一种发电厂脱硫系统优化运行控制系统

技术领域

本发明属于发电厂烟气脱硫系统化学运行领域，涉及一种发电厂脱硫系统优化运行控制系统。

背景技术

目前，我国300MW及以上的火力发电机组超过90％采用石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术，原理为在吸收塔内用石灰石浆液吸收二氧化硫，主要工艺过程如下：向吸收塔下部的浆液池中加入新鲜的石灰石浆液；石灰石浆液经循环泵由塔的上部喷入，并在塔内与二氧化硫发生物理吸收和化学反应，最终生成亚硫酸钙；亚硫酸钙在浆液池中被强制氧化生成二水硫酸钙(石膏)；将二水硫酸钙从浆液池排出，通过处理最终分离出含水率底的石膏。在系统运行过程中，有几项关键控制指标，例如吸收塔浆液的液位、密度、pH值、氯离子浓度及亚硫酸根浓度等。吸收塔液位和浆液密度对于脱硫效率及系统安全性、经济性有一定影响。pH值则是系统正常运行的关键，直接影响脱硫率及石膏品质。亚硫酸根浓度如果超过一定值，则会减小二氧化硫溶解的推动力，降低脱硫效率。而来源于石灰石、烟气和工艺水的氯离子经过反复循环浓缩，导致脱硫浆液及脱硫废水中的氯离子浓度较高，一方面降低吸收塔内浆液的pH值，引起脱硫效率的下降和硫酸钙结垢倾向的增大，另一方面，氯离子浓度过高将影响石膏品质，对设备防腐的要求也很高。

上述几项控制指标一般由运行人员定期进行检测和调整，对运行人员的技术水平要求较高，运行人员的工作量也很大，脱硫效率、石膏品质、废水品质等均得不到保障。如果能够构建一种发电厂脱硫系统优化运行控制系统，该系统能够根据吸收塔脱硫浆液及脱硫废水相关控制指标的在线测量结果自动调整脱硫系统相关设备的运行参数，将能够较好的解决上述问题，实现脱硫系统优化运行的自动控制，但是现有技术中没有类似的公开。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种发电厂脱硫系统优化运行控制系统，该系统能够实现脱硫系统的优化运行控制。

