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CN116857203A - 基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节系统及方法 - Google Patents

基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节系统及方法 Download PDF

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CN116857203A
CN116857203A CN202310896178.8A CN202310896178A CN116857203A CN 116857203 A CN116857203 A CN 116857203A CN 202310896178 A CN202310896178 A CN 202310896178A CN 116857203 A CN116857203 A CN 116857203A
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李钊
安欣
张海龙
吴晋
李继福
唐伟
张开鹏
王邦行
曲广浩
何未雨
杨光锐
王勇刚
曹勇
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Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明公开了基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节系统及方法，属于海水脱硫技术领域。获取燃煤硫分、入炉煤量、海水碱度以及海水pH值可以得到所需循环水流量，得到一个对应的循环水泵频率；通过机组负荷、海水温度以及海水潮位得到所需循环水流量，得到另一个对应的循环水泵频率；最后共同耦合计算得到最优循环水泵频率，降低机组耗电率，保证机组安全、节能、环保的运行。

Description

基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节系统及方法
技术领域
本发明属于海水脱硫技术领域，涉及基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节系统及方法。
背景技术
部分位于海边的电厂采用海水脱硫技术，循环水通过凝汽器后进入曝气池，与锅炉烟气进行混合，采用海水中的碱性物质与烟气中的含硫氧化物进行反应，将烟气中的硫分脱除。
对于设置有变频循环水泵的未采用海水脱硫机组，循环水流量是通过海水温度、机组负荷结合潮位变化来确定的。采用海水脱硫的机组，为保证脱硫效果，一般会采用采用过量的循环水。这样就导致变频循环水泵常年运行在高频率，增加循环水泵耗电率，导致机组能耗增加。因此，得到一个最优的循环水泵频率，降低机组耗电率，是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中为保证脱硫效果，采用过量循环水导致变频循环水泵常处在高频率运行，增加循环水泵耗电率，导致机组能耗增加的技术问题，提供基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节系统及方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
第一方面，本发明提供一种基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节方法，包括以下步骤：
步骤1：获取机组负荷、海水温度及海水潮位得到第一循环水泵频率D4；
步骤2：获取燃煤硫分、入炉煤量、海水碱度以及海水pH值得到第二循环水泵频率D5；
步骤3：选取第一循环水泵频率D4与第二循环水泵频率D5中最大值为最终循环水泵频率D6；将最终循环水泵频率D6输入变频循环水泵。
上述方法进一步的改进在于：
所述步骤1包括：将基于负荷和水温的流量信号D1与最低扬程信号D2输入第一频率处理器11得到第一循环水泵频率D4，计算过程如下：
′
D4＝Q/k
其中，Q′为基于负荷和水温的流量信号D1与最低扬程信号D2在循环水泵H-Q曲线中所对应的输出流量的最大值，k为流量系数。
