一種循環(huán)流化床的爐內(nèi)脫硫優(yōu)化控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種循環(huán)流化床的爐內(nèi)脫硫優(yōu) 化控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是潔凈煤燃燒技術(shù)之一，該技術(shù)把煤和脫硫劑加入燃燒室的 床層中，從爐底鼓風(fēng)使床層懸浮進(jìn)行流化燃燒。在環(huán)保備受矚目的今天，流化床燃燒由于具 有爐內(nèi)廉價(jià)脫硫技術(shù)和低溫燃燒形成低放的固有特點(diǎn)，使得循環(huán)流化床鍋爐在高硫 煤地區(qū)成為首選的熱力設(shè)備。我國作為世界上最大的發(fā)展中國家，目前的能源生產(chǎn)量居世 界第3位，基本能源消費(fèi)居第2位。但由于我國富煤缺油少氣，形成了以煤為主導(dǎo)的結(jié)構(gòu)， 其中50%?60%的煤用來發(fā)電，因而也成為燃煤污染物的主要來源。因此，發(fā)展?jié)崈裘喊l(fā) 電技術(shù)，提高發(fā)電效率，降低污染排放，成為我國能源戰(zhàn)略的重要方面。
[0003] 目前，雖然循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)大量投入商業(yè)化運(yùn)營，且容量不斷增大，但循環(huán)流 化床鍋爐實(shí)際運(yùn)行和操作過程中卻存在許多問題，其中在脫硫燃燒控制方面的突出問題主 要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，當(dāng)前對(duì)排放的二氧化硫濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)的具體方法為測量煙 氣出口的so2濃度，若超過排放濃度標(biāo)準(zhǔn)，則調(diào)節(jié)石灰石的給料量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此類推，再進(jìn) 行測量、調(diào)節(jié)、測量，直到二氧化硫的排放濃度符合排放標(biāo)準(zhǔn)為止。顯然，該濃度調(diào)節(jié)方法 具有嚴(yán)重的滯后性，不能從根本上起到調(diào)節(jié)控制的作用；其次，由于國家對(duì)煙氣排放指標(biāo)的 要求越來越嚴(yán)格，而國內(nèi)大多的CFB鍋爐脫硫效率還僅停留在80%左右，如果要達(dá)到較高 的脫硫效率，就需要加入大量的脫硫劑，大量的石灰石會(huì)在料層中分解，造成床溫下降，影 響鍋爐負(fù)荷，并且石灰石耗量大，會(huì)使Ca/S摩爾比增大，運(yùn)行成本增加。并且過量的脫硫 劑又會(huì)帶來很大的附加灰渣量和物理熱損失，同時(shí)增加爐膛磨損，影響燃燒工況和鍋爐的 效率，進(jìn)而增加成本，影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性；再次，對(duì)煤質(zhì)變化的適應(yīng)性差，導(dǎo)致石灰石消耗量 大，運(yùn)行成本高。在煤質(zhì)變化后，仍然利用固定的Ca/S比值來調(diào)節(jié)石灰石的給料量，導(dǎo)致石 灰石原料的嚴(yán)重浪費(fèi)和成本的大幅度增加。
[0004] 本發(fā)明提出了一種循環(huán)流化床的爐內(nèi)脫硫優(yōu)化控制方法，建立了S02排放濃度的 軟測量預(yù)測模型，克服了石灰石控制系統(tǒng)的滯后性，解決了升降負(fù)荷時(shí)因石灰石控制系統(tǒng) 延遲所帶來的S02排放超標(biāo)的問題；同時(shí)，本發(fā)明提出的煤質(zhì)硫份校正系數(shù)使得煤質(zhì)在發(fā)生 變化時(shí)，石灰石控制系統(tǒng)能夠及時(shí)改變控制策略，保證脫硫效率的同時(shí)也避免石灰石投入 量過多所引起的熱損失增加、成本增大等問題；本發(fā)明提出的軟測量預(yù)測模型具有較高的 準(zhǔn)確度，能夠?qū)κ沂┙o量實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的控制，在工程上具有較高的實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提出一種循環(huán)流化床的爐內(nèi)脫硫優(yōu)化控制方法，其優(yōu)化控制系 統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)、硫份在線校正子系統(tǒng)、二氧化硫預(yù)測子系統(tǒng)、石灰石控制子系統(tǒng)； 其中，數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的OPC服務(wù)器通訊軟件交互數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，硫份在線校正子系 統(tǒng)連接數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)，二氧化硫預(yù)測子系統(tǒng)分別連接硫份在線校正子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通訊子 系統(tǒng)，石灰石控制子系統(tǒng)分別連接二氧化硫預(yù)測子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)；其特征在于，包 括如下步驟：
[0006] 1)數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)以O(shè)PC客戶端通訊軟件通過RS485通訊協(xié)議與DCS系統(tǒng)的OPC 服務(wù)器通訊軟件交互數(shù)據(jù)；
