CN110756036A - 具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,包括沿气流方向依次设置的除尘器、换热器、增压风机、湿法脱硫***、烟气再加热装置以及烟气监测模块、智能调节控制模块。所述湿法脱硫***包括湿法脱硫反应塔、脱硫剂浆液供给设备、循环鼓风设备以及设置在所述湿法脱硫反应塔内部的导流床层。本发明通过采用湿法脱硫***对火电厂烟气进行脱硫,通过设计湿法脱硫反应塔,能充分发挥湿法脱硫工艺脱硫效率高的优势,提高***对二氧化硫的脱除效率和效果,通过结合智能调节控制模块能在大数据基础上,采用机器学习算法对脱硫工艺参数进行优化,能对各个设备进行智能匹配调节,大大减小能耗,降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域,特别涉及一种具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***。
背景技术
湿法工艺反应速度快、效率高、脱硫添加剂利用率高,如用石灰做脱硫剂时,当Ca/S=1时,理论上可达到90%的脱硫率,适合大型燃煤电站的烟气脱硫。但现有的湿法脱硫***往往存在功耗大、成本高的问题。对脱硫***中的设备进行匹配调节能大大降低功耗。然而在实际运行过程中,由于脱硫***设备繁多,人工在面对设备间如何调配能够既保证脱硫尾气达标又能实现最佳的工作效率时,往往难以准确决策,这往往会造成多余的能源消耗,资源浪费。此外,多年来,在实际运行过程中,火电厂脱硫***中存储了大量珍贵的实际运行数据,但在现有技术下却没有得到充分利用。大数据、机器学习算法等的发展能为解决以上问题提供思路和方向。在大数据基础上,利用机器学习算法对最优的脱硫***工艺参数进行分析计算是一个可行的研究方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,包括沿气流方向依次设置的除尘器、换热器、增压风机、湿法脱硫***、烟气再加热装置以及烟气监测模块、智能调节控制模块,
所述湿法脱硫***包括湿法脱硫反应塔、脱硫剂浆液供给设备、循环鼓风设备以及设置在所述湿法脱硫反应塔内部的导流床层;所述湿法脱硫反应塔内的入口端还设置有加热设备;
所述换热器的出口端通过进气管道连通至所述湿法脱硫反应塔的入口端,所述脱硫剂浆液供给设备通过进料管道连通至所述湿法脱硫反应塔内部;
所述烟气监测模块包括设置在所述增压风机的入口端上的第一二氧化硫传感器、第一流量传感器和第一温度传感器、设置在所述湿法脱硫反应塔内的第二温度传感器和压力传感器、设置在所述进料管道上的第二流量传感器以及设置在湿法脱硫反应塔的出口端上的第二二氧化硫传感器;
所述智能调节控制模块包括机器学习单元、参数存储记录单元及控制单元。
优选的是,所述脱硫剂浆液供给设备包括浆液存储箱、进料管道、设置在所述进料管道上的电磁阀、设置在所述进料管道上的供料泵以及设置在所述湿法脱硫反应塔内且与所述进料管道的末端连通的喷淋装置。
优选的是,所述第一流量传感器用于监测进入所述增压风机的烟气流量,所述第二流量传感器用于监测进入所述湿法脱硫反应塔内的脱硫剂浆液的流量。
优选的是,所述湿法脱硫反应塔包括沿进气方向由下至上依次设置的下圆锥体部、圆柱体部和上圆锥体部,所述下圆锥体部的底部上设置有与所述进气管道连通的进气口,所述上圆锥体部的顶部设置有出气口;
所述圆柱体部上设置有循环气出口和循环气入口;所述循环气出口沿所述圆柱体部的周边切向设置,且所述循环气出口设置在1/2H-2/3H处,H为所述圆柱体部的高度;
所述循环气入口沿所述圆柱体部底端的周边切向设置。
优选的是,所述循环鼓风设备包括循环鼓风机、连通所述循环气出口与所述循环鼓风机的进气端的第一循环管道以及连通所述循环鼓风机的出气端与所述循环气入口的第二循环管道,所述循环鼓风机用于将圆柱体部内的部分气体由所述循环气出口抽出作为循环气体再由循环气入口输送至圆柱体部内。
