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专利名称 | 一种应用于脱硫系统pH值控制过程中的盲区检测装置 |
申请号 | CN201210269653.0 | 申请日期 | 2012-07-31 |
法律状态 | 授权 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2012-10-31 | 公开/公告号 | CN102759933A |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | G05D21/02 | IPC分类号 | G;0;5;D;2;1;/;0;2;;;B;0;1;D;5;3;/;8;0;;;B;0;1;D;5;3;/;5;0查看分类表>
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申请人 | 浙江省电力公司电力科学研究院;国家电网公司 | 申请人地址 | 浙江省杭州市朝晖八区华电弄1号
变更
专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 浙江省电力公司电力科学研究院,国家电网公司 | 当前权利人 | 浙江省电力公司电力科学研究院,国家电网公司 |
发明人 | 陈彪;金东春;钱洲亥;乐园园;曹志勇;李治国;王万林;崔亚斌;周晓云;毛文利;卢毓东 |
代理机构 | 北京集佳知识产权代理有限公司 | 代理人 | 王宝筠 |
摘要
本申请实施例公开了一种应用于脱硫系统pH值控制过程中的盲区检测装置。该装置包括:与第一存储器连接的第一测量仪、与第二存储器连接的第二测量仪和第一微处理器,第一测量仪用于测量第一时刻的第一pH值和第一供浆流量,并存储到第一存储器;第二测量仪用于测量第二时刻的第二pH值和第二供浆流量,并存储到第二存储器;第一微处理器用于将第一pH值和第一供浆量分别与第二pH值和第二供浆量进行求差运算,并将运算结果分别与第二阈值、第三阈值比较,如果第一pH值和第二pH值之差大于等于第二阈值且第一供浆量与第二供浆量之差小于等于第三阈值,则判定出现脱硫盲区。本申请实施例实现了脱硫盲区自动化识别。
1.一种应用于脱硫系统pH值控制过程中的盲区检测装置,其特征在于,所述装置包括:第一测量仪、第二测量仪、第一存储器、第二存储器和第一微处理器,其中:
所述第一测量仪与第一存储器连接,用于在脱硫系统pH值控制过程中测量第一时刻吸收塔内石灰石浆液的pH值和进入吸收塔的供浆流量,并将测量结果作为第一pH值和第一供浆流量存储到第一存储器;
所述第二测量仪与第二存储器连接,用于测量第二时刻吸收塔内石灰石浆液的pH值和进入吸收塔的供浆流量,并将测量结果作为第二pH值和第二供浆流量存储到第二存储器;所述第二时刻与第一时刻相差第一预设时间;
所述第一微处理器与第一存储器和第二存储器连接,用于将第一存储器存储的第一pH值和第一供浆量分别与第二存储器存储的第二pH值和第二供浆量进行求差运算;并将pH值和供浆量的运算结果分别与第二阈值、第三阈值进行比较,如果第一pH值和第二pH值之差大于等于第二阈值且第一供浆量与第二供浆量之差小于等于第三阈值,则判定出现脱硫盲区。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述脱硫系统pH值控制过程通过脱硫系统pH值控制器实现,所述控制器包括:第三测量仪、第四测量仪、第二微处理器、第三微处理器、第四微处理器和减法器,其中:
所述第三测量仪与第二微处理器、第三微处理器连接,用于测量进入吸收塔的SO2的质量流量;所述第四测量仪与减法器连接,用于测量吸收塔内石灰石浆液的pH值;
