CN210699477U - 一种单pid回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置，涉及火电机组脱硫技术领域。本实用新型包括脱硫塔、供浆泵、氧化风机、喷淋层、除雾器和循环泵，脱硫塔内自上而下依次设置有除雾器和喷淋层；脱硫塔通过一循环泵与喷淋层连通；脱硫塔一侧位于喷淋层的下方设置有烟气入口；脱硫塔顶部设置有烟气出口；供浆泵与脱硫塔之间并联有电动脱硫供浆调节泵和手动脱硫供浆调节泵；氧化风机与脱硫塔之间连接有一电磁流量阀，通过电磁流量阀控制氧化风机的气流量。本实用新型通过自动控制供浆料的方式，实时控制产生的烟气中二氧化硫的浓度，降低生产成本的同时提高生产质量。

Description

一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置

技术领域

本实用新型属于火电机组脱硫技术领域，特别是涉及一种单回路PID加前馈通过调节脱硫供浆流量来控制脱硫出口SO₂装置。

背景技术

电厂中的脱硫供浆一般通过控制调节石膏浆液pH值的单PID回路调节供浆流量。石灰石浆液由浆液供给泵输送至脱硫吸收塔，流量由供浆调节阀控制，供浆管路上设有流量计，测量石灰石浆液的流量。吸收塔浆液pH值是脱硫运行过程中重要的控制参数，直接影响包括脱硫效率在内的多项性能指标。一方面，pH值影响SO₂的吸收过程，另一方面，pH值影响CaCO₃、CaSO₃等的溶解度。吸收塔浆液pH过低，有利于CaCO₃的溶解、CaSO₃的氧化和石膏的结晶，但不利于SO₂的吸收；pH过高，有利于SO₂的吸收，但不利于CaCO₃的溶解，影响石灰石的利用率，同时石膏中CaCO₃含量增加。结合相关性能试验和脱硫系统的操作经验，石灰石-石膏湿法脱硫单塔工艺浆液pH宜控制在5.0～5.8之间。吸收塔浆液pH值的控制与锅炉负荷、脱硫入口烟气中SO₂浓度、石灰石浆液密度有关，用于确定需要输送至脱硫吸收塔的石灰石浆液的流量。pH值升高，石灰石浆液流量将减少；pH值降低，石灰石浆液流量将增加。

当原供浆自动投入后，由于设定的pH值和运行工况不匹配，脱硫出口SO2浓度波动较大，瞬时值经常超过35mg/m3，导致供浆自动投入率低，运行人员通过手动进行供浆调节。运行人员手动供浆滞后性较大，供浆流量波动剧烈，烟囱入口SO2浓度波动大，甚至出现负值或坏点，数据不符合环保要求。同时亦容易造成石灰石浆液的浪费或不足。另外，在pH表计冲洗期间，脱硫浆液pH值经常超过设定的高限值，从而使脱硫供浆切手动，冲洗完成后，需要运行人员再切换至自动供浆。在烟囱入口CEMS反吹扫结束时，SO2浓度会发生阶跃变化，脱硫供浆亦会切换至手动控制，这些不仅降低了辅机的自动化水平，同时也增加了运行人员的劳动强度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置，通过自动控制供浆料的方式，实时控制产生的烟气中二氧化硫的浓度，避免在现有的脱硫供浆流量的装置采用手动控制浆料，造成产生的烟气中二氧化硫的浓度不受控制，浪费资源的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置，包括脱硫塔、供浆泵、氧化风机、喷淋层、除雾器和循环泵，所述脱硫塔内自上而下依次设置有除雾器和喷淋层；所述脱硫塔的上端一侧设置有冲洗水电动门，所述冲洗水电动门位于除雾器的上方；所述脱硫塔通过一循环泵与喷淋层连通；所述脱硫塔一侧位于喷淋层的下方设置有烟气入口；所述脱硫塔顶部设置有烟气出口；所述供浆泵与脱硫塔之间并联有电动脱硫供浆调节泵和手动脱硫供浆调节泵；所述氧化风机与脱硫塔之间连接有一电磁流量阀，通过电磁流量阀控制氧化风机的气流量。

进一步地，所述烟气入口和烟气出口均连接有一烟气浓度检测仪，一烟气浓度检测仪用于检测烟气入口时原烟气的浓度；一烟气浓度检测仪用于烟气出口时净烟气的浓度。

进一步地，所述冲洗水电动门一侧配合有工艺冲洗水喷水装置。

一种单回路PID加前馈通过调节脱硫供浆流量来控制脱硫出口SO₂方法，包括如下步骤：

步骤1、前馈信号的获取：所述前馈信号包括锅炉负荷的变化率、烟囱入口SO₂浓度的变化率及烟囱入口SO₂浓度的函数；

其中，获取锅炉负荷量传送至一阶惯性环节Leadlag2后，一路作用到加法器∑1，另一路作用到一阶惯性环节Leadlag3，Leadlag3的输出作用到加法器∑1上，并在加法器∑1上求取二者之间的偏差，所得偏差即为锅炉负荷的变化率；