优选的是,所述参数存储记录单元存储记录在不同进气参数下,最终排出的尾气中二氧化硫达到要求时对应的不同工艺参数;
所述机器学习单元根据所述参数存储记录单元中的数据进行分析比较,从中选择最优工艺参数数据;
所述控制单元依据所述机器学习单元分析得到的最优工艺参数数据,对所述具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***中的设备进行调节控制。
优选的是,其中,进气参数包括进入所述增压风机的烟气的二氧化硫浓度、烟气流量和烟气温度;
所述工艺参数包括所述增压风机、循环鼓风机、加热设备的功率以及所述脱硫剂浆液的供给流量;
最优工艺参数数据为:在满足最终排出的尾气中二氧化硫达到要求时,使所述增压风机、循环鼓风机、加热设备的总功率最小且所述脱硫剂浆液的供给流量最小时的工艺参数数据;
所述参数存储记录单元记录增压风机、湿法脱硫***的工艺参数以及烟气监测模块的监测值,所述机器学习单元对所述参数存储记录单元中的数据进行比较分析,得到在不同进气参数下所述具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***的最优工艺参数。
优选的是,智能调节控制模块的调节控制方法具体包括:
1)构建数据库,存储于所述参数存储记录单元中:
通过预先试验,得到若干组在不同进气参数、不同工艺参数条件下所得到的最终尾气二氧化硫浓度的数据,记为A;
2)输入当前的进气参数C0和允许的尾气中二氧化硫浓度的最高值ψ0,所述机器学习单元先选择所述数据A中,尾气二氧化硫浓度低于ψ的所有数据,记为A1;然后从A1中选择进气参数与C0之间的综合误差小于E0的所有数据,记为A2;
3)所述机器学习单元从所述数据A2中进行分析比较,选择得到最优工艺参数数据Gm;
4)所述控制单元依据所述机器学习单元分析得到的最优工艺参数数据Gm,对增压风机、循环鼓风机、加热设备的功率以及所述脱硫剂浆液的供给流量进行控制,使其到达最优工艺参数;
5)所述机器学习单元再将按当期最优工艺参数得到的最终尾气二氧化硫浓度的数据添加到所述步骤1)中的数据库中,并更新数据库。
优选的是,所述数据A可表示为:A={C,G,ψ};
其中,C表示进气参数,C可进一步表示为C={W,Qy,T},W、Qy、T分别表示进入所述增压风机的烟气的二氧化硫浓度、烟气流量和烟气温度;
G表示工艺参数,G可进一步表示为G={Pz,Px,Pr,Qs},Pz、Px、Pr分别表示增压风机、循环鼓风机、加热设备的功率,Qs表示脱硫剂浆液的供给流量,即单位时间内脱硫剂浆液的供给量;
所述步骤2中,进气参数C0记为C0={W0,Qy0,T0},数据A1中的进气参数记为C1={W1,Qy1,T1};
则C1和C0之间的综合误差E10=|W1-W0|+|Qy1-Qy0|+|T1-T0|;
所述步骤3)中,数据A2表示为A2={C2,G2,ψ2},则ψ2<ψ,C2与C0之间的综合误差小于E0;G2表示为G2={Pz2,Px2,Pr2,Qs2};其中,选择最优工艺参数数据Gm具体为:在G2中取P=Pz2+Px2+Pr2最小且脱硫剂的供给流量Qs2最小的一组,记为G20,Gm=G20={Pz20,Px20,Pr20,Qs20}。
优选的是,所述导流床层包括若干与所述圆柱体部的内壁连接的导流板,且所述导流板沿圆柱体部的内壁向其圆心方向呈向下倾斜设置;
若干所述导流板的长度由下至上依次增大,所有所述导流板中间形成的空腔成圆锥体状。
本发明的有益效果是:
本发明通过采用湿法脱硫***对火电厂烟气进行脱硫,通过设计湿法脱硫反应塔,能充分发挥湿法脱硫工艺脱硫效率高的优势,提高***对二氧化硫的脱除效率和效果,通过结合智能调节控制模块能对各个设备进行智能匹配调节,大大减小能耗,降低生产成本。