所述第二微处理器与第四微处理器连接,用于根据进入吸收塔的SO2的质量流量按照第一响应函数确定供浆流量理论值;所述第三微处理器与减法器连接,用于根据进入吸收塔的SO2的质量流量按照第二响应函数确定pH初值,所述第二响应函数是在满足预定脱硫效率条件下通过对进入吸收塔的SO2的质量流量与吸收塔内石灰石浆液的实际pH值间的映射数据事先拟合而成;所述减法器与第四微处理器连接,用于将所述pH初值与第四测量仪测量的石灰石浆液的pH值相减获得供浆流量修正值;
所述第四微处理器用于根据供浆流量修正值修正供浆流量理论值后的结果控制石灰石浆液的实际供浆量。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述装置还包括与第三微处理器连接的第五微处理器,用于在脱硫系统pH值控制过程中第一微处理器判定出现脱硫盲区时,对所述第二响应函数进行变换,则:所述第三微处理器根据第二响应函数确定pH初值具体为:
第三微处理器根据第五微处理器变换后的响应函数关系确定进入吸收塔的SO2的质量流量对应的pH初值,所述变换后的响应函数F2(X)与变换前的函数F1(X)之间的关系为:
F2(X)=F1(X)-第四阈值。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,该装置包括报警器,用于在判定出现脱硫盲区时发出报警。
一种应用于脱硫系统pH值控制过程中的盲区检测装置\n技术领域\n[0001] 本申请涉及脱硫烟气净化技术领域,特别涉及一种应用于脱硫系统石灰石浆液pH值控制过程中的盲区检测装置。\n背景技术\n[0002] SO2气体是一种污染物,为避免污染环境,对于可能排放包含SO2气体的工业过程(比如,燃煤火电厂的工业发电过程),通常需要进行脱硫操作。参见图1,该图示出了常见的石灰石-石膏湿脱硫法的吸收塔系统。基于该吸收塔系统的脱硫过程是:未经脱硫的烟气由吸收塔10下部的入风口11吸入,吸入的烟气与供给到吸收塔内的石灰石浆液15逆流接触,生成半水熟石膏(CaSO3·1/2H2O),熟石膏与吸入空气中的氧气发生化学反应,生成二水生石膏(CaSO4·2H2O),从而达到去除烟气中SO2的目的,经过净化后的已脱硫烟气通过吸收塔10上部的出风口12排除。在上述脱硫过程中,在保证经济效益的情况下,为确保达到预定的脱硫效率,需要将吸收塔内的石灰石浆液的pH值控制在一定的范围内,该过程通过分析处理pH值测量装置14测得的pH值和石灰石浆液调节装置13调节供浆流量实现。。\n[0003] 在上述脱硫系统中会产生氟化铝或亚硝酸盐,当氟化铝或亚硝酸盐的含量较高时,将使新加入的石灰石浆液失去反应活性,导致pH值持续下滑,此时脱硫效率随之降低、石膏品质变差。这种现象称为“脱硫盲区”。脱硫盲区必须及时发现,以便采取针对性的措施,比如减少石灰石浆液的供浆量,加大浆液置换等。但是,在现有技术中,除凭借人为经验判定外,还没有一种行之有效的自动化的检测脱硫系统出现脱硫盲区的装置。\n发明内容\n[0004] 有鉴于现有技术存在的问题,本申请实施例提供了一种应用于脱硫系统pH值控制过程中的盲区检测装置,以实现pH值控制过程中自动化盲区检测。\n[0005] 本申请实施例提供的脱硫系统pH值控制过程中的盲区检测装置包括:\n[0006] 第一测量仪、第二测量仪、第一存储器、第二存储器、第一微处理器和比较器,其中:\n[0007] 所述第一测量仪与第一存储器连接,用于在脱硫系统pH值控制过程中测量第一时刻吸收塔内石灰石浆液的pH值和进入吸收塔的供浆流量,并将测量结果作为第一pH值和第一供浆流量存储到第一存储器;\n[0008] 所述第二测量仪与第二存储器连接,用于测量第二时刻吸收塔内石灰石浆液的pH值和进入吸收塔的供浆流量,并将测量结果作为第二pH值和第二供浆流量存储到第二存储器;所述第二时刻与第一时刻相差第一预设时间;\n[0009] 所述第一微处理器与第一存储器和第二存储器连接,用于将第一存储器存储的第一pH值和第一供浆量分别与第二存储器存储的第二pH值和第二供浆量进行求差运算;并将pH值和供浆量的运算结果分别与第二阈值、第三阈值进行比较,如果第一pH值和第二pH值之差大于等于第二阈值,且第一供浆量与第二供浆量之差小于等于第三阈值,则判定出现脱硫盲区。