基于FuzzyPI控制器的循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫自動(dòng)控制系統(tǒng)_圖文

1、 ,臺(tái)金自動(dòng)化2009年Sl電除塵器。固體顆粒循環(huán)返回脫硫塔,一方面使塔內(nèi)保持適當(dāng)?shù)奈锪蠞舛?另一方面使未反應(yīng)完的脫硫劑重復(fù)使用,這對(duì)提高脫硫效率起到了非常重要的作用31。圖I循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫系統(tǒng)工藝圖2半干法煙氣脫硫自控系統(tǒng)本控制系統(tǒng)由上業(yè)控制計(jì)算機(jī)、西門子s7. 300系列的CPU315.2DP可編程控制器(PJ。C、變頻器、流量傳感器、溫度傳感器、模擬量輸入單元SM33l,SM32l數(shù)字輸人模塊,SM322數(shù)字輸出模塊,以太網(wǎng)通信模塊,電源模塊和底板,執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。PLc是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集、邏輯控制、系統(tǒng)故障處理以及同上位機(jī)通信,保護(hù)與聯(lián)鎖等。功率柜由變頻

2、器和一些大功率元器件組成,來自PLc的速度調(diào)節(jié)信號(hào)經(jīng)變頻器放大后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器以適應(yīng)煙氣中sO:濃度的變化和改善塔內(nèi)反應(yīng)條件。上位機(jī)和模擬顯示屏作為町選外圍設(shè)備,使系統(tǒng)能同時(shí)管理多套脫硫設(shè)備的運(yùn)行。圖2是上位機(jī)使用組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)的主控操作和狀態(tài)顯示界面,可以連續(xù)監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)運(yùn)行參數(shù),并提供完整的顯示畫面和報(bào)警信息,能顯示表格、曲線、棒圖、趨勢(shì)圖和模擬圖等畫面,能提供各種參數(shù)、跳I剛事件的順序記錄、指定參數(shù)的定時(shí)制表、趨勢(shì)記錄和事故追憶打印等服務(wù)。為了進(jìn)一步提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能,進(jìn)而提高系統(tǒng)的脫硫效率,系統(tǒng)采用FuzzyPI控制器對(duì)CaO投料給定母和循環(huán)料給定量進(jìn)行閉環(huán)控.12制。常規(guī)Fuzzy

3、PI控制器結(jié)構(gòu)如圖3所示。【41關(guān)于循環(huán)流化床半干法脫硫系統(tǒng)的先驗(yàn)知識(shí)可定性歸納為:1增加caO給料量,脫硫效率和鈣硫摩爾比都升高,反之則都降低;增加caO給料量會(huì)使得反應(yīng)塔壓差增大,反之則減少。,2增加循環(huán)料量,脫硫效率略升高,反之則略降低,在與CaO同量的情況下,循環(huán)料對(duì)脫硫效率的影響小很多;同時(shí)增加循環(huán)料量會(huì)使得反應(yīng)塔壓差增大,反之則減少,在與caO同量的情況下,循環(huán)料對(duì)反應(yīng)塔壓差影響基本相同。3在保證脫硫效率的同時(shí),盡量提高循環(huán)料的使用效率,滿足鈣硫摩爾比小于1.5。根據(jù)上述先驗(yàn)知識(shí),Fuzzy-PI控制器設(shè)計(jì)可以進(jìn)行以下步驟:將系統(tǒng)輸入量誤差E,誤差變化率EC和輸出量Po。的系數(shù)K。

4、,Ki變化范圍定義為模糊集上的論域。設(shè)輸入量誤差E和誤差變化率Ec的論域?yàn)?一6,一5,一4,一3,一2,一1,0,l,2,3,4,5,6,輸入量誤差E和誤差變化率Ec模糊子集為: ,vB,M,朋,zD,艄,PM,PB,其中的元素分別代表負(fù)大,負(fù)中,負(fù)小,零,正小,正中,正大。 在本系統(tǒng)中,為設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便,使用相同的自整定冶金自動(dòng)化2009年Sl 圖2主控操作和狀態(tài)顯示界面圖3Fuz巧PI控制器結(jié)構(gòu)圖系數(shù)G來整定K,K,K。G的論域?yàn)?l/8,l/4, 1/2,l,2,4,8,cf的模糊子集為:不變,小放,中放,大放。餾,珊,胚,C,琊,刪,冊(cè),其中的元素分別代表大縮,中縮,小縮,不變,小放,中放

5、,大放。c,的隸屬函數(shù)和控制規(guī)則表分別如表l和表2所示。疋,K。,K。各自的計(jì)算公式如下:疋(七=丘(七一1×G(1K(五=K(后一1×C,(2X,(矗=X,(斃一1/ef(3式中,疋(尼為速度偏差;疋(后為加速度偏差;K 為比例系數(shù)。為了消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差和增強(qiáng)抗干擾能力,控制器引入了積分系數(shù)K。設(shè)K的論域?yàn)? l,2,3,4,5,6,7,K的模糊子集為S,肘,坳,表l C,隸屬函數(shù)表表B,其中的元素分別代表小,中,中大,大。K的隸屬函數(shù)和控制規(guī)則表分別如表3和表4所示。K的計(jì)算公式為Ki(七=Kr(知×Ci(4式中,Ci為K縮放比例系數(shù),K,(五模糊值根據(jù)E,

6、EC由表3和表4推理得到。本系統(tǒng)中為了設(shè)計(jì)方便,使用相同的模糊規(guī) 13 系統(tǒng)作者:歐陽海峰, 樊生文, 喬森, 王占擴(kuò)作者單位:歐陽海峰(北京中科創(chuàng)新園,高新技術(shù)有限公司,北京,100080, 樊生文,王占擴(kuò)(北方工業(yè)大學(xué), 喬森(北京興大豪科技開發(fā)有限公司相似文獻(xiàn)(10條介紹了鋼鐵工業(yè)燒結(jié)煙氣選擇性脫硫技術(shù)及循環(huán)流化床半干法脫硫工藝的原理、系統(tǒng)運(yùn)行效果及在應(yīng)用中存在的問題,并對(duì)其發(fā)展提出了建議.2.期刊論文余志杰福建三鋼180m2燒結(jié)機(jī)煙氣循環(huán)流化床干法脫硫裝置-能源與環(huán)境2008(4概述燒結(jié)煙氣的特點(diǎn),主要介紹煙氣循環(huán)流化床干法脫硫技術(shù)在福建三鋼180m2燒結(jié)機(jī)煙氣處理上的應(yīng)用,此項(xiàng)實(shí)施對(duì)

7、改善三明環(huán)境及三明地區(qū)大氣污染有著明顯的作用.3.會(huì)議論文余志杰福建三鋼180m2燒結(jié)機(jī)煙氣循環(huán)流化床干法脫硫裝置2009概述了燒結(jié)煙氣的特點(diǎn),主要介紹了煙氣循環(huán)流化床干法脫硫技術(shù)在福建三鋼180m2燒結(jié)機(jī)煙氣處理上的應(yīng)用,此項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)改善三明環(huán)境及三明地區(qū)大氣污染物水平有著明顯的作用。介紹了福建三鋼2#燒結(jié)機(jī)所采用的選擇性、循環(huán)流化床半干法脫硫工藝.該系統(tǒng)投運(yùn)10個(gè)月來,脫硫設(shè)施同機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率和脫硫率均達(dá)90%以上,運(yùn)行成本較低,燒結(jié)礦產(chǎn)量可提高15%以上.它的成功實(shí)施,為我國(guó)其他燒結(jié)廠煙氣脫硫積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn).5.學(xué)位論文郭啟超活性石灰/粉煤灰制備燒結(jié)煙氣脫硫劑的試驗(yàn)研究2004該文研究了以

8、鋼鐵企業(yè)常用物料活性石灰和自備電廠粉煤灰制備的脫硫劑,在鞍鋼循環(huán)流化床脫硫試驗(yàn)裝置上進(jìn)行了燒結(jié)煙氣脫硫性能試驗(yàn).首次將活性石灰和粉煤灰組成的脫硫劑引入鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣循環(huán)流化床煙氣脫硫系統(tǒng),并取得成功.該研究的目的是,充分利用鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有堿性原料和堿性廢物,研究開發(fā)適合燒結(jié)機(jī)煙氣循環(huán)流化床脫硫的新型脫硫劑,達(dá)到以廢治廢和降低運(yùn)行成本,提高脫硫劑利用率的目的,為中國(guó)燒結(jié)煙氣脫硫的發(fā)展提供支持.該研究燒結(jié)煙氣SO2濃度范圍在200500mg/m3,煙氣量41 505000m3/h,煙氣溫度在80135的條件下,對(duì)活性石灰和粉煤灰組成的脫硫劑進(jìn)行了脫硫劑配比試驗(yàn),脫硫前后脫硫劑粒徑分析試驗(yàn),脫硫劑加