本发明通过设置在烟气监测模块,能对整个工艺中多个作业段的温度、湿度、压力、二氧化硫浓度、PM2.5浓度等参数进行实时监测,本发明的智能调节控制模块在大数据基础上,采用机器学习算法对脱硫工艺参数进行优化,能从数据库中自动选择针对当前进气参数和要求的尾气参数下的最优工业参数,并自动对各设备进行控制,在满足脱硫标准的前提下能使整个***的功耗尽量降至最低,能最大程度的减小能耗,提高脱硫处理效率,节约生产成本。另外,通过将每次获得的最优工艺参数数据以及对应得到的尾气二氧化硫浓度,不断添加更新至数据库中,从而能不断增大数据库容量,不断丰富数据库的样本数据,且使数据库内的数据更加接近真实工艺参数,能不断优化提高机器学习单元处理结果,从而使最优工艺参数数据不断接近理论最优值。
本发明通过在圆柱体部进气端切线方向引入循环气体,与进入的废气混合,在圆柱体部内形成旋流,能大大提高脱硫效果,降低最终排出的气体中的二氧化硫的含量,以保证能达到排放要求;气体旋流上升,能极大增强气体与湿法脱硫反应塔内悬浮的脱硫剂浆液以及导流床层内的脱硫剂颗粒的碰撞和接触,提高气体中的硫化物与脱硫剂的反应效率;旋流气体与脱硫剂碰撞后,旋流气体的冲刷作用能将脱硫剂表面的反应产物高效剥离、磨蚀,使脱硫剂颗粒暴露出新的表面,以与气体中的硫化物继续反应,从而能进一步提高脱硫效率和效果;旋流气体能显著提高气体上升的流动动力,保证流速满足要求;另外通过旋流能产生提升力,能防止气体中的固体颗粒下沉,保证脱硫效果。
本发明通过设置倾斜的填充有脱硫剂颗粒的导流板,能增大导流板与脱硫剂的接触面积,同时对脱硫剂浆液进行导流,使脱硫剂浆液缓慢下降,充分与烟气接触,增大脱硫效率;另外,通过若干所述导流板中间形成圆锥体状的空腔,能配合旋流上升的气体,最大程度增强气体与脱硫剂颗粒间的碰撞接触,提高脱硫效率和效果。
附图说明
图1为本发明的具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***的结构示意图;
图2为本发明的循环气的出气方向示意图;
图3为本发明的循环气的进气方向的示意图;
图4为本发明的智能调节控制模块的原理框图。
附图标记说明:
1—除尘器;2—换热器;3—增压风机;4—湿法脱硫***;6—智能调节控制模块;7—烟气再加热装置;8—进气管道;9—废料回收设备;40—湿法脱硫反应塔;41—脱硫剂浆液供给设备;42—循环鼓风设备;43—导流床层;44—加热设备;51—第一二氧化硫传感器;52—第一流量传感器;53—第一温度传感器;54—第二温度传感器;55—压力传感器;56—第二流量传感器;57—第二二氧化硫传感器;60—机器学习单元;61—参数存储记录单元;62—控制单元;401—下圆锥体部;402—圆柱体部;403—上圆锥体部;404—进气口;405—出气口;406—循环气出口;407—循环气入口;410—浆液存储箱;411—进料管道;412—电磁阀;413—供料泵;414—喷淋装置;420—循环鼓风机;421—第一循环管道;422—第二循环管道;430—导流板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本实施例的一种具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,包括沿气流方向依次设置除尘器1、换热器2、增压风机3、湿法脱硫***4、烟气再加热装置7以及烟气监测模块、智能调节控制模块6,
湿法脱硫***4包括湿法脱硫反应塔40、脱硫剂浆液供给设备41、循环鼓风设备42以及设置在湿法脱硫反应塔40内部的导流床层43;湿法脱硫反应塔40内的入口端还设置有加热设备44;
