[发明专利]基于脱硫系统入口二氧化硫含量的石灰石浆液量预估方法

说明书

本发明公开了一种基于脱硫系统入口SO₂含量的石灰石浆液量预估方法，包括如下步骤：1、记录关键参数历史数据；2、构建脱硫系统浆液量修正模型；3、确定脱硫系统浆液量修正模型关键参数；4、建立石灰石浆液量动态传递函数；5、参数辨识获得动态参数；6、预估脱硫系统所需石灰石浆液质量流量；本发明通过建立脱硫系统浆液量修正模型和动态传递函数的离散模型，实现浆液量的预估和浆液泵的精确前馈量，避免脱硫过程pH值表现出的非线性、时变、大迟延、大惯性，实现较精确的脱硫控制。

技术领域

本发明属于火力发电机组石灰石浆液量预估技术领域，涉及一种基于脱硫系统入口SO₂含量的石灰石浆液量预估方法。

背景技术

随着国家经济的高速发展，人们对电力的需求量不断增加，作为主要电力供应的燃煤发电机组也不断增加，与此同时，燃煤发电机组排放的污染物也相应增加。面对日益严峻的环保问题和国家对燃煤电厂污染物超低排放政策的实施，控制和减少燃煤电厂污染物排放已势在必行。SO2作为燃煤电厂排放的主要污染物之一，如何保证SO2超净排放使我们要研究的重点。目前电厂多采用湿法脱硫技术，吸收塔系统作为湿法脱硫工艺系统的核心，其主要调节任务即为保证塔内的石灰石浆液pH值在合理的范围内，较低的pH值不利于二氧化硫的吸收，同时较高的pH值吸收塔又降低了石灰石的溶解程度，造成脱硫效果变差。因此合理的石灰石浆液供给量对于烟气脱硫效率是十分重要的。

目前，常规的吸收塔浆液pH值控制方法是通过控制石灰石浆液的流量大小来进行调节的，多采用串级的控制思路，主控制器将pH 测量值与设定值偏差作为输入，输出信号作为石灰石浆液流量设定值送入副调节器。考虑到控制系统的调节速度与精度，串级系统经常根据机组需求将实际负荷信号或烟气二氧化硫浓度信号等变量作为前馈及时调整浆液调门开度，以期望获得更好的pH值控制效果。当遇到石灰石浆液流量突变或是浓度突变等内扰时，该串级控制系统能够有效的克服干扰来维持pH值的稳定；但相对于烟气量变化的速率，浆液pH值发生变化的速率要缓慢得多，即被控对象的延迟与惯性较大。脱硫过程是一个复杂的过程，其具有非线性、时变、大迟延、大惯性等特点，通过pH值的偏差反馈来调整浆液泵流量时会造成控制效果不好。另一方面，通过浆液量前馈输入，对于烟气流量突变或是烟气中二氧化硫浓度突变时，无法准确量化前馈系数，使得控制品质也很难满足工程要求。因此，在工况变化时给出较为准确的浆液量前馈是研究的难点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于脱硫系统入口SO₂含量的石灰石浆液量预估方法，通过建立脱硫系统浆液量修正模型和动态传递函数的离散模型，实现浆液量的预估和浆液泵的精确前馈量，避免脱硫过程pH值表现出的非线性、时变、大迟延、大惯性，实现较精确的脱硫控制。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于脱硫系统入口SO₂含量的石灰石浆液量预估方法，包括如下步骤：

步骤一：记录关键参数历史数据；

首先通过电厂安装的传感器进行测量并记录烟气体积流量 G、脱硫系统入口硫氧化物体积浓度测量石灰石浆液质量流量F_Ca、pH值控制偏差ΔpH历史数据；

步骤二：构建脱硫系统浆液量修正模型；

理论脱硫系统浆液量计算公式如下：

式中，F_Ca为石灰石浆液质量流量；为硫氧化物质量流量；为硫氧化物质量浓度；G为烟气体积流量；为脱硫效率； S_t为钙硫比；为CaCO₃的摩尔量；为SO₂的摩尔量；F_R为石灰石纯度；为石灰石浆液的含固量；