專利名稱：一種用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模糊控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種脫硫系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模 糊控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)二氧化硫和粉塵污染認(rèn)識(shí)的提高，許多地方開(kāi)始實(shí)行了嚴(yán)格 的排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)排放煙氣進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)的監(jiān)測(cè)，并要求將數(shù)據(jù)傳送到相關(guān)職 能部門。不僅要求經(jīng)處理后的煙氣中二氧化疏達(dá)標(biāo)排放，更要求脫硫系統(tǒng)能 夠連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
目前脫石克控制系統(tǒng)主要對(duì)脫碌u液pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，通常釆用PID或復(fù) 雜PID控制算法。由于pH值滯后時(shí)間長(zhǎng)、非線性、擾動(dòng)因素多，很難用經(jīng)典 與現(xiàn)代控制理論建立精確數(shù)學(xué)模型，采用常規(guī)的控制算法既無(wú)法保證系統(tǒng)動(dòng) 態(tài)響應(yīng)效果，更無(wú)法保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度。當(dāng)燃煤含硫量、鍋爐負(fù)荷等系 統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，易引起系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定。
目前脫硫控制系統(tǒng)一般沒(méi)有對(duì)排放S02濃度進(jìn)行直接控制，往往造成脫 硫劑消耗大，增加系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，將模糊集合理論運(yùn)用于自動(dòng)控制而形成 的模糊控制理論，在近年來(lái)得到了迅速的發(fā)展，其原因在于對(duì)那些時(shí)變的非 線性復(fù)雜系統(tǒng)，當(dāng)無(wú)法獲得精確的數(shù)學(xué)模型的時(shí)候，利用具有智能的模糊控 制器能給出有效的控制。在化工、煉鋼、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)以及醫(yī)學(xué)心理等系統(tǒng)中， 要得到正確且精密的數(shù)學(xué)模型是相當(dāng)困難的，這些系統(tǒng)卻具有大量的以定性 形式表示的極其重要的先驗(yàn)信息，以及僅僅用語(yǔ)言規(guī)定的性能指標(biāo)，這類系 統(tǒng)由人來(lái)控制卻往往容易做到。這是因?yàn)檫^(guò)程操作人員的控制方法是建立在 直觀的和經(jīng)驗(yàn)的1^出上，他們憑借實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)，采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策完成控 制任務(wù)，于是，人們把操作人員的控制經(jīng)驗(yàn)歸納成定性描述的一組條件語(yǔ)句， 然后運(yùn)用模糊集合理論將其定量化，使控制器得以接受人的經(jīng)驗(yàn)，模仿人的 操作策略，這樣就產(chǎn)生了以模糊集合理論為基礎(chǔ)的模糊控制。
模糊控制的主要思路是根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)定值與輸出值之間的誤差E及其變化率AE，將其模糊化以后按照由人的經(jīng)驗(yàn)直接總結(jié)出來(lái)的語(yǔ)言控制規(guī) 則進(jìn)行模糊推理，給出模糊輸出判決，再將其轉(zhuǎn)化為精確量，對(duì)被控對(duì)象實(shí) 施控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模糊控制系統(tǒng)，可在保 證脫硫系統(tǒng)連續(xù)、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，煙氣達(dá)標(biāo)排放?？刂葡到y(tǒng)運(yùn)行穩(wěn) 定、操作簡(jiǎn)便、投資少、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。
一種用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模糊控制系統(tǒng)，包括可編程序控制器 (PLC)、變頻調(diào)速控制器、pH計(jì)、煙氣流量計(jì)、脫硫劑漿液泵、工業(yè)控制計(jì)
算機(jī)；
所述的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為控制系統(tǒng)的工程師站或操作員站，將要求的 S02排放濃度、鍋爐蒸發(fā)量、燃煤含硫量直接寫入操作員站相關(guān)界面，鍋爐負(fù) 荷根據(jù)實(shí)際條件直接寫入操作員站相關(guān)界面或接入PLC，鍋爐跳閘信號(hào) (MFT)、機(jī)組煙氣脫硫切除指令接入PLC，用熱電阻和煙氣流量計(jì)將入口煙 氣溫度和流量信號(hào)接入PLC，由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)模糊運(yùn)算后輸出循環(huán)泵運(yùn)行 臺(tái)數(shù)和脫硫液pH設(shè)定值；