\n[0010] 优选地,所述脱硫系统pH值控制过程通过脱硫系统pH值控制器实现,所述控制器器包括:第三测量仪、第四测量仪、第二微处理器、第三微处理器、第四微处理器和减法器,其中:\n[0011] 所述第三测量仪与第二微处理器、第三微处理器连接,用于测量进入吸收塔的SO2的质量流量;所述第四测量仪与减法器连接,用于测量吸收塔内石灰石浆液的pH值;\n[0012] 所述第二微处理器与第四微处理器连接,用于根据进入吸收塔的SO2的质量流量按照第一响应函数确定供浆流量理论值;所述第三微处理器与减法器连接,用于根据进入吸收塔的SO2的质量流量按照第二响应函数确定pH初值,所述第二响应函数是在满足预定脱硫效率条件下通过对进入吸收塔的SO2的质量流量与吸收塔内石灰石浆液的实际pH值间的映射数据事先拟合而成;所述减法器与第四微处理器连接,用于将所述pH初值与第四测量仪测量的石灰石浆液的pH值相减获得供浆流量修正值;\n[0013] 所述第四微处理器用于根据供浆流量修正值修正供浆流量理论值后的结果控制石灰石浆液的实际供浆量。\n[0014] 优选地,所述装置还包括与第三微处理器连接的第五微处理器,用于在脱硫系统pH值控制过程中第一微处理器判定出现脱硫盲区时,对所述第二响应函数进行变换,则:\n所述第三微处理器根据第二响应函数确定pH初值具体为:\n[0015] 第三微处理器根据第五微处理器变换后的响应函数关系确定进入吸收塔的SO2的质量流量对应的pH初值,所述变换后的响应函数F2(X)与变换前的函数F1(X)之间的关系为:\n[0016] F2(X)=F1(X)-第四阈值\n[0017] 优选地,所述装置包括报警器,用于在判定出现脱硫盲区时发出报警。\n[0018] 本申请实施例提供的装置在脱硫系统pH值控制过程中的两个时刻分别记录向吸收塔提供石灰石浆液的供浆流量和吸收塔内石灰石浆液的pH值,形成两组数据,然后对记录的两组数据分别进行求差运算,将运算结果分别与预设的第二阈值和第三阈值进行比较,如果达到所述阈值,则判定已经出现脱硫盲区。与现有的人工经验判定方法相比,本申请实施例提供的装置通过获取两个时刻的两组数据可自动进行脱硫盲区的检测,提高了脱硫盲区的检测效率。此外,由于本申请实施例是自动进行盲区检测,避免了人为主观因素的影响,从而提高了盲区检测的准确性。\n附图说明\n[0019] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中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申请中记载的一些实施例,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。\n[0020] 图1为石灰石-石膏湿法脱硫系统示意图;\n[0021] 图2为脱硫系统PH值控制过程的SAMA图;\n[0022] 图3(a)为本申请第一实施例的盲区检测装置组成框图;\n[0023] 图3(b)为本申请第一实施例的盲区检测装置的工作流程图;\n[0024] 图4(a)为本申请第二实施例的盲区检测装置组成框图;\n[0025] 图4(b)为本申请第二实施例的盲区检测装置的工作流程图;\n[0026] 图5为图4所述实施例的SAMA图;\n[0027] 图6为图4所述实施例确定SO2质量流量与pH初值间函数关系的流程图;\n[0028] 图7为一种加法器电路示意图。\n具体实施方式\n[0029] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。\n[0030] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面先对石灰石-石膏湿法脱硫系统的原理和脱硫系统pH值控制过程的作简要介绍,再结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。