所述基于负荷和水温的流量信号D1的生成，包括：将海水温度信号S1与机组负荷信号S2输入用于计算海水流量的第一流量处理器8，通过冷端优化试验得到基于负荷和水温的流量信号D1。
所述海水温度信号S1由温度测量装置4测得。
所述机组负荷信号S2由DEH系统5生成。
所述最低扬程信号D2的生成，包括：将海水潮位信号S3输入用于计算保证循环水泵运行最低扬程信号的扬程处理器9得到最低扬程信号D2，计算过程如下：
H＝H1-H2
其中，H1为凝汽器顶部标高，H2为实际潮位，H为最小扬程。
所述海水潮位信号S3由潮位测量装置6测得。
所述步骤2包括：将脱硫所需海水流量信号D3输入第二频率处理器12得到第二循环水泵频率D5，计算过程如下：
D5＝Q/k
其中，Q为脱硫所需海水流量，k为流量系数。
所述脱硫所需海水流量信号D3的生成包括：将煤质化验系统7输出的燃煤硫分信号S4、DCS系统14输出的实时入炉煤量信号S5以及海水水质测量装置15输出的海水碱度信号S6和海水pH值信号S7，共同输入第二流量处理器10得到脱硫所需海水流量信号D3，计算过程如下：
其中，Mso2为脱硫入口二氧化硫含量，K为燃煤中含硫量燃烧后氧化成二氧化硫的份额，Bg为实时入炉煤量，q4为机械完成燃烧的热损失，采用锅炉设计值或试验值，Sar为燃煤硫分,为循环硫化床锅炉内脱硫效率；
其中，Q为脱硫所需海水流量，Mso2为脱硫入口二氧化硫含量，为脱硫效率，采用设计值或实验值，A为海水总碱度，pH2为海水pH值。
第二方面，本发明提供一种基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节系统，包括潮位测量装置6，潮位测量装置6安装于海水前池1处；潮位测量装置6的输出端与扬程处理器9的输入端电连接，扬程处理器9的输出端与第一频率处理器11的输入端电连接；温度测量装置4与海水前池连接，温度测量装置4的输出端分别与第一流量处理器8和变频循环水泵2的输入端连接；DEH系统5的输出端与第一流量处理器8的输入端电连接，第一流量处理器8的输出端与第一频率处理器11的输入端电连接，第一频率处理器11的输出端与第三频率处理器13的输入端电连接；第二流量处理器10的输入端分别与煤质化验系统7、DCS系统14和海水水质测量装置15的输出端电连接；第二流量处理器10的输出端与第二频率处理器12的输入端电连接；第二频率处理器12的输出端与第三频率处理器13的输入端电连接；第三频率处理器13的输出端与变频循环水泵2的输入端电连接，变频循环水泵2的输出端与凝汽器3连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过实时燃煤硫分的数据，根据燃煤硫分、入炉煤量、海水碱度以及海水pH值可以得到所需循环水流量，得到一个对应的循环水泵频率；通过机组负荷、海水温度以及海水潮位得到所需循环水流量，得到另一个对应的循环水泵频率；最后共同耦合计算得到最优循环水泵频率；避免了采用过量循环水，降低了机组耗电率；保证机组安全、节能、环保的运行。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明方法的流程图；
图2为本发明系统的结构图；
其中：1-海水前池；2-变频循环水泵；3-凝汽器；4-温度测量装置；5-DEH系统；6-潮位测量装置；7-煤质化验系统；8-第一流量处理器；9-扬程处理器；10-第二流量处理器；11-第一频率处理器；12-第二频率处理器；13-第三频率处理器；14-DCS系统；15-海水水质测量装置；S1-海水温度信号；S2-机组负荷信号；S3-海水潮位信号；S4-燃煤硫分信号；S5-实时入炉煤量信号；S6-海水碱度信号；S7-海水pH值信号；D1-基于负荷和水温的流量信号；D2-最低扬程信号；D3-脱硫所需海水流量信号；D4-第一循环水泵频率；D5-第二循环水泵频率；D6-最终循环水泵频率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1：
参见图1，本发明公开了基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节方法，包括以下步骤：
1)获取机组负荷、海水温度及海水潮位得到第一循环水泵频率D4；
利用温度测量装置4测得海水温度信号S1，DEH系统5输出机组负荷信号S2，将海水温度信号S1与机组负荷信号S2输入用于计算海水流量的第一流量处理器8，通过冷端优化试验得到基于负荷和水温的流量信号D1；