通過(guò)可編程序控制器控制循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，控制脫硫液循環(huán)量；將脫硫 劑品質(zhì)(鈣含量、酸不溶物含量)、要求的脫硫劑漿液濃度寫入操作員站相關(guān) 界面，將脫硫液pH設(shè)定值作為系統(tǒng)給定，用安裝在循環(huán)管路上的pH計(jì)測(cè)量 脫硫液實(shí)際pH值接入PLC，運(yùn)算脫硫液pH設(shè)定值和脫硫液實(shí)際pH值的偏 差，并將偏差對(duì)時(shí)間求一次導(dǎo)數(shù)(d/dt)得到變化率，由工業(yè)控制計(jì)算才M艮據(jù) 模糊控制理論運(yùn)算，控制PLC的模擬量輸出，再由該輸出信號(hào)控制變頻調(diào)速 控制器，調(diào)節(jié)脫>5克劑漿液泵的流量，實(shí)現(xiàn)脫^/液pH值的準(zhǔn)確控制，開(kāi)環(huán)控制
排放的S02濃度。
由PLC采集各循環(huán)泵運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，包括循環(huán)泵流量、循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái) 數(shù)、循環(huán)泵運(yùn)行電流、脫硫塔液位，由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)運(yùn)算得到脫硫液循環(huán) 量。
由PLC控制脫硫劑定量添加裝置、補(bǔ)水裝置和體積控制裝置，實(shí)現(xiàn)脫硫 劑漿液濃度控制。
所述的控制系統(tǒng)包括安全報(bào)警聯(lián)動(dòng)，安全報(bào)警聯(lián)動(dòng)包括系統(tǒng)參數(shù)報(bào)警、工藝運(yùn)行參數(shù)報(bào)警、設(shè)備故障報(bào)警，因系統(tǒng)參數(shù)及工藝運(yùn)行參數(shù)超限、設(shè)備 故障而產(chǎn)生的保護(hù)聯(lián)鎖動(dòng)作。不僅保證了脫硫系統(tǒng)還保證了鍋爐系統(tǒng)的安全 運(yùn)行。
本發(fā)明系統(tǒng)首先根據(jù)脫硫系統(tǒng)工藝設(shè)備配置，結(jié)合原煙氣參數(shù)，由計(jì)算 機(jī)采用經(jīng)工程實(shí)踐不斷完善的開(kāi)環(huán)模糊控制策略運(yùn)算，得出循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)
和脫硫系統(tǒng)的關(guān)鍵過(guò)程控制參數(shù)脫硫液pH值，完成系統(tǒng)工藝運(yùn)行參數(shù)的自動(dòng) 設(shè)定。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，原煙氣參數(shù)發(fā)生變化或工藝設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，工藝 運(yùn)行參數(shù)將根據(jù)控制策略調(diào)整，實(shí)現(xiàn)排放S02濃度的開(kāi)環(huán)控制，確保脫硫系 統(tǒng)煙氣的達(dá)標(biāo)排;改。
由于脫硫液pH值滯后時(shí)間長(zhǎng)、非線性、擾動(dòng)因素多，^b啦用經(jīng)典與現(xiàn)代 控制理論建立精確數(shù)學(xué)模型。采用開(kāi)環(huán)模糊控制策略，既保證系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng) 效果(小于3min)，又改善了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度(± 0.05pH),實(shí)現(xiàn)脫石克液pH 值的準(zhǔn)確控制，滿足了系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的要求。


圖1為本發(fā)明S02濃度開(kāi)環(huán)控制框圖。
圖2為本發(fā)明pH控制框圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作控制系統(tǒng)的工程師站或操作員站，要
求的S02排放濃度、鍋爐蒸發(fā)量、燃煤含硫量直接寫入操作員站相關(guān)界面，
鍋爐負(fù)荷根據(jù)實(shí)際條件直接寫入操作員站相關(guān)界面或通過(guò)硬接線方式接入
PLC，鍋爐MFT、機(jī)組煙氣脫疏切除指令通過(guò)硬接線方式接入PLC,用Pt100 熱電阻和熱導(dǎo)式一體化氣體流量計(jì)將入口煙氣溫度和流量信號(hào)接入PLC，由 工業(yè)計(jì)算才;i^莫糊運(yùn)算后輸出循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)和脫^i液pH設(shè)定值，用于系統(tǒng)控 制。
如圖2所示，將脫硫劑品質(zhì)、脫硫劑漿液濃度直接寫入操作員站相關(guān)界 面，由PLC根據(jù)要求的漿液濃度控制脫疏劑添加量和脫硫劑配制系統(tǒng)。圖l 中得到的脫硫液pH設(shè)定值作為系統(tǒng)給定，用安裝在循環(huán)管路上的玻璃電極 pH計(jì)測(cè)量脫碌b液實(shí)際pH值作為反饋并接入PLC,運(yùn)算得到它們的偏差并將 偏差對(duì)時(shí)間求一次導(dǎo)數(shù)(d/dt)得到變化率，pH值模糊語(yǔ)言值取5，輔助控制參數(shù)模糊語(yǔ)言值取3，根據(jù)模糊控制理論進(jìn)行運(yùn)算，控制PLC的輸出，再由 該輸出信號(hào)控制變頻調(diào)速控制器，調(diào)節(jié)脫硫劑漿液泵的流量，實(shí)現(xiàn)脫硫液pH 值的準(zhǔn)確控制。
由PLC采集各循環(huán)泵運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，經(jīng)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)運(yùn)算，得到系 統(tǒng)脫硫液循環(huán)量。
由PLC控制脫硫劑定量添加裝置、補(bǔ)水裝置和體積控制裝置，實(shí)現(xiàn)漿液 濃度控制，使脫硫系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定。
應(yīng)用例
某工程鍋爐蒸發(fā)量130 t/h、燃煤含>5危量1.5%，鍋爐負(fù)荷95%，煙氣溫度
為150。C，要求排放SO2濃度300mg/Nm3。
系統(tǒng)計(jì)算出循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)為2臺(tái)，脫硫液pH設(shè)定值為6.0。 脫硫系統(tǒng)運(yùn)行后，脫硫液pH值準(zhǔn)確控制i 6.0,煙氣排放S02濃度