除尘器1的出口端与换热器2连通,换热器2的出口端通过进气管道8连通至湿法脱硫反应塔40的入口端,脱硫剂浆液供给设备41通过进料管道411连通至湿法脱硫反应塔40内部;
烟气监测模块包括设置在增压风机3的入口端上的第一二氧化硫传感器51、第一流量传感器52和第一温度传感器53、设置在湿法脱硫反应塔40内的第二温度传感器54和压力传感器55、设置在进料管道411上的第二流量传感器56以及设置在湿法脱硫反应塔40的出口端上的第二二氧化硫传感器57;
智能调节控制模块6包括机器学习单元60、参数存储记录单元61及控制单元62。控制单元62与增压风机3、湿法脱硫***4(其中的循环鼓风机420、加热设备44、脱硫剂浆液供给设备41)、烟气监测模块(其中的每个传感器)均电连接。智能调节控制模块6在大数据基础上,采用机器学习算法对脱硫工艺参数进行优化,并自动对各设备进行控制,在满足脱硫标准的前提下能使整个***的功耗尽量降至最低,能最大程度的减小能耗,节约生产成本。
烟气再加热装置7对湿法脱硫***4排出的烟气进行再次加热,以利于烟气外排,进入下一作业或是进入烟囱排放。
脱硫剂浆液供给设备41包括浆液存储箱410、进料管道411、设置在进料管道411上的电磁阀412、设置在进料管道411上的供料泵413以及设置在湿法脱硫反应塔40内且与进料管道411的末端连通的喷淋装置414。通过控制电磁阀412和脱硫剂浆液供给泵可控制脱硫剂浆液的供给流量。第一流量传感器52用于监测进入增压风机3的烟气流量,第二流量传感器56用于监测进入湿法脱硫反应塔40内的脱硫剂浆液的流量。
本实施例中还包括废料回收设备9。废料回收设备9用于回收与二氧化硫反应后的脱硫剂,湿法脱硫反应塔40底部设置废料排出仓门,但进行排废料时,打开废料排出仓门,废料输送至废料回收设备9,平常工作时废料排出仓门保持关闭。
本发明的具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***4设置在火电厂烟气排气***的末端,用于对烟气进行湿法脱硫处理。
烟气先经过除尘器1除尘,然后经过换热器2回收部分预热,经过增压风机3增压加速后再进入湿法脱硫反应塔40进行脱硫处理,脱硫剂浆液可采用石灰石浆液。浆液存储箱410中的石灰石浆液经经过进料管道411,由供料泵413泵入湿法脱硫反应塔40,通过喷淋装置414喷洒到湿法脱硫反应塔40内,与烟气进行反应。其化学反应为:
SO2+H2O→H2SO3
CaSO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O
SO3+Ca(OH)2→CaSO4+H2O
2CaSO3+O2→2CaSO4
CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O。
4NO+3O2+2Ca(OH)2→2Ca(NO3)2+2H2O。
在一种优选的实施例中,湿法脱硫反应塔40包括沿进气方向由下至上依次设置的下圆锥体部401、圆柱体部402和上圆锥体部403,下圆锥体部401的底部上设置有与进气管道8连通的进气口404,上圆锥体部403的顶部设置有出气口405;
圆柱体部402上设置有循环气出口406和循环气入口407;循环气出口406沿圆柱体部402的周边切向设置,且循环气出口406设置在1/2H-2/3H处,H为圆柱体部402的高度;循环气入口407沿圆柱体部402底端的周边切向设置。
循环鼓风设备42包括循环鼓风机420、连通循环气出口406与循环鼓风机420的进气端的第一循环管道421以及连通循环鼓风机420的出气端与循环气入口407的第二循环管道422,循环鼓风机420用于将圆柱体部402内的部分气体由循环气出口406抽出作为循环气体再由循环气入口407输送至圆柱体部402内。