利用潮位测量装置6测得海水潮位信号S3，将海水潮位信号S3输入用于计算保证循环水泵运行最低扬程信号的扬程处理器9得到最低扬程信号D2，计算过程如下：
H＝H1-H2
其中，H1为凝汽器顶部标高，H2为实际潮位，H为最小扬程。
将基于负荷和水温的流量信号D1与最低扬程信号D2输入用于计算循环水泵最佳运行频率的第一频率处理器11得到第一循环水泵频率D4，
计算过程如下：
D4＝Q′/k
其中，D4为第一循环水泵频率，Q′为基于负荷和水温的流量信号D1与最低扬程信号D2在循环水泵H-Q曲线中所对应的输出流量的最大值，k为流量系数。
2)获取燃煤硫分、入炉煤量、海水碱度以及海水pH值得到第二循环水泵频率D5；
将煤质化验系统7输出的燃煤硫分信号S4、DCS系统14输出的实时入炉煤量信号S5以及海水水质测量装置15输出的海水碱度信号S6和海水pH值信号S7，共同输入第二流量处理器10得到脱硫所需海水流量信号D3，计算过程如下：
其中，Mso2为脱硫入口二氧化硫含量，K为燃煤中含硫量燃烧后氧化成二氧化硫的份额，Bg为实时入炉煤量，q4为机械完成燃烧的热损失，采用锅炉设计值或试验值，Sar为燃煤硫分,为循环硫化床锅炉内脱硫效率。
其中，Q为脱硫所需海水流量，Mso2为脱硫入口二氧化硫含量，为脱硫效率，采用设计值或实验值，A为海水总碱度，pH2为海水pH值。
将脱硫所需海水流量信号D3输入第二频率处理器12得到第二循环水泵频率D5，计算过程如下：
D5＝Q/k
其中，D5为第二循环水泵频率，Q为脱硫所需海水流量，k为流量系数。
3)选取第一循环水泵频率D4与第二循环水泵频率D5中最大值为最终循环水泵频率D6；将最终循环水泵频率D6输入变频循环水泵；
实施例2：
参见图2，本发明公开了基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节系统，潮位测量装置6安装于海水前池1处；潮位测量装置6的输出端与扬程处理器9的输入端电连接，扬程处理器9的输出端与第一频率处理器11的输入端电连接；温度测量装置4与海水前池连接，温度测量装置4的输出端分别与第一流量处理器8和变频循环水泵2的输入端连接；DEH系统5的输出端与第一流量处理器8的输入端电连接，第一流量处理器8的输出端与第一频率处理器11的输入端电连接，第一频率处理器11的输出端与第三频率处理器13的输入端电连接；第二流量处理器10的输入端分别与煤质化验系统7、DCS系统14和海水水质测量装置15的输出端电连接；第二流量处理器10的输出端与第二频率处理器12的输入端电连接；第二频率处理器12的输出端与第三频率处理器13的输入端电连接；第三频率处理器13的输出端与变频循环水泵2的输入端电连接，变频循环水泵2的输出端与凝汽器3连接。
本发明的工作原理如下：
温度测量装置4测得海水温度信号S1，DEH系统5输出机组负荷信号S2，海水温度信号S1与机组负荷信号S2共同进入第一流量处理器8，得到基于负荷和水温的流量信号D1；潮位测量装置6得到海水潮位信号S3，海水潮位信号S3进入扬程处理器9得到最低扬程信号D2，基于负荷和水温的流量信号D1和最低扬程信号D2进入第一频率处理器11得到第一循环水泵频率D4；
煤质化验系统7输出燃煤硫分信号S4，DCS系统14输出实时入炉煤量信号S5，海水水质测量装置15输出海水碱度信号S6和海水pH值信号S7；燃煤硫分信号S4、实时入炉煤量信号S5、海水碱度信号S6以及海水pH值信号S7进入第二流量处理器10，得到脱硫所需海水流量信号D3，脱硫所需海水流量信号D3进入第二频率处理器12，得到第二循环水泵频率D5；
第一循环水泵频率D4与第二循环水泵频率D5共同进入第三频率处理器13，选取频率最高的一个值为最终循环水泵频率D6，最终循环水泵频率D6信号进入变频循环水泵，最终控制循环水泵频率。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：获取机组负荷、海水温度及海水潮位得到第一循环水泵频率(D4)；
步骤2：获取燃煤硫分、入炉煤量、海水碱度以及海水pH值得到第二循环水泵频率(D5)；
步骤3：选取第一循环水泵频率(D4)与第二循环水泵频率(D5)中最大值为最终循环水泵频率(D6)；将最终循环水泵频率(D6)输入变频循环水泵。
