火电厂石灰石湿法烟气脱硫的控制
电子电气单片机, 2009-01-10 23:29:00 阅读47 评论0 字号：大中小订阅
摘要
随着国家环保法规的进一步完善，特别是对环境的更高要求，将有更多的电厂和二氧化硫排放企业要进行烟气脱硫（FGD：flue gasdesulfurization）改造，电厂所普遍采用的石灰石-石膏湿法脱硫工程规模庞大，为系统开发相关的自动化控制系统成了迫在眉睫的问题。
本文研究了当今先进的烟气脱硫技术及其控制系统的发展成果，将先进的设计思想和控制理论应用到了烟气脱硫改造实际生产中，并设计了一套烟气脱硫
控制系统。
为了保证FGD装置安全、正常运行，本文设计了一种FGD自动控制系统的方案。
针对pH值控制的大滞后、参数时变系统，本文采用了PID控制，并对控制算法进行了仿真。
仿真试验结果表明，PID控制的效果较理想，验证了方案的可行性。
本文设计的方案对火电厂FGD控制系统的设计具有一定的参考价值。
关键词：烟气脱硫；PID控制；MATLAB仿真
Abstract
As the environment laws become stricter, especially a high demandof the environment is put forward. More and more power plants andenterprises which emit sulfur dioxide will be forced to set up aflue gas desulfurization (FGD) system. It is of great importance todevelop a highly automatic control system for the limestone-gypsumwet desulfurization which adopt by many power plants abroad. Thisthesis brings the advanced design and control theories into thepractice of FGD, we have developed a distributed
control system forthe FGD system .
In order to insure the safety running of the FGD device . A controlsystem of FGD is introduced. Based on the special characteristicsof the pH value control, such as Pure-lag, parameterstime-variable, PID is applied and computer simulation is used. Theresult indicates that algorithm is less influenced by theenvironment , it is robust and contains better track ability. Theconclusion of this thesis has reference
value for the design of FGDcontrol system.
Key words：flue gas desulfurization (FGD)；PID control；MATLABSimulation
目录
第一章绪论 (1)
1.1燃煤二氧化硫的排放及危害 (1)
1.1.1二氧化硫(SO2)的排放 (1)
1.1.2酸雨的形成及危害 (1)
1.1.3燃煤二氧化硫的排放控制对策 (1)
1.2烟气脱硫技术 (2)
1.2.1干法烟气脱硫技术 (2)
1.2.2半干法烟气脱硫技术 (3)
1.2.3湿法烟气脱硫技术 (5)
1.2.4烟气脱硫方法比较与选择 (7)
1.3湿法烟气脱硫技术研究及其应用现状 (9)
1.3.1石灰石-石膏湿法 (9)
1.3.2旋转喷雾法 (9)
1.3.3烟气循环流化床法(CFB) (9)
1.3.4炉内喷钙加尾部增湿活化法(LIFAC) (10)
1.3.5电子束照射法(EBA法) (10)
1.3.6磷铵复合肥法(PAFP法) (10)
1.3.7氨-硫氨法(NADS) (10)
1.3.8石灰石湿法简易脱硫除尘法(PXJ-D) (11)
1.4 研究的目的和意义 (11)
本章小结 (12)
第二章湿法烟气脱硫技术 (13)
2.1 石灰石-石膏湿法烟气脱硫的化学过程 (13)
2.1.1SO2吸收过程 (13)
2.1.2强制氧化过程 (13)
2.1.3石灰石溶解过程 (14)
2.1.4石膏的产物过程 (14)
2.2石灰石-石膏湿法烟气脱硫的工艺流程 (14)
2.2.1烟气系统 (15)
2.2.2SO2吸收系统 (17)
2.2.3石灰石浆液制备系统 (18)
2.2.4石膏脱水系统 (19)
2.2.5工艺水系统 (20)
2.3存在的问题 (21)
2.3.1结垢和堵塞 (21)
2.3.2腐蚀及磨损 (21)
本章小结 (22)
第三章PID控制及其算法 (23)
3.1 PID控制概述 (23)
3.1.1开环控制系统 (23)
3.1.2闭环控制系统 (23)
3.1.3PID控制的原理和特点 (24)
3.2 线性系统的控制规律 (25)
3.2.1PID控制器的基本结构 (25)
3.2.2控制器参数对控制性能的影响 (26)
3.2.3控制规律的选择 (28)
3.3数字PID控制算法 (29)
3.3.1数字PID控制系统 (29)
3.3.2数字PID控制算法 (30)
3.2.3PID算法的饱和及抑制 (33)
3.4 PID调节器的参数工程整定 (35)
3.4.1参数整定基本原则 (35)
3.4.2参数的工程整定方法 (37)
本章小结 (41)
第四章湿法脱硫控制系统 (42)
4.1脱硫率的影响因素 (42)
4.1.1吸收液pH值 (42)
4.1.2 液气比(L/G) (42)
4.1.3吸收剂 (43)
4.1.4停留时间 (44)
4.1.5烟气流速和温度 (44)
4.1.6钙硫比(Ca/S) (45)
4.2 湿法脱硫主要的闭环控制回路 (45)
4.2.1吸收塔浆液的pH值及出口SO2浓度自动调节系统 (45)
4.2.2吸收塔液位闭环控制系统 (46)
4.2.3吸收塔内外烟气压差闭环自动调节系统 (46)
本章小结 (47)
第五章吸收塔浆液pH值控制系统 (48)
5.1吸收塔浆液的pH值及出口SO2浓度自动调节系统 (48)
5.1.1控制对象的运行原理 (48)
5.1.2钙硫比对对象系统的影响 (48)
5.1.3pH值对对象系统的影响 (49)
5.1.4控制策略 (49)
5.2仿真软件MATLAB (50)
5.2.1 MATLAB的主要功能 (50)
5.2.2 MATLAB集成环境 (50)
5.2.3 M文件 (52)
5.2.4 程序控制结构 (53)
5.2.5程序调试 (54)
5.2.6 二维数据曲线图 (54)
5.2.7 Simulink操作基础 (56)
5.2.8 系统仿真模型 (57)
5.2.9 系统的仿真 (58)
5.3 pH值控制系统的仿真 (58)
本章小结 (60)
结论与展望 (61)
参考文献 (62)
致谢 (63)
外文原文 (64)
中文翻译 (73)。