其中，获取烟囱入口SO₂浓度传送一阶惯性环节Leadlag4后，一路作用到加法器∑2上，另一路作用到一阶惯性环节Leadlag5上，Leadlag5的输出作用到加法器∑2上，并在加法器∑2上求取二者之间的偏差，所得偏差即为烟囱入口SO₂浓度的变化率；同时的获取烟囱入口SO₂浓度传送一阶惯性环节Leadlag4后其中还有一路作用到函数f(x)，经过函数f(x)后换算为脱硫供浆调节阀开度大小，再经过限幅环节Lmt2即得烟囱入口SO₂浓度的函数；

步骤2、获取脱硫浆液pH测量值经过一阶惯性环节Leadlag1后作为PID回路的过程值，脱硫浆液pH设定值作为PID回路的设定值，PID回路采用比例积分运算；

步骤3、将获取的三个前馈信号以及PID调节运算的结果共同叠加作用到加法器∑3后，继续作用到限幅环节Lmt1，经过限幅环节Lmt1后再作用到手自动模拟量控制器TAI，手自动模拟量控制器TAI的输出作用到脱硫供浆调节阀。

进一步地，还包括将获取脱硫浆液pH测量值经过一阶惯性环节Leadlag1后作用到高/低信号监视器H/L，高/低信号监视器H/L的输出经过脉冲上升延时器TD_ON1后输入到与门AND1，与门AND1的输出作为MASTATION的逻辑接口切手动MRE的输入。

进一步地，还包括pH计冲洗水电动门已开反馈信号经脉冲下降延时器TD_OFF1的输出经过非门N1后输入到与门AND1；pH计冲洗水电动门已开信号经过脉冲下降延时器TD_OFF2后输入到与门AND2，供浆调节阀切手动信号经过非门N2后输入到与门AND2，与门AND2的输出作为或门OR的输入，或门OR的输出同时作用到MASTATION的逻辑接口闭锁减LWI和闭锁增RAI。

进一步地，还包括烟囱入口CEMS系统反吹扫信号可先经过脉冲上升延时器TD_ON2，然后需要经过脉冲下降延时器TD_OFF3，脉冲下降延时器TD_OFF3的输出作为或门OR的输入，或门OR的输出同时作用到MASTATION的逻辑接口闭锁减LWI和闭锁增RAI。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过自动控制供浆料的方式，实时控制产生的烟气中二氧化硫的浓度，避免在现有的脱硫供浆流量的装置采用手动控制浆料，造成产生的烟气中二氧化硫的浓度不受控制，浪费资源的问题。

2、通过增加冲洗水电动门开时切手动逻辑，增加CEMS系统反吹扫时闭锁供浆调节阀输出控制指令逻辑，保证了脱硫供浆自动调节全过程连续稳定投入运行，减轻了运行人员劳动强度，提高了辅机自动化水平。

3、脱硫浆液pH值单回路PID调节器，机组负荷的变化率，脱硫出口SO2浓度及脱硫出口SO2浓度的变化率三个前馈。本发明通过多前馈作用，兼顾了pH值调节稳定的情况下，有效地解决了脱硫出口SO2浓度的波动问题。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型的装置系统图；

图2为脱硫供浆控制策略SAMA图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-脱硫塔，2-供浆泵，3-氧化风机，4-循环泵，5-除雾器，6-喷淋层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1所示，本实用新型为一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置，包括脱硫塔1、供浆泵2、氧化风机3、喷淋层6、除雾器5和循环泵4，脱硫塔1内自上而下依次设置有除雾器5和喷淋层6；脱硫塔1的上端一侧设置有冲洗水电动门，冲洗水电动门位于除雾器5的上方；脱硫塔1通过一循环泵4与喷淋层6连通；脱硫塔1一侧位于喷淋层6的下方设置有烟气入口；脱硫塔1顶部设置有烟气出口；供浆泵2与脱硫塔1之间并联有电动脱硫供浆调节泵和手动脱硫供浆调节泵；氧化风机3与脱硫塔1之间连接有一电磁流量阀，通过电磁流量阀控制氧化风机3的气流量。

