【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(yán)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(hù)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(biāo)準(zhǔn)。各大發(fā)電集團(tuán)積極響應(yīng)國家政策,進(jìn)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(jì)的運(yùn)行已成為控制科學(xué)及能源環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。當(dāng)前火力發(fā)電機(jī)組已逐步實(shí)現(xiàn)超凈排放,本文在深入分析超超臨界機(jī)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(chǔ)上,針對當(dāng)前脫硫控制系統(tǒng)存在的問題,基于模糊控制、預(yù)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(yùn)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(xué)反應(yīng),排放標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)。2.以句容電廠1000MW超超臨界機(jī)組為研究對象,采集和處理脫硫運(yùn)行歷史數(shù)據(jù),利用最小二乘法建立脫硫吸收塔數(shù)學(xué)模型。通過廠級監(jiān)控系統(tǒng)獲取,并利用科學(xué)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,辨識為脫硫吸收塔的數(shù)學(xué)模型。選取運(yùn)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(shí)驗提供了研究基礎(chǔ)。3.通過對脫硫吸收塔控制系統(tǒng)難點(diǎn)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(jìn)行實(shí)時在線調(diào)整,進(jìn)行了實(shí)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(jìn)的PID算法,但由于PID控制本身的局限性,自適應(yīng)能力有限,引入模型預(yù)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(xué)模型,通過實(shí)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(dá)到全局最優(yōu)。結(jié)果表明,基于模型預(yù)測控制的脫硫控制系統(tǒng),對負(fù)荷變動的跟隨能力有明顯改善,重要運(yùn)行參數(shù)曲線平緩,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性;控制系統(tǒng)魯棒性大大提高,降低了設(shè)備啟停次數(shù),從而減少了脫硫?qū)I(yè)運(yùn)行人員的工作量,提高了脫硫系統(tǒng)的自動化程度和運(yùn)行效率。
【圖文】：

Ｇａｓ邋Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ，邋ＷＦＧＤ），其工藝設(shè)備精簡，脫硫效率高，適應(yīng)于大容量超超逡逑臨界機(jī)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(kuò)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(xì)成粉粒，石灰石粉細(xì)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(xì)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(dāng)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(jìn)行化學(xué)反應(yīng)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(jìn)行脫硫的化學(xué)反應(yīng)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(jìn)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(yīng)槽中，并通過漿液循環(huán)泵和補(bǔ)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(yīng)槽內(nèi)逡逑由外置的氧化風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(xué)反應(yīng)逡逑脫硫過程的化學(xué)反應(yīng)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(yīng)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(yīng)，由于石灰石難溶于水的性質(zhì)，所逡逑９逡
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X773

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本文編號：2628242