【摘要】：近年來,環(huán)境污染問題日益頻發(fā),作為典型的高耗能高污染生產(chǎn)企業(yè),火力發(fā)電廠燃煤排放大量二氧化硫等污染物質(zhì),對大氣環(huán)境和人類健康造成了嚴重危害。為解決我國日益增長的電力需求和生態(tài)環(huán)境保護之間發(fā)展不平衡的矛盾,2014年,我國正式出臺了火電廠大氣污染物排放新標準。各大發(fā)電集團積極響應國家政策,進行超凈排放技術(shù)改造。因此,如何使電廠脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟的運行已成為控制科學及能源環(huán)保領域的研究熱點。當前火力發(fā)電機組已逐步實現(xiàn)超凈排放,本文在深入分析超超臨界機組石灰石——石膏濕法脫硫技術(shù)(WFGD,Wet Flue Gas Desulfurization)主流工藝的基礎上,針對當前脫硫控制系統(tǒng)存在的問題,基于模糊控制、預測控制等算法開展了深入研究,主要包含以下四部分工作:1.調(diào)研分析燃煤電廠的脫硫運行工藝。包括整個工藝過程的系統(tǒng)配置,主要發(fā)生的化學反應,排放標準及副產(chǎn)品處理等做出了介紹與說明,為后續(xù)研究工作提供了理論基礎。2.以句容電廠1000MW超超臨界機組為研究對象,采集和處理脫硫運行歷史數(shù)據(jù),利用最小二乘法建立脫硫吸收塔數(shù)學模型。通過廠級監(jiān)控系統(tǒng)獲取,并利用科學方法對數(shù)據(jù)進行預處理,辨識為脫硫吸收塔的數(shù)學模型。選取運行過程中最為核心的6個參數(shù),組成3輸入3輸出的模型架構(gòu),并驗證模型的正確性,并為后續(xù)的實驗提供了研究基礎。3.通過對脫硫吸收塔控制系統(tǒng)難點和動靜態(tài)特性的分析,研究了模糊控制策略,將其引入傳統(tǒng)PID控制中,主回路通過模糊控制器對PID的三個控制參數(shù)進行實時在線調(diào)整,進行了實驗。結(jié)果表明,模糊PID控制使系統(tǒng)獲得較為良好的動、靜態(tài)特性。4.盡管引入改進的PID算法,但由于PID控制本身的局限性,自適應能力有限,引入模型預測控制中的動態(tài)矩陣控制算法。在搭建的平臺上加載吸收塔數(shù)學模型,通過實驗,調(diào)整動態(tài)矩陣控制的誤差權(quán)矩陣與控制權(quán)矩陣等參數(shù)的大小,使得系統(tǒng)達到全局最優(yōu)。結(jié)果表明,基于模型預測控制的脫硫控制系統(tǒng),對負荷變動的跟隨能力有明顯改善,重要運行參數(shù)曲線平緩,提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性;控制系統(tǒng)魯棒性大大提高,降低了設備啟停次數(shù),從而減少了脫硫?qū)I(yè)運行人員的工作量,提高了脫硫系統(tǒng)的自動化程度和運行效率。
【圖文】：

Ｇａｓ邋Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ，邋ＷＦＧＤ），其工藝設備精簡，脫硫效率高，適應于大容量超超逡逑臨界機組。但在某些工況下脫硫后煙氣溫度較低，，不利于煙氣在大氣中擴散，有逡逑時必須對脫硫后煙氣再次加熱。其流程簡圖如圖２－１所示。逡逑該工藝采用的液體吸收劑即石灰石或石灰。在石灰石漿液制備系統(tǒng)，將石灰逡逑破碎與工藝水混合，磨細成粉粒，石灰石粉細度要求是：９０％以上通過３２５目篩；逡逑純度要求是：含量５２％以上１４８］。細度合格的石灰石存于石灰石粉倉中，石逡逑灰石粉倉中石灰石粉與工藝水或濾液水混合后經(jīng)兩級脫水，制成濃度約為３０％逡逑的石灰石漿液，即吸收漿液（當采用石灰為吸收劑時，石灰粉經(jīng)消化處理后加水逡逑攪拌成吸收漿）。在吸收塔內(nèi)，煙氣中的與漿液中的及鼓入的氧化逡逑空氣進行化學反應生成二水石膏，＊ｓｏ２被脫除。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器去水，換逡逑熱器加熱升

進行脫硫的化學反應過程。脫硫后的凈煙氣經(jīng)噴淋系統(tǒng)上部的三級除霧器除逡逑去霧滴后排出吸收塔，進入ＧＧＨ，經(jīng)ＧＧＨ加熱后，通過煙囪排出煙氣流程逡逑圖如圖２－２所示。逡逑吸收后的漿液落入吸收塔底部反應槽中，并通過漿液循環(huán)泵和補充的石逡逑灰石漿液再次從吸收塔上的噴霧系統(tǒng)中噴出，以洗滌煙氣�；旌蠞{液在反應槽內(nèi)逡逑由外置的氧化風機供給空氣使亞硫酸根氧化成石膏。逡逑煙氣出ａ逡逑ｉ邋１煙？邐Ｓ式電除塵ｊ逡逑＾邐邐邋Ｊ邐除霧器沖洗邐逡逑■■逡逑Ｉ邐旁路漿液噴淋一逡逑Ｆ邋ｒ＞邐邐１邐煙＾ｉ逡逑』除塵器引風機邐邋ｔ逡逑、一鍋爐邐｜邐｜邐＇ｆＭ逡逑去真空皮帶脫水一〃邐：邐？逡逑吸收塔邋漿液罐工藝水箱逡逑石裔旋流器逡逑圖２－２脫硫系統(tǒng)主要流程逡逑２．１．２主要發(fā)生的化學反應逡逑脫硫過程的化學反應主要在脫硫吸收塔內(nèi)完成，主要分為三個階段：逡逑（１）吸收或溶解過程（吸收劑為石灰石）逡逑有易溶于水的性質(zhì)，溶于水后＊ｓｏ２與水反應生成亞硫酸，亞硫酸電離出逡逑的氫離子與亞硫酸根離子會分別與石灰石反應，由于石灰石難溶于水的性質(zhì)，所逡逑９逡
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X773

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本文編號：2628242