280~300mg/Nm3脫石克效率達(dá)90%以上。
權(quán)利要求
1、一種用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模糊控制系統(tǒng)，包括可編程序控制器、變頻調(diào)速控制器、pH計(jì)、煙氣流量計(jì)、脫硫劑漿液泵、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；將要求的SO2排放濃度、鍋爐蒸發(fā)量、燃煤含硫量寫入工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，鍋爐負(fù)荷直接寫入工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或接入可編程序控制器，用熱電阻和煙氣流量計(jì)將入口煙氣溫度和流量信號(hào)接入可編程序控制器，由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)模糊運(yùn)算輸出循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)和脫硫液pH設(shè)定值；通過(guò)可編程序控制器控制循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，控制脫硫液循環(huán)量；將脫硫劑鈣含量和酸不溶物含量、要求的脫硫劑漿液濃度寫入工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，將脫硫液pH設(shè)定值作為系統(tǒng)給定，用安裝在循環(huán)管路上的pH計(jì)測(cè)量脫硫液實(shí)際pH值接入可編程序控制器，運(yùn)算脫硫液pH設(shè)定值和脫硫液實(shí)際pH值的偏差，并將偏差對(duì)時(shí)間求一次導(dǎo)數(shù)得到變化率，由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)模糊運(yùn)算，控制可編程序控制器的模擬量輸出，再由該輸出信號(hào)控制變頻調(diào)速控制器，調(diào)節(jié)脫硫劑漿液泵的流量，實(shí)現(xiàn)脫硫液pH值的控制，實(shí)現(xiàn)SO2排放濃度的控制。
2、 如權(quán)利要求1所述的用于濕法煙氣脫^^系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)才莫糊控制系統(tǒng)，其 特征在于將鍋爐跳閘信號(hào)、機(jī)組煙氣脫硫切除指令接入可編程序控制器。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模糊控制系統(tǒng)， 其特征在于可編程序控制器采集各循環(huán)泵運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，包括循環(huán)泵流 量、循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)、循環(huán)泵運(yùn)行電流、脫碌u塔液位，由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)運(yùn) 算得到脫硫液循環(huán)量。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模糊控制系統(tǒng)， 其特征在于可編程序控制器控制脫硫劑定量添加裝置、補(bǔ)水裝置和體積控 制裝置，實(shí)現(xiàn)脫硫劑漿液濃度控制。
5、 如權(quán)利要求1所述的用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模糊控制系統(tǒng)，其 特征在于所述的開(kāi)環(huán)模糊控制系統(tǒng)包括安全報(bào)警聯(lián)動(dòng)。
6、 如權(quán)利要求5所述的用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模糊控制系統(tǒng)，其 特征在于所述的安全報(bào)警聯(lián)動(dòng)包括系統(tǒng)參數(shù)報(bào)警、工藝運(yùn)行參數(shù)報(bào)警、設(shè) 備故障報(bào)警，因系統(tǒng)參數(shù)及工藝運(yùn)行參數(shù)超限、設(shè)備故障而產(chǎn)生的保護(hù)聯(lián)鎖 動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)模糊控制系統(tǒng)，涉及濕法煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，包括可編程序控制器(PLC)、變頻調(diào)速控制器、pH計(jì)、煙氣流量計(jì)、脫硫劑漿液泵、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。根據(jù)SO₂排放濃度要求和原煙氣參數(shù)，由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)采用開(kāi)環(huán)模糊控制策略運(yùn)算，得出循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)和脫硫液pH設(shè)定值，并準(zhǔn)確控制脫硫液pH值，開(kāi)環(huán)控制排放的SO₂濃度，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)脫硫劑漿液濃度控制和脫硫液循環(huán)量控制。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、投資少、運(yùn)行成本低，在確保脫硫系統(tǒng)連續(xù)、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，保證煙氣達(dá)標(biāo)排放。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101303595SQ200810062298
公開(kāi)日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者吳忠標(biāo), 徐衛(wèi)平, 李紅兵, 程常杰, 莫建松, 褚紅斌 申請(qǐng)人:浙江天藍(lán)脫硫除塵有限公司;吳忠標(biāo)