2.根据权利要求1所述的基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节方法，其特征在于，所述步骤1包括：将基于负荷和水温的流量信号(D1)与最低扬程信号(D2)输入第一频率处理器(11)得到第一循环水泵频率(D4)，计算过程如下：
D4＝Q′/k
其中，Q′为基于负荷和水温的流量信号(D1)与最低扬程信号(D2)在循环水泵H-Q曲线中所对应的输出流量的最大值，k为流量系数。
3.根据权利要求2所述的基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节方法，其特征在于，所述基于负荷和水温的流量信号(D1)的生成，包括：将海水温度信号(S1)与机组负荷信号(S2)输入用于计算海水流量的第一流量处理器(8)，通过冷端优化试验得到基于负荷和水温的流量信号(D1)。
4.根据权利要求2所述的基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节方法，其特征在于，所述海水温度信号(S1)由温度测量装置(4)测得。
5.根据权利要求2所述的基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节方法，其特征在于，所述机组负荷信号(S2)由DEH系统(5)生成。
6.根据权利要求2所述的基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节方法，其特征在于，所述最低扬程信号(D2)的生成，包括：将海水潮位信号(S3)输入用于计算保证循环水泵运行最低扬程信号的扬程处理器(9)得到最低扬程信号(D2)，计算过程如下：
H＝H1-H2
其中，H1为凝汽器顶部标高，H2为实际潮位，H为最小扬程。
7.根据权利要求6所述的基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节方法，其特征在于，所述海水潮位信号(S3)由潮位测量装置(6)测得。
8.根据权利要求1所述的基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节方法，其特征在于，所述步骤2包括：将脱硫所需海水流量信号(D3)输入第二频率处理器(12)得到第二循环水泵频率(D5)，计算过程如下：
D5＝Q/k
其中，Q为脱硫所需海水流量，k为流量系数。
9.根据权利要求8所述的基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节方法，其特征在于，所述脱硫所需海水流量信号(D3)的生成包括：将煤质化验系统(7)输出的燃煤硫分信号(S4)、DCS系统(14)输出的实时入炉煤量信号(S5)以及海水水质测量装置(15)输出的海水碱度信号(S6)和海水pH值信号(S7)，共同输入第二流量处理器(10)得到脱硫所需海水流量信号(D3)，计算过程如下：
其中，Mso2为脱硫入口二氧化硫含量，K为燃煤中含硫量燃烧后氧化成二氧化硫的份额，Bg为实时入炉煤量，q4为机械完成燃烧的热损失，采用锅炉设计值或试验值，Sar为燃煤硫分,为循环硫化床锅炉内脱硫效率；
其中，Q为脱硫所需海水流量，为脱硫入口二氧化硫含量，为脱硫效率，采用设计值或实验值，A为海水总碱度，pH2为海水pH值。
10.基于燃煤硫分的海水脱硫变频循环水泵的调节系统，其特征在于，包括潮位测量装置(6)，潮位测量装置(6)安装于海水前池(1)处；潮位测量装置(6)的输出端与扬程处理器(9)的输入端电连接，扬程处理器(9)的输出端与第一频率处理器(11)的输入端电连接；温度测量装置(4)与海水前池连接，温度测量装置(4)的输出端分别与第一流量处理器(8)和变频循环水泵(2)的输入端连接；DEH系统(5)的输出端与第一流量处理器(8)的输入端电连接，第一流量处理器(8)的输出端与第一频率处理器(11)的输入端电连接，第一频率处理器(11)的输出端与第三频率处理器(13)的输入端电连接；第二流量处理器(10)的输入端分别与煤质化验系统(7)、DCS系统(14)和海水水质测量装置(15)的输出端电连接；第二流量处理器(10)的输出端与第二频率处理器(12)的输入端电连接；第二频率处理器(12)的输出端与第三频率处理器(13)的输入端电连接；第三频率处理器(13)的输出端与变频循环水泵(2)的输入端电连接，变频循环水泵(2)的输出端与凝汽器(3)连接。
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