9、水活化、煙氣蒸汽增濕脫硫?qū)Ρ仍囼?yàn)及鈣硫比對(duì)脫硫效率影響試驗(yàn)研究.試驗(yàn)結(jié)果表明,活性石灰與粉煤灰的質(zhì)量比按1:2配置時(shí),脫硫劑鈣的利用率較高,并具有相對(duì)較好的經(jīng)濟(jì)性;通過對(duì)脫硫前后脫硫劑粒徑變化對(duì)比分析,循環(huán)流化床脫硫過程可導(dǎo)致大顆粒減小,小顆粒增加.在脫硫劑粒徑分布分析的基礎(chǔ)上,選擇出5-350 m為該試驗(yàn)裝置較合適的脫硫劑粒徑范圍.脫硫劑加6%的水活化比不加水活化具有更好的脫硫效果;煙氣蒸汽增濕有利于脫硫劑鈣的利用率和SO2累積去除量的提高;優(yōu)選出的脫硫劑連續(xù)性試驗(yàn)表明該試驗(yàn)裝置在鈣硫比1.5時(shí)可以取得70%的脫硫效率.試驗(yàn)及分析結(jié)果表明活性石灰與粉煤灰組成的脫硫劑充分利用了鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有堿性

10、原料和堿性廢物,以廢治廢,是適合燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的新型脫硫劑.通過對(duì)濕法和干法脫硫技術(shù)進(jìn)行比較,以及對(duì)循環(huán)流化床干法和密相干塔法脫硫工藝進(jìn)行論證和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,三鋼2號(hào)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣脫硫最終選定了煙氣循環(huán)流化床干法脫硫(CFB-FGD方案.該方案的實(shí)施將明顯改善三明地區(qū)大氣環(huán)境.循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫技術(shù)由于既具有循環(huán)流化床脫硫效率高和脫硫劑利用率高的優(yōu)點(diǎn)又具有半干法煙氣脫硫技術(shù)系統(tǒng)簡(jiǎn)單,投資低,脫硫產(chǎn)物容易處理的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用.簡(jiǎn)要介紹了一種循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫工藝,闡述了工藝的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及功能.為了進(jìn)一步提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能,進(jìn)而提高系統(tǒng)的脫硫效率,系統(tǒng)采用Fuzzy-

11、PI控制器對(duì)CaO投料給定量和循環(huán)料給定量進(jìn)行閉環(huán)控制.此自動(dòng)控制系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某鋼鐵廠120平米燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫系統(tǒng)中,系統(tǒng)結(jié)果表明:該系統(tǒng)運(yùn)行可靠,系統(tǒng)脫硫效率可達(dá)85%以上,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益.8.學(xué)位論文嚴(yán)秉勤循環(huán)流化床燒結(jié)煙氣脫硫熱態(tài)模擬試驗(yàn)1995該文采用熱態(tài)模擬方法,在250m<'3>/h處理量的循環(huán)流化床實(shí)驗(yàn)裝置上,進(jìn)行了燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的實(shí)驗(yàn).主要研究了煙氣溫度、煙氣中SO<,2>濃度、吸收劑CaO粒徑、床速、床重、床內(nèi)相對(duì)濕度對(duì)脫硫率的影響.模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,床內(nèi)相對(duì)濕度對(duì)脫硫率的影響最大,當(dāng)濕度在83%以上后,脫硫率>70%,而煙氣溫度、煙氣中SO<,2>的濃度、吸收劑粒徑、床速、床重對(duì)燒結(jié)煙氣脫硫率的影響較小.9.會(huì)議論文林金柱福建三鋼2#180m2燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫技術(shù)的成功應(yīng)用2008本文介紹了福建三銅2#180m2燒結(jié)機(jī)成功實(shí)施了選擇性、循環(huán)流化床半干法脫硫工藝,效果顯著,運(yùn)行穩(wěn)定,為我國(guó)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫樹立了一面旗幟。10.會(huì)議論文林春源福建