火电厂石灰石—石膏湿法脱硫系统建模与优化

摘要

由于人们环境保护意识和要求的不断提高，以及酸雨危害的不断加重，燃煤电厂烟气脱硫项目被越来越重视。在众多的脱硫技术中石灰石-石膏湿法脱硫技术由于其脱硫效率高，煤种适应性强的特点而被国内大多数燃煤电厂所选择，因此对石灰石-石膏湿法脱硫技术在实际运行中的可靠性，高效性的研究改进，有着重要的意义。
　　本文以河北国华沧东发电厂一期2*600MW燃煤机组石灰石-石膏湿法脱硫系统为例，介绍了脱硫系统的主要工艺流程，并以工艺流程为顺序详细阐述了湿法脱硫系统的几个主要设施，包括:烟气系统，吸收塔系统，石灰石浆液制备系统和石膏脱水系统等。同时对吸收塔内主要的物理变化与化学反应，以及对脱硫效率产生影响的重要参数进行了分析，并在此基础上，重点对由浆液供给量，煤种和负荷量条件改变而对吸收塔浆液PH值自动调节系统的影响进行了理论分析与建模试验。
　　在依据所建立的模型基础上，使用Matlab软件对吸收塔浆液PH值自动调节系统进行组态建模和仿真试验。通过模型的仿真曲线，利用工程整定方法对吸收塔浆液PH值自动调节的PID控制器参数进行了整定试验。
　　同时对于自动调节系统中的主要扰动信号，即由负荷和煤种变化所造成的吸收塔浆液PH值扰动，进行了仿真试验，并对扰动信号的补偿提出了增加导前-滞后微分的前馈控制改进方案。并通过仿真程序模拟负荷与煤种的变化过程，对改进后的控制系统进行检验。
　　最后利用BP神经网络原理，对传统的PID控制器进行改进，并使用Matlab软件对改进后的控制系统进行仿真试验，以检验改进后的调节效果

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的背景及其意义

1．2 国内外研究动态

1．3 课题研究内容

第2章 湿法脱硫工艺介绍及原理分析

2．1 湿法脱硫工艺的发展及优势

2．2 沧东电厂湿法脱硫系统介绍

2．2．1 烟气系统

2．2．2 SO2吸收系统

2．2．3 石灰石制备系统

2．2．4 石膏脱水系统

2．2．5 其它系统

2．3 石灰石-石膏湿法脱硫原理分析

2．3．1 气液相间的传质过程

2．3．2 化学吸收反应过程

2．4 影响脱硫效率的因素分析

2．4．1 液气比

2．4．2 气液接触时间

2．4．3 浆液PH值

2．4．4 烟气流量

2．4．5 烟气SO2含量

2．4．6 烟气温度

2．4．7 浆液密度

2．4．8 浆液流量

2．4．9 氧化空气量

2．4．10 烟尘和Cl-的干扰因素

2．5 本章小结

第3章 石灰石-石膏湿法脱硫系统建模

3．1 石灰石-石膏湿法脱硫机理分析

3．1．1 吸收塔浆液PH值控制过程机理分析

3．1．2 浆液流量与浆液密度对PH值影响的机理分析

3．1．3 烟气流量与烟气SO2浓度对PH值影响的机理分析

3．2 利用响应曲线求取传递函数的方法

3．2．1 对于一阶惯性环节拟合的两点法

3．2．2 对于二阶惯性环节拟合的两点法

3．2．3 对于n阶惯性环节拟合的两点法

3．3 低PH值工况下的模型建立

3．3．1 浆液流量传递函数确定

3．3．2 浆液密度传递函数确定

3．3．3 烟气流量传递函数确定

3．3．4 烟气SO2浓度传递函数确定

3．4 高PH值工况下的模型建立

3．5 浆液调节阀门特性函数确定

3．6 浆液PH值模型建立与仿真

3．7 本章小结

第4章 吸收塔浆液PH值自动控制PID参数整定

4．1 PID调节器原理

4．1．1 比例调节

4．1．2 积分调节

4．1．3 微分调节

4．2 PID调节器参数整定

4．2．1 PID调节器参数的工程整定方法

4．2．2 衰减曲线法整定浆液PH值PID调节器参数

4．3 本章小结

第5章 吸收塔浆液PH值自动控制优化改进

5．1 前馈补偿调节

5．1．1 扰动因素影响仿真

5．1．2 前馈补偿设计

5．1．3 前馈补偿的仿真检验

5．2 基于BP神经网络结构的PID控制优化

5．3 本章小结

第6章 结论

6．1 论文的主要工作

6．2 论文取得的成果与不足

6．2．1 论文取得的成果

6．2．2 论文的不足

参考文献

在学期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢

作者简介