\n[0031] 石灰石-石膏湿脱硫法是利用石灰石浆液对SO2气体进行硫化吸收,其化学反应的核心设备是吸收塔(参见图1所示),在该吸收塔内发生的主要化学反应(电离反应)是:\n[0032] \n[0033] \n[0034] 由上式可知,吸收塔内石灰石浆液的pH值取决于进入吸收塔的烟气的总风量(该总风量由工业机组的负荷决定)、烟气的SO2浓度(该浓度由工业机组燃料含硫量决定)以及石灰石浆液的浓度等因素。通常情况下,进入吸收塔的烟气的总风量和烟气的SO2浓度不断变化,吸收塔内石灰石浆液的浓度保持不变。因此,如果吸收塔的烟气的总风量或烟气的SO2浓度增加,石灰石浆液的pH值将增加,脱硫效率将随之提高,反之亦然。但是,考虑到经济效益问题,脱硫效率也不能过大,需要将石灰石浆液的pH值控制在一定范围内。由上式还可知,在满足预定脱硫效率的情况下,如果需要增加石灰石浆液的pH值的浓度,则应当将第二式的可逆反应逆向进行或不进行,即减少向吸收塔内提供石灰石浆液;如果需要减少石灰石浆液的pH值的浓度,则应当将第二式的可逆反应正向进行,即增加向吸收塔内补+\n充石灰石浆液,以消耗吸收塔内石灰石浆液中的H。\n[0035] 参见图2,该图示出了基于上述原理的一种在脱硫过程中进行pH值控制的SAMA图。SAMA图是美国科学仪器制造协会(Scientific Apparatus Maker’s Association)所采用的绘图图例,它易于理解,能清楚第表示系统功能,广为自动控制系统所采用。从图2可知,pH值控制过程包括:\n[0036] 第一步:根据进入吸收塔的SO2的质量流量获取供浆流量理论值;\n[0037] 这里的SO2的质量流量为进入吸收塔的烟气总风量(Nm3/h)与该烟气中SO2浓度\n3\n(mg/Nm)的乘积。在测定得到烟气总风量和SO2浓度后即可获得SO2的质量流量。由前述化学反应式可知,向吸收塔提供的石灰石浆液流量与SO2的质量流量具有同比例关系,因此,在确定SO2的质量流量后,即可方便得获得供浆流量理论值。当然,在某些情况下,根据实际需要,吸收塔提供的石灰石浆液流量与SO2的质量流量可以不具有同比例关系,这时供浆流量理论值按照SO2的质量流量与供浆流量理论值之间的预设规则确定。\n[0038] 第二步:确定pH初值,将该pH初值和当前测定的石灰石浆液pH值进行比较得到供浆流量修正值;\n[0039] pH初值的确定具有多种方法,比如可直接采用人工输入的方式,也可事先确定SO2的质量流量与pH初值之间的函数关系,根据该函数关系确定进入吸收塔的SO2的质量流量对应的pH初值。确定pH初值后,可将当前实际测定的石灰石浆液pH值进行比较以确定供浆流量修正值,比较过程存在多种具体的实现方式,比如:可以是直接两个数据进行加减,将运算后结果作为修正值,该修正值可负可正,也可以是按照预设加权规则将两个数据加权后进行运算,还可以是根据实际需要乘以一定的系数因子后进行运算。在实际工业应用过程中,为了更为准确地获得吸收塔内石灰石浆液pH值,可以对石灰石浆液进行多次测定,将多个测定数据进行平均获得平均值或比较后选择一个作为最终的测定值,这里的多次测定可以是同一时刻对吸收塔石灰石浆液不同位置(比如,石灰石浆液表层和底部)的多次测定,也可以是同一位置在不同时刻(比如,相邻数秒)的多次测定。\n[0040] 第三步:根据所述供浆流量修正值对供浆流量理论值进行修正;\n[0041] 按照前述步骤获得供浆流量修正值和理论值后,可用修正值对理论值进行修正,将修正后的值作为最终值。这里的修正规则可根据实际情况选择,比如,一种较为简单的方式是直接将修正值与理论值进行加减运算,还可以是将修正值作为修正系数对理论值进行修正等。\n[0042] 第四步:根据修正后的供浆流量值控制石灰石浆液的实际供浆流量;\n[0043] 获得供浆流量值后即可根据该供浆流量值控制石灰石浆液的实际供浆量,在具体实现该过程中时,可以直接根据该供浆流量值进行石灰石浆液的供给,该方式通常适用于初次进行供浆量调节或者间断性进行供浆量调节的情形;也可以先测定现有的供浆流量,通过将测定的实际供浆流量与修正后的供浆流量值进行比较后仅调节增加或减少部分的流量,该方式通常适用于连续进行供浆量调节的情形。