半干法烟气脱硫工艺中喷水量的控制系统及其控制方法属于半干法烟气脱硫技术领域，其特征在于它把相对湿度探头安装在脱硫塔入口烟道内，数据处理装置根据脱硫塔入口烟气数据、出口烟气数据和喷水量数据，计算脱硫塔出口烟气的近绝热饱和温度或近露点温度，把它们与相应的设定值进行比较，用比较所得差值来控制电磁阀的开合，实现对喷水量的精确控制。同时提出了一套计算机控制的方法。它有效防止了昂贵的相对湿度探头的粘灰和腐蚀问题，可靠性和经济性高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半干法烟气脱硫
，特别涉及一种。
技术介绍
目前，在半干法烟气脱硫工艺中，普遍被应用的喷水量控制系统有三种第一种是在脱硫塔出口安装相对湿度传感器及温度传感器，根据测量得到的烟气的相对湿度和温度，计算得出烟气的绝热饱和温度，通过对烟气实际温度与绝热饱和温度的差——近绝热饱和温度与设定的近绝热饱和温度的对比来控制喷水量；第二种是在脱硫塔出口安装露点仪测量烟气的露点温度和烟气的实际温度，通过对烟气实际温度与露点温度的差——近露点温度与设定的近露点温度的对比来控制喷水量；第三种是使用干、湿球温度计，每隔一段时间测量一次脱硫塔出口烟气的干球温度和湿球温度，将干球温度和湿球温度之间的差近似认为是近绝热饱和温度，通过对近绝热饱和温度与设定的近绝热饱和温度的对比来控制喷水量。第一种系统和第二种系统存在的问题是可靠性和经济性低。具体分析脱硫塔出口烟气的含尘量大、湿度高，并且由于运行工况的不稳定，经常会出现出口烟气携带水滴的情况，在运行过程中，相对湿度传感器或露点仪的传感器就容易被水覆盖、粘附烟尘，当这种情况发生时，所测得的数据不准确，需要清理后才能恢复正常，而这种情况不可预知，所以这两种控制系统不可靠；并且当有水覆盖传感器时，传感器容易被腐蚀，由于相对湿度传感器或露点仪的传感器价格昂贵，所以这两种控制系统的经济性欠佳。第三种系统存在的问题是可靠性和及时性低。具体分析湿球温度在测量时的准确性受到起始水温的影响，只有当起始水温稍微高于所测湿球温度真实值时，才能得到准确的测量值，因此不能保证测量结果的准确性，所以该控制系统不可靠；湿球温度一般都是手工测量，不是连续在线测量，所以不能及时反映脱硫塔内烟气增湿的程度。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足和缺陷，本专利技术提出一种有效防止粘灰、腐蚀，能够及时、准确获得测量数据，可靠性和经济性高的。半干法烟气脱硫工艺中喷水量的控制系统，包括静压力传感器及其仪表、相对湿度传感器及其仪表、温度传感器及其仪表、体积流量传感器及其仪表、电磁阀、集成电路、运算器、比较器、信号线。脱硫塔入口安装静压力传感器、相对湿度传感器、温度传感器和烟气体积流量传感器；脱硫塔出口安装静压力传感器(3～5个)、温度传感器(3～5个)；在浆液管上安装浆液体积流量传感器。上述各传感器通过信号线连接各自对应的测量仪，各测量仪通过信号线将测量得到的数据传给集成电路。集成电路除接收各测量仪传来的信号，还接收另三个信号Mg1、x1、x2，其中Mg1代表脱硫塔入口干烟气的平均摩尔质量；x1代表水的摩尔质量与入口干烟气的平均摩尔质量的比值；x2代表水的摩尔质量与出口干烟气的平均摩尔质量的比值。这三个数据的获得有两条途径一是根据燃煤的化学成分(C、H、O、N、S)和锅炉及脱硫装置的运行参数(脱硫塔入口及出口的过量空气系数及静压力)通过锅炉燃烧计算得出，根据锅炉常用的煤种和常见的运行参数计算一系列的数据，并把这些数据整合到一个数据库中，在脱硫装置运行过程中根据实际情况调用数据库中的数据；二是利用锅炉控制系统中测量得到的烟气中各成分的份额计算得出(计算的程序整合在集成电路中)。集成电路输出的信号是烟气的近露点温度(ADPT)或近绝热饱和温度(AAST)。近露点温度通过比较器与设定的近露点温度进行比较，或近绝热饱和温度通过比较器与设定的近绝热饱和温度进行比较，输出信号经运算器转变为控制安装在浆液管上的电磁阀开合的信号，通过电磁阀的开合实现对喷水量的控制。集成电路的原理描述如下喷水量控制系统中的集成电路原理如图2所示，其中集成电路的为虚线框内的部分，数学模型描述如下G1(s)H1=x1133.28φ1exp(18.3036-3816.44t1+227.02)P1-133.28φ1exp(18.3036-3816.44t1+227.02)---(1)]]>G2(s)Qm=100022.4·273.15P11.013×105(t1+273.15)·Qv1H118.02+1Mg1---(2)]]>G3(s)HΔ=AWS(1-y)Qm]]>(若脱硫塔位于除尘器前，则y取2.4％；若位于除尘器后，则y取0.5％。) (3)G4(s)H2＝H1+ΔH (4) G5(s)ADPT=t2----(5)]]>G6(s)这一环节利用试差法，需要编一个程序来实现。公式如下Has=0.00275t2+tas2+1.0415382.42(374.15-tas)(t2-tas)+H2---(6)]]>tas=3816.4418.3036-lnP2Has133.28(Has+x2)-227.02---(7)]]>对式(6)、(7)利用试差法计算出tas后，然后得AAST＝t2-tas(8)数学模型及其推导中涉及的物理量符号解释如下 各环节的推导过程如下式(1)的推导过程如下(a)依据对于空气—水体系有这样的公式H=0.622PvP-Pv---(9)]]>φ=PvPS---(10)]]>(b)修正要得到适用于烟气——水体系的类似公式，只要对式(9)进行相应的修正其中0.622这个数值是水的摩尔质量与干空气摩尔质量的比值，将这个数值改成水的摩尔质量Mv与干烟气平均摩尔质量Mg之比即可，这个比值用x来表示x=MvMg---(11)]]>修正后得到烟气——水体系的公式H=xφPsP-φPs---(12)]]>(c)Ps与t的关系不同温度下的饱和蒸气压PS可用Antoine方程计算lnPs=A-BT+C---(13)]]>在283～453K范围内，式(13)中的参数值为A＝18.3036，B＝3816.44，C＝-46.13。Ps的单位是mmHg，将该单位换算成Pa，得Ps=133.28exp(18.3036-3816.44t+277.02)---(14)]]> 式(14)的计算结果与文献数据的相对误差在50～100℃的脱硫塔出口温度范围内，平均相对误差是0.029％；在50～180℃的温度范围内，平均相对误差是0.044％。可见在半干法烟气脱硫工艺的温度范围内，利用Antoine方程的计算值精确性很高。(d)推导的结果将式(14)代入式(12)即得H=x133.28φexp(18.3036-3816.44t+227.02)P-133.28φexp(18.3036-3816.44t+227.02)---(15)]]>将入口的H1、x1、φ1、P1、t1代入式(15)即得式(1)式(2)的推导过程如下脱硫塔入口烟气的体积流量Qv1，单位m3/h，根据P0V0T0=PVT;]]>其中P0＝1.013×105Pa，T0＝273.15K，T＝(t+273.15)K化成标准状况的体积流量QvN=273.15·Qv1·P11.013×105·(本文档来自技高网...
【技术保护点】
半干法烟气脱硫工艺中喷水量的控制系统，含有测量、数据处理和控制部分，其特征在于它含有： 测量部分，包括： 位于脱硫塔入口烟道中的入口静压力传感器、相对湿度传感器、入口温度传感器和烟气体积流量传感器，以及分别依次与上述各传感器相连的入口静压力测量仪、相对湿度测量仪、入口温度测量仪和烟气体积流量测量仪； 位于脱硫塔出口烟道的出口静压力传感器和出口温度传感器，以及分别依次与上述两个传感器相连的出口压力测量仪和出口温度测量仪； 安装在浆液管上的浆液体积流量传感器，以及与其相连的浆液体积流量测量仪； 数据处理部分，包括： 第一运算器，它设有：脱硫塔入口烟气温度信号输入端、脱硫塔入口烟气相对湿度信号输入端、脱硫塔入口烟气静压力信号输入端以及水的摩尔质量与脱硫塔入口干烟气摩尔质量比信号输入端，它们依次分别与上述入口静压力测量仪输出端、相对湿度测量仪输出端、入口温度测量仪输出端以及位于本半干法烟气脱硫工艺中喷水量控制系统外的锅炉燃烧计算结果数据库中的水的摩尔质量与脱硫塔入口干烟气摩尔质量比的信号输出端相连； 第二运算器，它设有：脱硫塔入口烟气温度信号输入端、脱硫塔入口烟气静压力信号输入端、脱硫塔入口干烟气摩尔质量信号输入端以及脱硫塔入口烟气体积流量信号输入端，它们依次分别与上述入口温度测量仪输出端、入口静压力测量仪输出端、位于本半干法烟气脱硫工艺中喷水量控制系统外的锅炉燃烧计算结果数据库中的脱硫塔入口干烟气摩尔质量信号输出端以及烟气体积流量测量仪的信号输出端相连；该第二运算器还设有一个脱硫塔入口烟气含湿量信号输入端，该输入端与上述第一运算器的脱硫塔入口烟气的含湿量信号输出端相连； 第三运算器，它设有：脱硫塔入口烟气质量流量信号输入端和浆液体积流量信号输入端，上述这两个输入端依次分别与第二运算器的脱硫塔入口烟气质量流量信号输出端以及浆液体积流量仪输出端相连，而该浆液体积流量测量仪的输入信号来自于安装在浆液管上的浆液体积流量传感器的输出端，而该浆液管与脱流塔中的喷雾装置是连通的； 第四运算器，它设有：脱硫塔入口烟气的含湿量信号的输入端以及脱硫塔入口和出口之间含湿量的增量信号输入端，这两个输入端依次分别与第一运算器的脱硫塔入口烟气的含湿量信号输出端以及第三运算器的脱硫塔入口和出口之间含湿量的增量信号输出端相连； 第五或第六运算器，它们各设有：脱硫塔出口烟气温度信号输入端、脱...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李玉忠，佟会玲，徐旭常，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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