为达到上述目的，本发明所述的发电厂脱硫系统优化运行控制系统包括石灰石浆液泵、吸收塔、石膏浆液排出泵及石膏浆液处理系统及控制器；

石灰石浆液泵的出口与吸收塔的入口相连通，吸收塔底部的浆液池出口经石膏浆液排出泵与石膏浆液处理系统相连通，石膏浆液处理系统的脱硫废水出口处设置有脱硫废水监测仪表；

石膏浆液排出泵的入口处设置有脱硫浆液监测仪表；

控制器与石灰石浆液泵、脱硫浆液监测仪表、石膏浆液排出泵及脱硫废水监测仪表相连接；

吸收塔的侧面设置有烟气入口，吸收塔的顶部设置有烟气出口；

吸收塔底部的浆液池通过循环泵与吸收塔中的喷淋层相连通；

石膏浆液处理系统的脱硫废水出口经脱硫废水管路与外接的废水零排放系统相连通；

吸收塔底部的浆液池经浆液排出管与石膏浆液排出泵相连通；

脱硫浆液监测仪表为在线氯离子分析仪、在线pH计、在线亚硫酸根分析仪、密度计及液位计中的一种或者几种的组合；

脱硫废水监测仪表为在线氯离子分析仪及在线pH计中的一种或者两者的组合；

石灰石浆液泵经石灰石浆液管道与吸收塔底部的浆液池相连通；

还包括与控制器相连接的数据采集平台。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的发电厂脱硫系统优化运行控制系统在具体工作时，控制器通过脱硫浆液监测仪表检测吸收塔脱硫浆液的相关参数，通过脱硫废水监测仪表检测石膏浆液处理系统输出的脱硫废水的相关参数，控制器根据检测的相关信息控制石灰石浆液泵及石膏浆液排出泵的工况，实现脱硫系统的优化运行控制，不用人工定期取样，改变目前脱硫系统缺少多种在线监测仪表监控脱硫浆液及脱硫废水的现状，消除化学监督的盲区，同时保证脱硫效率、石膏品质、废水品质等指标达到设计值要求，自动实现脱硫系统运行工况的优化控制，结构简单，操作方便，实用性极强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为石灰石浆液泵、2为脱硫浆液监测仪表、3为石膏浆液排出泵、4为脱硫废水监测仪表、5为控制器、6为数据采集平台、7为石膏浆液处理系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的发电厂脱硫系统优化运行控制系统包括石灰石浆液泵1、脱硫浆液监测仪表2、石膏浆液处理系统7、石膏浆液排出泵3、脱硫废水监测仪表4、控制器5及数据采集平台6；石灰石浆液泵1的出口经石灰石浆液管道与吸收塔的入口相连通，吸收塔底部的浆液池出口经浆液排出管及石膏浆液排出泵3与石膏浆液处理系统7相连通，石膏浆液处理系统7的脱硫废水出口经脱硫废水管路与外接的废水零排放系统相连通，石膏浆液处理系统7的脱硫废水出口处设置有脱硫废水监测仪表4，吸收塔本体上或吸收塔浆液排出管上设置有脱硫浆液监测仪表2；吸收塔的侧面设置有烟气入口，吸收塔底部的浆液池通过循环泵与吸收塔中的喷淋层相连通，吸收塔的顶部设置有烟气出口。

控制器5与数据采集平台6、石灰石浆液泵1、脱硫浆液监测仪表2、石膏浆液排出泵3及脱硫废水监测仪表4相连接。

脱硫浆液监测仪表2为在线氯离子分析仪、在线pH计、在线亚硫酸根分析仪、密度计及液位计中的一种或者几种的组合。

脱硫废水监测仪表4为在线氯离子分析仪及在线pH计中的一种或者两者的组合。

数据采集平台6可实时采集机组负荷、煤硫分、脱硫浆液的氯离子浓度、亚硫酸根浓度及pH等指标的离线测量值以及脱硫废水的氯离子浓度及pH等指标的离线测量值。

本发明的工作过程为：

控制器5通过脱硫浆液监测仪表2实时检测脱硫浆液的氯离子浓度、亚硫酸根浓度、pH值、密度及吸收塔内浆液液位，控制器5通过脱硫废水监测仪表4实时检测脱硫废水的氯离子浓度和pH值，控制器5根据监测结果以及DL/T 5196《火力发电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统设计规程》，并结合数据采集平台6采集的脱硫浆液、脱硫废水的离线测量值、机组负荷和煤硫分等信息，确定石灰石浆液泵1和石膏浆液排出泵3的流量，控制石灰石浆液泵1和石膏浆液排出泵3的开度，使脱硫浆液监测仪表2和脱硫废水监测仪表4的监测值在设定范围内。

具体的：当脱硫浆液氯离子浓度、脱硫废水氯离子浓度或脱硫浆液密度高于预设值时，则增加石膏浆液排出泵3的浆液排出流量；当脱硫浆液液位、脱硫浆液pH或脱硫废水pH大于预设值时，则减小石灰石浆液泵1向吸收塔投加的石灰石浆液流量；当脱硫浆液液位、脱硫浆液密度、脱硫浆液pH或脱硫废水pH小于预设值时，则增加石灰石浆液泵1向吸收塔投加的石灰石浆液流量；当亚硫酸根浓度高于预设值时，控制器5则发出警报，以提示运行人员降低机组负荷或减小煤硫分。

本发明通过脱硫浆液监测仪表2和脱硫废水监测仪表4，实现脱硫浆液氯离子浓度、亚硫酸根浓度、pH值、密度、吸收塔内浆液液位和脱硫废水氯离子浓度及pH值的自动连续监测，消除化学监督的盲区，不用运行人员定期取样进行手工分析，大大减少人员工作量。

本发明自动根据在线监测仪表的测量值进行运行设备的参数调整，自动实现脱硫系统运行工况的优化控制，保证发电机组和脱硫装置的安全稳定运行，保证脱硫系统相关技术经济指标在设计范围内，保证脱硫效率、石膏品质、废水品质等满足要求。