在图2所示的SAMA图中是通过PID控制器进行的供浆流量的调节控制。\n[0044] 如前所述,在上述的脱硫系统的pH值控制过程中可能出现脱硫盲区,以致引起一系列的不良效果。为了避免避免脱硫盲区出现后引起不良后果,本申请实施例提供了一种应用于脱硫系统pH值控制过程中的盲区检测装置。参见图3(a)示出了本申请第一实施例的盲区检测装置组成框图。该第一实施例包括:\n[0045] 第一测量仪301、第二测量仪302、第一存储器303、第二存储器304和第一微处理器305,其中:\n[0046] 第一测量仪301与第一存储器303连接,用于在脱硫系统pH值控制过程中测量第一时刻吸收塔内石灰石浆液的pH值和进入吸收塔的供浆流量,并将测量结果作为第一pH值和第一供浆流量存储到第一存储器303;\n[0047] 第二测量仪302与第二存储器304连接,用于测量第二时刻吸收塔内石灰石浆液的pH值和进入吸收塔的供浆流量,并将测量结果作为第二pH值和第二供浆流量存储到第二存储器304;所述第二时刻与第一时刻相差第一预设时间;\n[0048] 第一微处理器305与第一存储器303和第二存储器304连接,用于将第一存储器存储303的第一pH值和第一供浆量分别与第二存储器存储304的第二pH值和第二供浆量进行求差运算,并将pH值和供浆量的运算结果分别与第二阈值、第三阈值进行比较,如果第一pH值和第二pH值之差大于等于第二阈值且第一供浆量与第二供浆量之差小于等于第三阈值,则判定出现脱硫盲区。\n[0049] 图3(b)示出了本申请第一实施例的盲区检测装置的流程。该流程包括:\n[0050] 步骤S301:第一测量仪测量第一时刻吸收塔内石灰石浆液的pH值和进入吸收塔的供浆流量,并将测量结果作为第一pH值和第一供浆流量存储到第一存储器;\n[0051] 脱硫盲区检测可以在上述脱硫系统pH值控制过程中刚开始时即启动,也可在脱硫系统进行一段时间后进行,具体启动时间可根据实际情况进行选取,通常情况,优选在进行一段时间的pH值控制后启动盲区检测。盲区检测启动后可以选择一个时刻作为第一时刻,在该时刻对吸收塔内石灰石浆液的pH值进行测定,同时对该时刻向吸收塔提供石灰石浆液的供浆流量进行测定,并记录下测定的pH值和供浆流量,分别作为第一pH值和第一供浆流量,将其存储到第一存储器。\n[0052] 步骤S302:第二测量仪测量第二时刻吸收塔内石灰石浆液在的pH值和进入吸收塔的供浆流量,并将测量结果作为第二pH值和第二供浆流量存储到第二存储器;所述第二时刻与第一时刻相差第一预设时间;\n[0053] 在第一时刻的测定工作完成并经过一段时间后,选择一个时刻作为第二时刻,在该时刻对吸收塔内石灰石浆液的pH值进行二次测定,同时对该时刻向吸收塔提供石灰石浆液的供浆流量进行测定,并记录下测定的pH值和供浆流量,分别作为第二pH值和第二供浆流量,将其存储到第二存储器。这里的第二时刻可根据实际情况进行选取,在脱硫效率较高的情况下,可以将第二时刻与第一时刻之间的时间间隔(即第一预设时间)设置得短一些,反之,则可以设置得长一些。但通常情况下,本实施例优选第一预设时间至少为0.5小时,这样一方面可减少对pH值和供浆流量的测定次数,从而节约相关的资源,另一方面,经过足够长的时间脱硫系统石灰石浆液性能较为稳定,从而使测得的pH值和供浆流量较为准确,避免盲区误检。\n[0054] 步骤S303:第一微处理器判断所述第一pH值与第二pH值之差以及第一供浆量与第二供浆量之差是否分别满足第二阈值和第三阈值,如果是,则判定出现脱硫盲区;\n[0055] 通过前述步骤获得两组数据后,即可对这两组数据进行运算处理,判定它们的运算结果是否满足第二阈值和第三阈值,所谓满足第二阈值指两个时刻的pH值差大于等于第二阈值,满足第三阈值指两个时刻的供浆流量差小于等于第三阈值,这里的第二阈值和第三阈值可根据实际情况选取,本实施例优选第二阈值为0.3个单位,第三阈值为2吨每小时。