其中，烟气入口和烟气出口均连接有一烟气浓度检测仪，一烟气浓度检测仪用于检测烟气入口时原烟气的浓度；一烟气浓度检测仪用于烟气出口时净烟气的浓度。

如图2所示，一种单回路PID加前馈通过调节脱硫供浆流量来控制脱硫出口SO₂方法，包括如下步骤：

步骤1、前馈信号的获取：所述前馈信号包括锅炉负荷的变化率、烟囱入口SO₂浓度的变化率及烟囱入口SO₂浓度的函数；

其中，获取锅炉负荷量传送至一阶惯性环节Leadlag2后，一路作用到加法器∑1，另一路作用到一阶惯性环节Leadlag3，Leadlag3的输出作用到加法器∑1上，并在加法器∑1上求取二者之间的偏差，所得偏差即为锅炉负荷的变化率；

其中，获取烟囱入口SO₂浓度传送一阶惯性环节Leadlag4后，一路作用到加法器∑2上，另一路作用到一阶惯性环节Leadlag5上，Leadlag5的输出作用到加法器∑2上，并在加法器∑2上求取二者之间的偏差，所得偏差即为烟囱入口SO₂浓度的变化率；同时的获取烟囱入口SO₂浓度传送一阶惯性环节Leadlag4后其中还有一路作用到函数f(x)，经过函数f(x)后换算为脱硫供浆调节阀开度大小，再经过限幅环节Lmt2即得烟囱入口SO₂浓度的函数；

步骤2、获取脱硫浆液pH测量值经过一阶惯性环节Leadlag1后作为PID回路的过程值，脱硫浆液pH设定值作为PID回路的设定值，PID回路采用比例积分运算；

步骤3、将获取的三个前馈信号以及PID调节运算的结果共同叠加作用到加法器∑3后，继续作用到限幅环节Lmt1，经过限幅环节Lmt1后再作用到手自动模拟量控制器TAI，手自动模拟量控制器TAI的输出作用到脱硫供浆调节阀。

其中，还包括将获取脱硫浆液pH测量值经过一阶惯性环节Leadlag1后作用到高/低信号监视器H/L，高/低信号监视器H/L的输出经过脉冲上升延时器TD_ON1后输入到与门AND1，与门AND1的输出作为MASTATION的逻辑接口切手动MRE的输入。

其中，还包括pH计冲洗水电动门已开反馈信号经脉冲下降延时器TD_OFF1的输出经过非门N1后输入到与门AND1；pH计冲洗水电动门已开信号经过脉冲下降延时器TD_OFF2后输入到与门AND2，供浆调节阀切手动信号经过非门N2后输入到与门AND2，与门AND2的输出作为或门OR的输入，或门OR的输出同时作用到MASTATION的逻辑接口闭锁减LWI和闭锁增RAI。

其中，还包括烟囱入口CEMS系统反吹扫信号可先经过脉冲上升延时器TD_ON2，然后需要经过脉冲下降延时器TD_OFF3，脉冲下降延时器TD_OFF3的输出作为或门OR的输入，或门OR的输出同时作用到MASTATION的逻辑接口闭锁减LWI和闭锁增RAI。

通过增加机组负荷的变化率、烟囱入口SO₂浓度的变化率以及烟囱入口SO₂浓度的函数，解决了仅依靠单pH值PID回路调节滞后性大的问题，保证了吸收塔浆液pH值在设定值上下小幅波动，烟囱入口SO₂浓度稳定地维持在25mg/m³(超低排放要求小于35mg/m3)以下，满足超低排放的要求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置，包括脱硫塔(1)、供浆泵(2)、氧化风机(3)、喷淋层(6)、除雾器(5)和循环泵(4)，其特征在于：

所述脱硫塔(1)内自上而下依次设置有除雾器(5)和喷淋层(6)；所述脱硫塔(1)的上端一侧设置有冲洗水电动门，所述冲洗水电动门位于除雾器(5)的上方；所述脱硫塔(1)通过一循环泵(4)与喷淋层(6)连通；

所述脱硫塔(1)一侧位于喷淋层(6)的下方设置有烟气入口；所述脱硫塔(1)顶部设置有烟气出口；

所述供浆泵(2)与脱硫塔(1)之间并联有电动脱硫供浆调节泵和手动脱硫供浆调节泵；

所述氧化风机(3)与脱硫塔(1)之间连接有一电磁流量阀。

2.根据权利要求1所述的一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置，其特征在于，所述烟气入口和烟气出口均连接有一烟气浓度检测仪。

3.根据权利要求1所述的一种单PID回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置，其特征在于，所述冲洗水电动门一侧配合有工艺冲洗水喷水装置。

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