加热设备44设置在下圆锥体部401内。烟气经过换热器2换热后,温度大大降低,再进入湿法脱硫反应塔40。湿法脱硫反应塔40内需要保证合适的温度值以提高脱硫反应效率,由于烟气已被降温,此处主要监测温度是否过低,若温度过低,则控制控制加热设备44工作,使湿法脱硫反应塔40内的温度达到适宜范围。
脱硫剂浆液通过脱硫剂浆液供给设备41输送至湿法脱硫反应塔40内后,在上升气流作用下,湿法脱硫反应塔40内的脱硫剂浆液处于悬浮状态,与气体充分接触,吸收气体中的SO2、SO3。
进一步优选的实施例中,导流床层43包括若干与圆柱体部402的内壁连接的导流板430,且导流板430沿圆柱体部402的内壁向其圆心方向呈向下倾斜设置,能增大导流板430与脱硫剂的接触面积,同时对脱硫剂浆液进行导流,使脱硫剂浆液缓慢下降,充分与烟气接触,增大脱硫效率。若干导流板430的长度由下至上依次增大,所有导流板430中间形成的空腔呈圆锥体状。导流板430内部中空,且其表面密集设置有微孔,导流板430内部填充有脱硫剂颗粒,导流板430使用一段时间后可进行更换。导流板430中间形成的空间,下部大,越往上越小,下部二氧化硫含量最高,气体密集,流速大,较大的空间便于增大气体与脱硫剂浆液、脱硫剂颗粒间的碰撞,加快反应速度;气体旋流上升,越往高处导流板430越长,空间越小,脱硫越充分,使最终尾气二氧化硫含量越低,且流速增大,促进尾气排出。通过导流板430形成圆锥体状空腔,配合旋流上升的气体,能最大程度增强气体与脱硫剂浆液、脱硫剂颗粒间的碰撞接触,提高脱硫效率和效果。
一种实施例中导流板430内填充的脱硫剂颗粒为多孔型氢氧化钙颗粒对气体进行脱硫,能去除绝大多数SOX,废气与脱硫剂氢氧化钙发生化学反应,脱除废气中的SO2、SO3,其化学反应为:
SO2+Ca(OH)2→CaSO3+H2O
SO3+Ca(OH)2→CaSO4+H2O
2CaSO3+O2→2CaSO4
CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O
此外,废气中CO2、NO也会与脱硫剂发生化学反应,从而能顺带进行烟气脱硝。其化学反应式为:
CO2+Ca(OH)2→CaCO3+H2O
4NO+3O2+2Ca(OH)2→2Ca(NO3)2+2H2O。
喷洒的脱硫剂浆液与烟气逆流碰撞接触进行脱硫,同时烟气还与导流板430内填充的脱硫剂颗粒碰撞接触进行脱硫,脱硫剂浆液与脱硫剂颗粒联合对烟气进行脱硫,配合上述湿法脱硫反应塔40的具体结构,能大大提高脱硫效率和脱硫效果。
上述实施例中,循环气入口407切向设置,进入的循环气体在圆柱体部402内形成旋流,废气与循环气体混合后螺旋上升依次通过各层导流板430,这样设置的有益效果至少包括:
1)通过将一些经过部分导流床层43脱硫处理后的气体循环再次脱硫,能大大提高脱硫效果,降低最终排出的气体中的二氧化硫的含量,以保证能达到排放要求;其中,循环气体量越大,最终排出的气体中的二氧化硫的含量越低。
2)气体旋流上升,能极大增强气体与悬浮的脱硫剂浆液,以及与导流床层43内填充的的脱硫剂颗粒的碰撞和接触,提高气体中的硫化物与脱硫剂的反应效率;
3)旋流气体与脱硫剂浆液、脱硫剂颗粒碰撞后,旋流气体的冲刷作用能将脱硫剂表面的反应产物高效剥离、磨蚀,使脱硫剂暴露出新的表面,以与气体中的硫化物继续反应,从而能进一步提高脱硫效率和效果。
本发明中通过引入切向流入的循环气体,产生旋流,能显著提高气体上升流动动力,保证流速和压力满足要求;另外通过旋流能产生更高的提升力,防止气体中的固体颗粒下沉,保证脱硫效果。
在一种优选的实施例中,参数存储记录单元61存储记录在不同进气参数下,最终排出的尾气中二氧化硫达到要求时对应的不同工艺参数;机器学习单元60根据参数存储记录单元61中的数据进行分析比较,从中选择最优工艺参数数据;控制单元62依据机器学习单元60分析得到的最优工艺参数数据,对基于大数据的具有烟气监测与调控功能的烟气脱硫***中的设备进行调节控制。