如果前述两个判断同时达到满足条件,即可判定当前吸收塔内的石灰石浆液已经出现脱硫盲区。\n[0056] 本实施例在脱硫系统pH值控制过程中的两个时刻分别记录向吸收塔提供石灰石浆液的供浆流量和吸收塔内石灰石浆液的pH值,形成两组数据,然后对记录的两组数据分别进行求差运算,将运算结果分别与预设的第二阈值和第三阈值进行比较,如果达到所述阈值,则判定已经出现脱硫盲区。与现有的人工经验判定方法相比,本实施例通过获取两个时刻的两组数据可自动进行脱硫盲区的检测,提高了脱硫盲区的检测效率。此外,由于本实施例是自动进行盲区检测,避免了人为主观因素的影响,从而提高了盲区检测的准确性。\n[0057] 通过上述实施例检测出脱硫盲区后,即可根据实际情况采取有针对性的措施,比如若脱硫盲区不是很严重,可减少石灰石浆液的供给,降低脱硫系统运行效率,在脱硫盲区较为严重时,则可直接对吸收塔内的石灰石浆液进行全部置换。还比如,在本系统内可设定一个报警器,当检测出脱硫盲区时,触发报警器发出报警,这样有利于提醒工作人员及时对脱硫盲区现象进行处置,使整个脱硫过程在人为“可控、可调”的安全范围内。\n[0058] 前述内容详细说明了基于石灰石-石膏湿脱硫法的脱硫系统pH值控制过程和脱硫系统过程中的盲区检测过程中使用的装置,在实际应用过程中,通常将这两者结合起来,即用盲区检测的结果影响或调节脱硫系统pH值的控制过程。这两者的结合构成本申请的第二实施例。参见图4和图5,其中:图4(a)示出了本申请第二实施例的盲区检测装置的组成框图;图5示出了本申请第二实施例的SAMA图。该实施例包括:\n[0059] 第三测量仪306、第四测量仪308、第二微处理器307、第三微处理器311、第四微处理器312和减法器309,以及第五处理器310,其中:\n[0060] 第三测量仪306与第二微处理器307、第三微处理器311连接,用于测量进入吸收塔的SO2的质量流量;第四测量仪308与减法器309连接,用于测量吸收塔内石灰石浆液的pH值;\n[0061] 第二微处理器307与第四微处理器312连接,用于根据进入吸收塔的SO2的质量流量按照第一响应函数确定供浆流量理论值;第三微处理器311与减法器309连接,用于根据进入吸收塔的SO2的质量流量按照第五微处理器变换后的响应函数确定pH初值,第五微处理器310,用于在脱硫系统pH值控制过程中第一微处理器305判定出现脱硫盲区时,对第二响应函数进行变换,所述第二响应函数是在满足预定脱硫效率条件下通过对进入吸收塔的SO2的质量流量与吸收塔内石灰石浆液的实际pH值间的映射数据事先拟合而成;所述变换后的响应函数F2(X)与变换前的函数F1(X)之间的关系为:\n[0062] F2(X)=F1(X)-第四阈值\n[0063] 减法器309与第四微处理器312连接,用于将所述pH初值与第四测量仪测量的石灰石浆液的pH值相减获得供浆流量修正值;\n[0064] 第四微处理器312用于根据供浆流量修正值修正供浆流量理论值后的结果控制石灰石浆液的实际供浆量。\n[0065] 参见图4(b),该图示出了本申请第二实施例的盲区检测装置的工作流程,该流程包括:\n[0066] 步骤S401:第一测量仪测量第一时刻吸收塔内石灰石浆液的pH值和进入吸收塔的供浆流量,并将测量结果作为第一pH值和第一供浆流量存储到第一存储器;\n[0067] 步骤S402:第二测量仪测量第二时刻吸收塔内石灰石浆液在的pH值和进入吸收塔的供浆流量,并将测量结果作为第二pH值和第二供浆流量存储到第二存储器;所述第二时刻与第一时刻相差第一预设时间;\n[0068] 步骤S403:第一微处理器判断所述第一pH值与第二pH值之差以及第一供浆量与第二供浆量之差是否分别满足第二阈值和第三阈值,如果是,则判定出现脱硫盲区;\n[0069] 步骤S404:第五微处理器对SO2的质量流量与pH初值之间的函数关系F(1 X)进行变换,所述函数关系F1(X)是在满足预定脱硫效率条件下通过对进入吸收塔的SO2的质量流量与吸收塔内石灰石浆液的实际pH值间的映射数据事先拟合而成,变换后的响应函数F2(X)与变换前的响应函数F1(X)之间的关系为:\n[0070] F2(X)=F1(X)-第四阈值\n[0071] 这里的第四阈值可根据实际情况进行选取,可实施例优选第四阈值和第二阈值相同。\n[0072] 步骤S405:第三微处理器根据变换后的响应函数F2(X)确定进入吸收塔的SO2的质量流量对应的pH初值;\n[0073] 参见图5所示,本实施例在检测脱硫盲区时,通过反馈信号(图中的虚线)将检测结果反馈到确定pH初值的过程之中,当盲区条件成立时,将开关T1设置为ON状态,此时信号流向为a至c,即根据对原有函数关系变换后的函数关系确定pH初值;当盲区条件不成立时,将开关T1设置为OFF状态,此时信号流向为a至b,即根据原函数关系确定pH初值。\n[0074] 步骤S406:减法器将获取的pH初值和当前测定的石灰石浆液pH值进行比较得到供浆流量修正值;\n[0075] 步骤S407:第四微处理器根据所述供浆流量修正值对供浆流量理论值进行修正,所述供浆流量理论值为第二微处理器根据进入吸收塔的SO2的质量流量获取;并根据修正后的供浆流量值控制石灰石浆液的实际供浆流量。\n[0076] 本实施例将盲区判断过程与脱硫系统的pH值控制过程进行结合,一方面,通过将盲区检测结果进行反馈控制pH初值的设定,从而使得脱硫系统pH值控制在出现盲区时可自动进行调节,提高了自动化率;另一方面,pH初值的设定在脱硫过程中又影响到吸收塔内石灰石浆液的pH值和向吸收塔提供石灰石浆液的供浆流量,进而对脱硫盲区的判断发挥作用。\n[0077] 上述实施例在实际工业应用过程中,可结合应用条件进行进一步的优化。比如,参见图5所示,一种优化方式是在满足某种条件下通过一个开关决定是采取手动控制石灰石浆液供浆流量还是仍然按照上述流程步骤进行自动浆液流量控制:当在检测出现脱硫盲区(盲区条件成立)且当前石灰石浆液的pH值小于4.9(实际工业过程中pH值低于该值通常被认为可能出现严重事故风险)时,自动手动开关处于ON状态,此时信号流向为f至e,即由人工手动调节向吸收塔提供石灰石浆液供浆流量,比如对吸收塔内的石灰石浆液进行置换等;当未出现脱硫盲区或当前石灰石浆液的pH值大于等于4.9时,自动手动开关处于OFF状态,此时信号流向为d至e,即通过前述实施例的流程步骤自动调节向吸收塔提供的石灰石供浆流量。\n[0078] 上述实施例中提及SO2质量流量与pH初值之间的函数关系的确定,在工业应用过程存在多种具体的确定方式。本申请优选如下方式(参见图6,该图示出了一种确定SO2质量流量与pH初值之间的函数关系方法的流程):\n[0079] 步骤S601:记录多组进入吸收塔的SO2的质量流量数据;\n[0080] 如前所述,在固定工业机组的锅炉入炉煤含量不变或固定制硫锅炉负荷不变的情况下,SO2的质量流量数据由进入吸收塔的烟气的总风量和烟气中SO2的浓度乘积决定,因此,在记录多组SO2的质量流量数据时可获取该两个数据,通过计算得到。在工业应用过程中,为简化计算和操作,通常将上述两个因素中的一个固定,调节另外一个因素,从而获得SO2的质量流量数据。由于进入吸收塔的烟气的总风量由工业机组的负荷决定,因此可固定工业机组的负荷,改变工业机组燃料含硫量,达到改变烟气中SO2浓度的目的;由于进入吸收塔的烟气中SO2的浓度由工业机组燃料含硫量决定,因此可固定工业机组燃料含硫量,调节工业机组的负荷,达到改变进入吸收塔烟气的总风量。无论采取上述哪种方法,均能实现本发明的发明目的。\n[0081] 步骤S602:调节每组数据下吸收塔内石灰石浆液的pH值,使每组数据下脱硫系统的脱硫效率均达到预定效率;\n[0082] 假设在某一工况i(1≤i≤n)下,进入吸收塔的烟气中SO2浓度为ci,烟气总风量为Qi,在xi=Qi×ci时,调节吸收塔内石灰石浆液的pH值,使脱硫系统达到所要求的脱硫效率η。这里调节pH值的具体方式可以采用向吸收塔内添加石灰石浆液,也可以直接添+ -\n加包含H 或OH 的溶液。