950000031
其中，E为浆液泵的电耗，它是浆液循环泵的运行组合的函数，由粒子群约束优化算法确定；c是SO2的上限值，[k1,k2]是浆液pH值的允许范围。
所述SO2的上限值c取35mg/m3。
通过采用受约束的非线性粒子群优化算法实施整个寻优计算，最终可获得浆液循环泵的最优运行组合，使浆液循环泵的电耗最低，同时满足对SO2的有效控制。
以上实施例仅为本发明的优选实施例，仅用于更加清楚地说明本发明方法，并非对本发明作任何其他形式的限制，应当指出的是，对于本领域一般技术而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应该包含在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统,其特征在于，包括净烟气SO2浓度控制模块、浆液pH值控制模块和浆液循环泵运行组合调度模块；所述净烟气SO2浓度控制模块用于根据净烟气SO2浓度设定值与实测值之间的偏差，通过实时调整脱硫塔中浆液pH值，控制净烟气SO2浓度到设定值；所述浆液pH值控制模块用于将净烟气SO2浓度控制模块中得到的浆液PH值作为设定值，通过实时调整供浆调门的开度，控制浆液pH值；所述浆液循环泵运行组合调度模块，以净烟气SO2浓度和浆液循环泵电耗为输出的数学模型，在确保电耗最低，且SO2浓度和pH值在允许范围的前提下，通过粒子群约束优化算法，获得浆液循环泵的最佳运行组合。
2.一种用权利要求1所述火电机组启停过程多目标一体化控制系统进行火电机组启停过程多目标一体化控制的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
浆液循环泵运行组合调度模块，首先建立以机组负荷、烟气流量、原烟气SO2浓度、浆液循环泵运行组合、吸收塔pH值为输入变量，以净烟气SO2浓度和浆液循环泵电耗为输出的数学模型，在确保电耗最低，且SO2浓度和pH值在允许范围的前提下，通过采用粒子群约束优化算法，获得浆液循环泵的最佳运行组合，并将最佳运行组合的算法结果发送给净烟气SO2浓度控制模块、浆液pH值控制模块，然后净烟气SO2浓度控制模块用于根据净烟气SO2浓度设定值与实测值之间的偏差，通过实时调整脱硫塔中浆液pH值，控制净烟气SO2浓度到设定值；所述浆液pH值控制模块用于将净烟气SO2浓度控制模块中得到的浆液pH值作为设定值，通过实时调整供浆调门的开度，控制浆液pH值。
3.根据权利要求2所述的火电机组启停过程多目标一体化控制的方法，其特征在于，所述寻找浆液循环泵的最优运行组合，使浆液循环泵的电耗最低所使用的目标函数J：
Figure FDA0003514155940000011
其中，E为浆液泵的电耗，它是浆液循环泵的运行组合的函数，由粒子群约束优化算法确定；c是SO2的上限值，[k1,k2]是浆液pH值的允许范围。
4.根据权利要求3所述的火电机组启停过程多目标一体化控制的方法，其特征在于，所述SO2的上限值c取35mg/m3。
CN202210161476.8A 2022-02-22 2022-02-22 一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法 Pending CN114625186A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210161476.8A CN114625186A (zh) 2022-02-22 2022-02-22 一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210161476.8A CN114625186A (zh) 2022-02-22 2022-02-22 一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114625186A true CN114625186A (zh) 2022-06-14

Family

ID=81899393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210161476.8A Pending CN114625186A (zh) 2022-02-22 2022-02-22 一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114625186A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115869745A (zh) * 2023-03-08 2023-03-31 福建龙净环保股份有限公司 一种脱硫处理方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH024422A (ja) * 1988-06-22 1990-01-09 Babcock Hitachi Kk 湿式排煙脱硫装置の制御方法
CN111598308A (zh) * 2020-04-24 2020-08-28 大唐环境产业集团股份有限公司 基于回归和二重pso算法解决浆液循环泵组合优化方法
CN112044243A (zh) * 2020-08-05 2020-12-08 华能国际电力股份有限公司上安电厂 火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统及方法
CN113379190A (zh) * 2021-05-10 2021-09-10 杭州电子科技大学 一种环保岛系统设计的联合寻优协同优化方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH024422A (ja) * 1988-06-22 1990-01-09 Babcock Hitachi Kk 湿式排煙脱硫装置の制御方法
CN111598308A (zh) * 2020-04-24 2020-08-28 大唐环境产业集团股份有限公司 基于回归和二重pso算法解决浆液循环泵组合优化方法
CN112044243A (zh) * 2020-08-05 2020-12-08 华能国际电力股份有限公司上安电厂 火电机组脱硫装置排放指标自动控制系统及方法
CN113379190A (zh) * 2021-05-10 2021-09-10 杭州电子科技大学 一种环保岛系统设计的联合寻优协同优化方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴明永等: "烟气脱硫控制系统的设计及应用" *
张秉权: "石灰石-石膏法脱硫自动控制调节回路" *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115869745A (zh) * 2023-03-08 2023-03-31 福建龙净环保股份有限公司 一种脱硫处理方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11364466B2 (en) Automatic control system for emission indexes of desulfurization device of thermal power unit and method thereof
CN111340199B (zh) 一种基于物料衡算和深度学习的脱硫系统节能方法
CN105700570B (zh) 一种火电厂scr脱硝控制方法
CN102080820B (zh) 一种蒸汽锅炉表面排污的最优化节能控制方法
CN112619389A (zh) 一种石灰石-湿法脱硫系统供浆优化控制方法和系统
CN204536959U (zh) 一种用于燃煤电厂的fgd装置预测控制系统
CN114625186A (zh) 一种火电机组启停过程多目标一体化控制系统及控制方法
CN202823158U (zh) 石灰石湿法脱硫吸收塔浆液pH脱硫率的自动控制结构
CN109101049A (zh) 一种脱硫吸收塔pH值变工频混合控制系统及方法
CN111068503A (zh) 一种烟气超低排放后脱硫系统石灰石供浆精准调节控制器及控制方法
CN111905536A (zh) 一种通过脱硫吸收塔浆液ph值自动控制系统
CN112999857B (zh) 一种针对宽负荷石灰石供浆系统的调控方法和调控系统
CN204746081U (zh) 能实现超净排放的烟气脱硫自动控制机构
CN105786034A (zh) 一种锅炉脱硝出口氮氧化物含量的控制系统及方法
CN106268273A (zh) 石灰石—石膏湿法烟气脱硫装置自动供浆控制系统
CN108268074B (zh) 一种用于船舶尾气钠碱脱硫系统的嵌入型闭环控制方法
CN111045322A (zh) 一种水泥窑脱硫剂喷射自动控制系统
CN216361286U (zh) 外挂式脱硫闭环优化控制系统
CN114779623A (zh) 浆液循环泵永磁调速改造耦合ifgd系统的控制方法
CN212881859U (zh) 一种控制装置及烟气处理设备
CN113325693B (zh) 用于scr脱硝系统的改进型pid控制方法、装置
CN210699477U (zh) 一种单pid回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置
CN204724018U (zh) 能实现超净排放的烟气脱硫自动控制系统
CN109188998B (zh) 基于数据拟合方法的净水厂pac智能投加控制系统
CN111620399A (zh) 一种基于喷雾蒸发废水处理技术的废水供给自动调节装置及方法

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