其中,进气参数包括进入增压风机3的烟气的二氧化硫浓度、烟气流量、烟气温度;
工艺参数包括增压风机3、循环鼓风机420、加热设备44的功率以及脱硫剂浆液的供给流量;
最优工艺参数数据为:在满足最终排出的尾气中二氧化硫达到要求时,使增压风机3、循环鼓风机420、加热设备44的总功率最小且脱硫剂脱硫剂的供给流量最小时的工艺参数数据;
参数存储记录单元61记录增压风机3、湿法脱硫***4的工艺参数以及烟气监测模块的监测值,机器学习单元60对参数存储记录单元61中的数据进行比较分析,得到在不同进气参数下基于大数据的具有烟气监测与调控功能的烟气脱硫***的最优工艺参数。
其中,智能调节控制模块6的调节控制方法具体包括:
1)构建数据库,存储于参数存储记录单元61中:
通过预先试验,得到若干组在不同进气参数、不同工艺参数条件下所得到的最终尾气二氧化硫浓度的数据,记为A;
2)输入当前的进气参数C0和允许的尾气中二氧化硫浓度的最高值ψ0,机器学习单元60先选择数据A中,尾气二氧化硫浓度低于ψ的所有数据,记为A1;然后从A1中选择进气参数与C0之间的综合误差小于E0的所有数据,记为A2;
3)机器学习单元60从数据A2中进行分析比较,选择得到最优工艺参数数据Gm;
4)控制单元62依据机器学习单元60分析得到的最优工艺参数数据Gm,对增压风机3、循环鼓风机420、加热设备44的功率以及脱硫剂浆液的供给流量进行控制,使其到达最优工艺参数;
5)机器学习单元60再将按当期最优工艺参数得到的最终尾气二氧化硫浓度的数据添加到步骤1)中的数据库中,并更新数据库。
其中,数据A可表示为:A={C,G,ψ};
其中,C表示进气参数,C可进一步表示为C={W,Qy,T},W、Qy、T分别表示进入增压风机3的烟气的二氧化硫浓度、烟气流量和烟气温度;
G表示工艺参数,G可进一步表示为G={Pz,Px,Pr,Qs},Pz、Px、Pr分别表示增压风机3、循环鼓风机420、加热设备44的功率,Qs表示脱硫剂浆液的供给流量,即单位时间内脱硫剂浆液的供给量;
步骤2中,进气参数C0记为C0={W0,Qy0,T0},数据A1中的进气参数记为C1={W1,Qy1,T1};
则C1和C0之间的综合误差E10=|W1-W0|+|Qy1-Qy0|+|T1-T0|(其表示绝对值);
步骤3)中,数据A2表示为A2={C2,G2,ψ2},则ψ2<ψ,C2与C0之间的综合误差小于E0;G2表示为G2={Pz2,Px2,Pr2,Qs2};其中,选择最优工艺参数数据Gm具体为:在G2中取P=Pz2+Px2+Pr2最小且脱硫剂的供给流量Qs2最小的一组,记为G20,Gm=G20={Pz20,Px20,Pr20,Qs20}。
智能调节控制模块6在大数据基础上,采用机器学习算法对脱硫工艺参数进行优化,能从数据库中自动选择针对当前进气参数和要求的尾气参数下的最优工业参数,并自动对各设备进行控制,在满足脱硫标准的前提下能使整个***的功耗尽量降至最低,能最大程度的减小能耗,提高脱硫处理效率,节约生产成本。另外,通过将每次获得的最优工艺参数数据以及对应得到的尾气二氧化硫浓度,不断添加更新至数据库中,从而能不断增大数据库容量,不断丰富数据库的样本数据,且使数据库内的数据更加接近真实工艺参数,能不断优化提高机器学习单元60处理结果,从而使最优工艺参数数据不断接近理论最优值。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。
Claims (10)
1.一种具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,其特征在于,包括沿气流方向依次设置的除尘器、换热器、增压风机、湿法脱硫***、烟气再加热装置以及烟气监测模块、智能调节控制模块;