\n[0083] 步骤S603:记录每组数据下达到预定脱硫效率后石灰石浆液的pH值;\n[0084] 当设定的工况下,通过调节吸收塔内石灰石浆液的pH值使脱硫系统达到所要求的脱硫效率η时,记录每组数据对应下吸收塔内石灰石浆液的pH值。在实际工业应用中,脱硫效率由于各种因素的影响可能发生波动,因此,为了保证记录数据的准确性,可在吸收塔内的石灰石浆液的pH值使脱硫效率初次达到预定要求后,继续保持系统稳定运行一定的预设时间,比如半小时以上,然后再记录下每组SO2的质量流量数据对应的石灰石浆液的实际pH值。在每种工况下记录下多组数据后,形成如下的表格:\n[0085] SO2质量流量与吸收塔内石灰石浆液的pH关系数据表\n[0086] \n[0087] 步骤S604:根据记录的多组SO2质量流量数据和各组数据对应的石灰石浆液的pH值拟合SO2质量流量与pH初值之间的函数关系;\n[0088] 通过前述步骤得到如上表的多组数据后,可采用数据拟合方法拟合出SO2质量流量与pH初值之间的函数关系。在进行数据拟合时,可根据要求准确度不同,选取拟合的关系式,比如采用一次函数、二项式或高阶多项式等。通常情况下,可选择二项式进行拟合,如下所示:\n[0089] y=f(x)=Ax2+Bx+C\n[0090] 式中:x表示SO2质量流量数据,y表示pH初值,A、B、C为数据拟合数据。\n[0091] 上述确定SO2质量流量与pH初值之间的函数关系过程中,为了使拟合的数据更佳准确,可预先限定SO2质量流量的范围,然后在该范围内选择记录的数据。一种确定该区间的方法是查出系统的设计硫分条件下进入脱硫系统的吸收塔的烟气中SO2浓度的设计值C0(mg/Nm3),以及工业机组在最高负荷时的烟气总风量Qh(Nm3/h);SO2的最低浓度值直接取《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)中现有工业锅炉的最高允许排放浓度限值400mg/Nm3,取工业机组在50%负荷下的烟气总风量作为区间下限计算量。由此得到预设下限阀值b与上限阀值a分别为:\n3\n[0092] (kg/Nm)\n[0093] b=C0×Qh×10-6 (kg/Nm3)\n[0094] 此外,为了使得数据拟合的函数更为准确地反映SO2质量流量与pH初值之间的真实关系,可扩大数据的样本空间,即记录的SO2质量流量数据尽可能多,通常情况下,该数据的组数应当大于等于5组。\n[0095] 值得注意的是:前述实施例中的第四微处理器可以包括PID控制模块。PID控制模块是PID控制器是按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的控制器(亦称PID调节器);前述实施例还可以包括选择器,用于在第四测量仪测量的吸收塔内石灰石浆液的pH值有多个时从中选择一个pH值输出给所述减法器。参见图7,该图示例性给出了一种加法器电路,该电路能够实现对输入e1、e2的运算处理,得到输出结果e0。当需要获得减法器时仅需要对上述电路进行简单处理即可,比如对其中一个输入进行反相输入等。\n[0096] 以上所述仅是本申请的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
法律信息
- 2014-06-25
- 2012-12-26
实质审查的生效
IPC(主分类): G05D 21/02
专利申请号: 201210269653.0
申请日: 2012.07.31
- 2012-10-31
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
| | 暂无 |
2012-07-31
| | |
2
| |
2005-03-16
|
2004-06-21
| | |
3
| | 暂无 |
1996-09-19
| | |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |