基于过程数据扫描的浆液循环泵优化调度方法

基于过程数据扫描的浆液循环泵优化调度方法

(内蒙古岱海发电有限责任公司内蒙古乌兰察布013700)

随着国家发展改革委、环境保护部《燃煤发电机组环保电价及环保设施运行监管办法》文件下达,国家对节能减排管控力度的不断加大,电厂面临的污染物排放的控制压力也越来越大。SO2作为电厂排放的主要污染物之一,其排放浓度控制是电厂重点关注领域。

针对吸收塔浆液循环泵优化调度主要是基于现场试验和物料平衡的方法开展的。针对浆液循环泵优化调度的现场试验首先选取几个过程的临界工况点,再让机组稳定运行在这些工况点上,同时改变浆液循环泵的组合方式,观察组合方式不同对脱硫效果产生的影响,从而为后期运行提供指导。现场试验的方法可信度高,但开展的成本较高,可重复性差,覆盖的工况范围有限,因此适用的范围较小。基于物料平衡的浆液循环泵优化调度方法直接根据设计值进行推算,方法简单,可重复性好,覆盖的工况范围也广,但由于设计条件与现场实际运行条件往往差异较大,因此物料平衡得到的结果其实际应用效果难以保证。

目前我国湿法脱硫系统均实现了DCS集中控制,对脱硫吸收塔进出口参数及浆液循环泵运行状态均有在线监测手段,这些参数与锅炉其他运行参数一道已经被采集并存储在电厂SIS系统中,从而形成了脱硫系统运行数据库,这些实时数据以及历史数据中包含了丰富的系统信息,是系统运行状态最真实的反映。从过程数据中扫描出以往吸收塔浆液循环泵组合变化前后对脱硫效果影响的数据,实现浆液循环泵实施优化调度,对进一步降低污染物治理能耗水平具有重要意义。

本文提出一种基于过程数据扫描的浆液循环泵优化调度方法,从过程数据中扫描出机组历史上浆液循环泵组合变化对脱硫效果影响的数据,对当前浆液循环泵进行优化调度。

一种基于过程数据扫描的浆液循环泵优化调度方法,包括以下步骤:

步骤(1)变量选择

不同外界条件下,泵组合变化对系统脱硫率产生的影响不同,需要结合机理分析与现场测点情况选取测点变量,选取出的变量构成一确定的工况条件,当工况条件一定时,某一泵组合变化引起的系统脱硫率的变化一定;

除泵组合情况外,影响脱硫率变化的因素分为烟气因素和运行因素;烟气因素包括吸收塔进口烟气流量和吸收塔入口SO2浓度;运行因素包括泵组合变化前系统脱硫率和浆液pH;

步骤(2)数据扫描与组合划分

以往基于现场试验得到的浆液循环泵组合变化对脱硫效果影响样本点较少,覆盖的工况范围小。在这里,为了得到更加丰富的样本,从过程数据中得到浆液循环泵组合变化对脱硫效果的影响数据,包括以下步骤:

步骤(2a)扫描过程数据

从当前时刻开始,导出对象历史数据库中过去某一段时间内步骤(1)中选出的变量数据,以及代表各个泵启停状态的数据;根据各个泵启停状态数据,可以得到泵组合变化时间点,取出该时间点前一时刻步骤(1)中选择出的变量数据以及该时间点后一时刻系统脱硫率变化数据,即可以得到此外界条件下该浆液泵组合变化对系统脱硫效果的影响数据,找出全部泵组合变化的时间点,取出相应数据,组成如下数据集;

步骤(3)浆液循环泵实时优化调度

利用步骤(2)中得到的子数据集,对浆液循环泵进行实时优化调度,目的是在保证机组脱硫系统安全运行的同时,提高系统的经济性,包括以下步骤:

步骤(3a)优化调度的触发条件

机组脱硫系统被考核的部分主要是SO2排放浓度,考虑到机组运行需要同时满足安全性和经济性,即在维持SO2排放浓度不超标的情况下使用耗电较少的浆液循环泵组合。在这里需要根据机组运行特性设定优化调度的安全上限和经济下限,当排放浓度超过安全上限,认为机组有超标危险,启泵优化;当排放浓度低于经济下限,认为此时浆液泵组合能力过剩,停泵优化;当排放浓度在上下限之间时,认为机组运行状态合理,不进行浆液循环泵的优化;

步骤(3b)浆液循环泵组合寻优

各数据集中最小的样本所对应的为当前泵组合变化到对应泵组合后系统脱硫率变化,结合此时进口SO2浓度可计算出SO2排放浓度变化数值;找出排放浓度处于步骤(3a)中上下限之间的能耗最小的泵组合变化作为优化结果。若计算出所有结果都低于经济下限,则以所有泵组合中能耗最小的作为优化结果;若计算出所有结果都高于安全上限,则以所有泵组合中能耗最大的作为优化结果;其中上述N均为整数。

步骤(1)中,所述的烟气因素还包括吸收塔入口烟气温度,吸收塔入口烟气中氧含量及粉尘含量。

步骤(1)中,所述的运行因素还包括钙硫比,浆液密度和吸收塔液位。

有益效果:与现有技术相比,基于过程数据扫描的浆液循环泵优化调度方法克服了现场试验方法中所获的样本工况覆盖范围窄的缺点,扩大了浆液循环泵优化调度的适用范围;同时本方法相比现场试验方法所需成本低,操作便捷。

附图

图1浆液循环泵优化调度方法流程图

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