所述湿法脱硫***包括湿法脱硫反应塔、脱硫剂浆液供给设备、循环鼓风设备以及设置在所述湿法脱硫反应塔内部的导流床层;所述湿法脱硫反应塔内的入口端还设置有加热设备;
所述换热器的出口端通过进气管道连通至所述湿法脱硫反应塔的入口端,所述脱硫剂浆液供给设备通过进料管道连通至所述湿法脱硫反应塔内部;
所述烟气监测模块包括设置在所述增压风机的入口端上的第一二氧化硫传感器、第一流量传感器和第一温度传感器、设置在所述湿法脱硫反应塔内的第二温度传感器和压力传感器、设置在所述进料管道上的第二流量传感器以及设置在湿法脱硫反应塔的出口端上的第二二氧化硫传感器;
所述智能调节控制模块包括机器学习单元、参数存储记录单元及控制单元。
2.根据权利要求1所述的具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,其特征在于,所述脱硫剂浆液供给设备包括浆液存储箱、进料管道、设置在所述进料管道上的电磁阀、设置在所述进料管道上的供料泵以及设置在所述湿法脱硫反应塔内且与所述进料管道的末端连通的喷淋装置。
3.根据权利要求2所述的具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,其特征在于,所述第一流量传感器用于监测进入所述增压风机的烟气流量,所述第二流量传感器用于监测进入所述湿法脱硫反应塔内的脱硫剂浆液的流量。
4.根据权利要求3所述的具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,其特征在于,所述湿法脱硫反应塔包括沿进气方向由下至上依次设置的下圆锥体部、圆柱体部和上圆锥体部,所述下圆锥体部的底部上设置有与所述进气管道连通的进气口,所述上圆锥体部的顶部设置有出气口;
所述圆柱体部上设置有循环气出口和循环气入口;所述循环气出口沿所述圆柱体部的周边切向设置,且所述循环气出口设置在1/2H-2/3H处,H为所述圆柱体部的高度;
所述循环气入口沿所述圆柱体部底端的周边切向设置。
5.根据权利要求4所述的具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,其特征在于,所述循环鼓风设备包括循环鼓风机、连通所述循环气出口与所述循环鼓风机的进气端的第一循环管道以及连通所述循环鼓风机的出气端与所述循环气入口的第二循环管道,所述循环鼓风机用于将圆柱体部内的部分气体由所述循环气出口抽出作为循环气体再由循环气入口输送至圆柱体部内。
6.根据权利要求5所述的具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,其特征在于,所述参数存储记录单元存储记录在不同进气参数下,最终排出的尾气中二氧化硫达到要求时对应的不同工艺参数;
所述机器学习单元根据所述参数存储记录单元中的数据进行分析比较,从中选择最优工艺参数数据;
所述控制单元依据所述机器学习单元分析得到的最优工艺参数数据,对所述具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***中的设备进行调节控制。
7.根据权利要求6所述的具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,其特征在于,其中,进气参数包括进入所述增压风机的烟气的二氧化硫浓度、烟气流量和烟气温度;
所述工艺参数包括所述增压风机、循环鼓风机、加热设备的功率以及所述脱硫剂浆液的供给流量;
最优工艺参数数据为:在满足最终排出的尾气中二氧化硫达到要求时,使所述增压风机、循环鼓风机、加热设备的总功率最小且所述脱硫剂浆液的供给流量最小时的工艺参数数据;
所述参数存储记录单元记录增压风机、湿法脱硫***的工艺参数以及烟气监测模块的监测值,所述机器学习单元对所述参数存储记录单元中的数据进行比较分析,得到在不同进气参数下所述具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***的最优工艺参数。
8.根据权利要求7所述的具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,其特征在于,智能调节控制模块的调节控制方法具体包括:
1)构建数据库,存储于所述参数存储记录单元中:
通过预先试验,得到若干组在不同进气参数、不同工艺参数条件下所得到的最终尾气二氧化硫浓度的数据,记为A;
2)输入当前的进气参数C0和允许的尾气中二氧化硫浓度的最高值ψ0,所述机器学习单元先选择所述数据A中,尾气二氧化硫浓度低于ψ的所有数据,记为A1;然后从A1中选择进气参数与C0之间的综合误差小于E0的所有数据,记为A2;
3)所述机器学习单元从所述数据A2中进行分析比较,选择得到最优工艺参数数据Gm;
4)所述控制单元依据所述机器学习单元分析得到的最优工艺参数数据Gm,对增压风机、循环鼓风机、加热设备的功率以及所述脱硫剂浆液的供给流量进行控制,使其到达最优工艺参数;
5)所述机器学习单元再将按当期最优工艺参数得到的最终尾气二氧化硫浓度的数据添加到所述步骤1)中的数据库中,并更新数据库。
9.根据权利要求8所述的具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,其特征在于,所述数据A可表示为:A={C,G,ψ};
其中,C表示进气参数,C可进一步表示为C={W,Qy,T},W、Qy、T分别表示进入所述增压风机的烟气的二氧化硫浓度、烟气流量和烟气温度;
G表示工艺参数,G可进一步表示为G={Pz,Px,Pr,Qs},Pz、Px、Pr分别表示增压风机、循环鼓风机、加热设备的功率,Qs表示脱硫剂浆液的供给流量,即单位时间内脱硫剂浆液的供给量;
所述步骤2中,进气参数C0记为C0={W0,Qy0,T0},数据A1中的进气参数记为C1={W1,Qy1,T1};
则C1和C0之间的综合误差E10=|W1-W0|+|Qy1-Qy0|+|T1-T0|;
所述步骤3)中,数据A2表示为A2={C2,G2,ψ2},则ψ2<ψ,C2与C0之间的综合误差小于E0;G2表示为G2={Pz2,Px2,Pr2,Qs2};其中,选择最优工艺参数数据Gm具体为:在G2中取P=Pz2+Px2+Pr2最小且脱硫剂的供给流量Qs2最小的一组,记为G20,Gm=G20={Pz20,Px20,Pr20,Qs20}。
10.根据权利要求1所述的具有多参数监测功能的火电厂烟气湿法脱硫***,其特征在于,所述导流床层包括若干与所述圆柱体部的内壁连接的导流板,且所述导流板沿圆柱体部的内壁向其圆心方向呈向下倾斜设置;
若干所述导流板的长度由下至上依次增大,所有所述导流板中间形成的空腔成圆锥体状。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 215000 No. 58, Jinrui Road, Taiping Street, Xiangcheng District, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Suzhou Shijing Technology Co.,Ltd. Address before: 215000 4th floor, 82 Jincheng Road, Taiping Street, Xiangcheng District, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: SUZHOU SHIJING ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |