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石灰石/石膏湿法脱硫系统在燃煤电厂中应用广泛,但传统运行策略仅考虑排放指标,忽视了脱硫剂消耗、系统运行电耗等因素的影响。针对上述问题,亟需研究用于脱硫系统运行过程的多目标优化策略,从而提高安全性、环保性、经济性表现。本文将构建面向多目标优化控制的数学模型,提出多目标实时优化策略,并分析优化效果。
建立脱硫系统数学模型,重点探索SO2吸收、浆液循环更新以及流量调控过程,获得供浆流量、循浆流量、浆液性质、泵组切换方式等关键因素对排放特性的影响。循浆流量对脱硫效果影响巨大,供浆流量则显著影响浆液性质。采用模块化建模方式,各模块充分考虑与环保性、经济性、安全性密切相关的因素,为后续多目标优化控制提供参数依据。
基于上述动态特性,评估各因素对优化目标的影响,提出多目标优化建议。量化经济性、安全性、运行平滑性、环保性指标,分析状态量、控制量等运行参数对性能指标的影响,构建多目标优化问题的目标函数和约束条件,获得多目标优化建议。与单目标优化相比,高烟气量下供浆量维持低值,能显著降低石灰石物耗。分析循环泵、供浆泵优化调控对成本的影响,高烟气量下以供浆泵调控为主能有效提高运行经济性。
基于上述优化建议,引入预测控制手段,实现脱硫系统多目标实时优化。将数学模型作为预测模型,将各性能指标引入控制框架,通过状态预测、目标函数求解、滚动优化等步骤,实现紧密贴合系统工艺特性和多目标优化要求的经济模型预测控制。与常规运行方式相比,其不仅能够有效克服非线性、大滞后、多变量等特性造成的控制困难,还能实时优化多类性能指标。
开发脱硫系统全过程优化控制软件,实现工程化应用。采用App Designer与Simulink联合编程方法,设计人机交互界面,将前文研究成果整合为预测、优化、控制三类功能模块,实现对浆液流量、泵组切换的优化调节。与现有软件相比,该应用自动化程度高,且能有效处理物耗、电耗、排放指标、运行安全等多类运行指标。
建立脱硫系统数学模型,重点探索SO2吸收、浆液循环更新以及流量调控过程,获得供浆流量、循浆流量、浆液性质、泵组切换方式等关键因素对排放特性的影响。循浆流量对脱硫效果影响巨大,供浆流量则显著影响浆液性质。采用模块化建模方式,各模块充分考虑与环保性、经济性、安全性密切相关的因素,为后续多目标优化控制提供参数依据。
基于上述动态特性,评估各因素对优化目标的影响,提出多目标优化建议。量化经济性、安全性、运行平滑性、环保性指标,分析状态量、控制量等运行参数对性能指标的影响,构建多目标优化问题的目标函数和约束条件,获得多目标优化建议。与单目标优化相比,高烟气量下供浆量维持低值,能显著降低石灰石物耗。分析循环泵、供浆泵优化调控对成本的影响,高烟气量下以供浆泵调控为主能有效提高运行经济性。
基于上述优化建议,引入预测控制手段,实现脱硫系统多目标实时优化。将数学模型作为预测模型,将各性能指标引入控制框架,通过状态预测、目标函数求解、滚动优化等步骤,实现紧密贴合系统工艺特性和多目标优化要求的经济模型预测控制。与常规运行方式相比,其不仅能够有效克服非线性、大滞后、多变量等特性造成的控制困难,还能实时优化多类性能指标。
开发脱硫系统全过程优化控制软件,实现工程化应用。采用App Designer与Simulink联合编程方法,设计人机交互界面,将前文研究成果整合为预测、优化、控制三类功能模块,实现对浆液流量、泵组切换的优化调节。与现有软件相比,该应用自动化程度高,且能有效处理物耗、电耗、排放指标、运行安全等多类运行指标。