[0007] 2)硫份在線校正子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)從DCS系統(tǒng)的OPC服務(wù)器通訊軟件讀 取實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)：煙道實(shí)際二氧化硫濃度和實(shí)際給煤量，計(jì)算求得煤質(zhì)硫份校正系數(shù)；
[0008] 3)二氧化硫預(yù)測子系統(tǒng)根據(jù)來自硫份在線校正子系統(tǒng)的煤質(zhì)硫份校正系數(shù)和來 自O(shè)PC服務(wù)器通訊軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，使用石灰石脫硫機(jī)理模型預(yù)測爐膛內(nèi)二氧化硫濃 度；
[0009] 4)石灰石控制子系統(tǒng)結(jié)合二氧化硫濃度預(yù)測數(shù)據(jù)和通過數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)讀取的 石灰石給料量實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)過PID調(diào)節(jié)器計(jì)算，將石灰石給料量指令通過數(shù)據(jù)通訊子 系統(tǒng)發(fā)送到OPC服務(wù)器通訊軟件，從而DCS系統(tǒng)將指令發(fā)給現(xiàn)場設(shè)備。
[0010] 所述數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)包括給煤量Bfoal，kg/s;石灰石給料量Bea，kg/s;煙 氣尾部S02濃度p(SO2)，mg/m3,輸出數(shù)據(jù)包括石灰石給料量指令y(k)，kg/s;數(shù)據(jù)通訊子 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集過程中，對(duì)采集到的異常數(shù)據(jù)，采用羅曼諾夫斯基準(zhǔn)則進(jìn)行剔除，具體步驟如 下：
[0011] 步驟1 :依次確定可疑數(shù)據(jù)je[1，n]，n為所采集的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)；
[0012] 步驟2 :然后計(jì)算刪除可疑數(shù)值之后的數(shù)列平均值
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種循環(huán)流化床的爐內(nèi)脫硫優(yōu)化控制方法，其優(yōu)化控制系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)通訊子系 統(tǒng)、硫份在線校正子系統(tǒng)、二氧化硫預(yù)測子系統(tǒng)、石灰石控制子系統(tǒng)；其中，數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng) 與DCS系統(tǒng)的OPC服務(wù)器通訊軟件交互數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，硫份在線校正子系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)通訊子系 統(tǒng)，二氧化硫預(yù)測子系統(tǒng)分別連接硫份在線校正子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)，石灰石控制子 系統(tǒng)分別連接二氧化硫預(yù)測子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)；其特征在于，包括如下步驟： 1) 數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)以O(shè)PC客戶端通訊軟件通過RS485通訊協(xié)議與DCS系統(tǒng)的OPC服務(wù) 器通訊軟件交互數(shù)據(jù)； 2) 硫份在線校正子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)從DCS系統(tǒng)的OPC服務(wù)器通訊軟件讀取實(shí) 時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)：煙道實(shí)際二氧化硫濃度和實(shí)際給煤量，計(jì)算求得煤質(zhì)硫份校正系數(shù)； 3) 二氧化硫預(yù)測子系統(tǒng)根據(jù)來自硫份在線校正子系統(tǒng)的煤質(zhì)硫份校正系數(shù)和來自 OPC服務(wù)器通訊軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，使用石灰石脫硫機(jī)理模型預(yù)測爐膛內(nèi)二氧化硫濃 度； 4) 石灰石控制子系統(tǒng)結(jié)合二氧化硫濃度預(yù)測數(shù)據(jù)和通過數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)讀取的石灰 石給料量實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)過PID調(diào)節(jié)器計(jì)算，將石灰石給料量指令通過數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng) 發(fā)送到OPC服務(wù)器通訊軟件，從而DCS系統(tǒng)將指令發(fā)給現(xiàn)場設(shè)備。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)通訊子系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)包括給煤 量BCm1，kg/s;石灰石給料量BCa，kg/s;煙氣尾部S02濃度P(S02)，mg/m3,輸出數(shù)據(jù)包括石 灰石給料量指令U(k)，kg/s