电厂脱硫智能控制技术和智慧协同管理平台研究

电厂脱硫智能控制技术和智慧协同管理平台研究

王勇

摘 要：电厂中锅炉在实际生产过程中会产生烟气，烟气中包括大量氮氧化物、二氧化硫等污染物，对自然环境产生严重污染，同时对人们的身体健康带来较大威胁。以往电厂在脱硫技术的应用过程中，主要以控制烟气中污染物含量为目标，但是在实际操作过程中，流程相对比较复杂，各项环节消耗较多经济成本，不利于电厂持续发展，同时在很大程度上增加排放控制工作难。因此，电厂创新发展过程中为了有效改善这些问题，合理应用脱硫智能控制技术，同时充分发挥现代化先进技术的应用优势和价值，创建智慧协同管理平台，提高环保设备的管理效果。

关键词：电厂；脱硫智能控制技术；智慧协同管理平台；研究

电厂创新发展的过程中，需要不断优化脱硫智能控制技术，创新智慧协同管理平台，实现精细化、智能化科学管理，不断提高对环保设备建设的科技水平。同时电厂经营发展过程中需要相关环保设备的支持和保障，需要正确认识到环保设备管理工作的重要性，将智慧技术合理融入到该管理工作中，借助多种先进技术手段的应用优势，进一步保证设备管理成效，为环保设备更加安全、高效运行提供有力支持和保障。

1.脱硫控制系统概述

1.1原理

脱硫控制系统中的烟气脱硫技术主要使用多种碱性吸收剂对烟气中的SO2进行吸收，同时将其转换成相对较安全稳定的硫化物，有利于使用机械进行分离，实现脱硫的效果。石灰石-石膏法的脱硫方式使用成本较低，具有比较成熟的工艺，同时脱硫实际效率高、稳定[1]。脱硫控制系统简单、成本低，运行安全稳定，能够形成固态产物便于进行处理，同时利用控制系统实现了液位自动控制、智能调节等相关性能，进一步提高了脱硫质量和效率。保证SO2的排放能够达到国家环保的具体要求和标准。

1.2基础架构

脱硫控制系统中主要包含管理、控制和过程级的三层网络结构，具有数据收集和处理、开关量和顺序控制、预警等多方面的性能。过程及控制主要应用DPU和执行机构，对整个生产过程进行有效把控，同时使用智能仪表对于生产现场的压力。温度等相关的信息数据进行收集，保证获取数据的准确性和全面真实性。脱硫控制系统实行闭环控制，提前设定具体的标准值，系统对于标准值和实际值进行自动对比分析，存在异常现象时，会自动发出报警提示，运行工作人员对于现场变频器等相关执行机构进行直接实践操作，采用手动控制，对于该系统整体运行的安全可靠和稳定性进行有效保障。

1.3重要性

脱硫控制系统在实际使用的过程中能够降低排放在自然环境中硫化物的含量，需要对系统进行不断的改造和完善，保证系统长久安全的运行，增强保护控制系统的安全稳定性，减少环境污染。另外，脱硫的安全稳定运行，需要相关设备具有完善的功能，并且需要相关保护控制装置的安全准确性的支持和保障。现阶段，各个电厂采用的脱硫控制系统大多投运时间较长，其中继电器等相关设备比较落后，存在老化的现象，造成系统内部接触不良，降低了抗性能，在实际运行的过程中容易形成拒动和误动的现象。因此，相关工作人员需要对系统进行检修，测试对接线端子，对于不合格的设备进行及时更换，保证信号动作的正常，在很多大程度上增加了检修人员的工作量和压力。系统运行的时间越长，就会增加更多的故障点，从而增强工作人员检修量。

2.电厂环保设施调节控制的必要性

我国对电力环保排放标准不断升级，需要电厂不断改进和完善环保设置，科学合理的配置脱硫、脱硝和除尘装置，并且开展全面优化和治理工作，最大程度的降低排放量，有效提高污染物控制工作质量和效率。但是，当前我国部分电厂在运营管理中缺乏对环保设备的合理应用和管理措施，在各项工作开展中，造成设备运行无法达到理想的应用效果。另外，部分电厂缺乏现代化先进技术的应用，不利于设备自动调节水平的提升，难以有效控制污染物排放，降低协同管理工作质效，在多项工作开展中具有较大进步和优化空间。电厂脱硫过程中涉及到较多设备和操作环节，如脱硫供浆、喷氨等多个方面缺乏自动调节性能，同时未结合设备特点和实际情况，合理选择相应技术解决设备运行故障问题，对电厂脱硫产生较大影响，进而无法智能化管理环保设备运行参数、脱硫排放指标和实际负荷等多个方面，造成指标不符合相关规定，调节性能差等现象，进一步凸显出脱硫智能化控制技术、智慧协同管理平台应用的重要性[2]。另外，我国《国家十一五规划纲要》第一次将全国二氧化硫排放总量减少10%当作“十一五”规划目标的重要指标，同时对现有电厂明确提出加快脱硫建设，提高脱硫能力的要求，同时针对新建电厂要求其必须结合国家排放标准安装脱硫装置。我国政府下达“十一五”二氧化硫总量控制标准，明确二氧化硫排放总量控制目标为2294.4万吨，其中电力为951.7万吨。我国二氧化硫排放趋逐渐减少，如表1所示：

表1：二氧化硫排放趋势图

因此，电厂加大脱硫智能控制技术、智慧协同管理平台的研究和应用，充分发挥其重要应用优势和价值，有助于电厂脱硫污染物排放控制工作高效有序的进行，进一步保证相关环保设施设备安全稳定的运行，有效降低多种因素对设备运行的影响程度，有效规避多种故障问题，获得理想的自动化建设效果，全面提高电厂脱硫智能化水平，保证管理工作开展的实效性。另外，智能控制技术和智慧协同管理平台在实际应用过程中，能够解决电厂脱硫协同管理问题、故障问题等，进而有效提高环保设备治理水平，避免对生态环境产生污染。

3.电厂脱硫智能控制技术

部分电厂当前的脱硫控制系统未投入自动，人工控制过程中会受到多种因素的影响，容易出现浆液品质恶化现象，增加脱硫能源和物料损耗，同时造成二氧化硫控制排放过低、超标。因此，电厂加大脱硫智能化控制技术的研究和应用力度，减少由于人工控制操作产生的各项问题，同时根据实际情况和需求，合理配置相应的测量装置，便于相关人员有效管控浆液pH值和密度等各项参数，合理应用智能算法预测脱硫塔出口二氧化硫浓度、浆液pH值，创新自动化启闭和实时监测技术，提高脱硫塔运行中能够全过程自动化控制水平。如：电厂脱硫石膏含水率和脱硫浆液品质实时监测技术，在实际应用过程中，在脱硫石膏皮带脱水机上部安装红外水分仪，和石膏滤饼间隔距离为100mm-300mm，同时直接在线测量出滤饼中的水分含量。在线水分仪测量呈现出高精度的特点，但是测量范围存在一定局限性，进而采用红外热成像相机、计算机视觉技术有效解决该问题，针对脱水机石膏滤饼实现大范围红外特点分析，结合红外特点的差异性，大面积定性获取石膏含水率估算值，同时借助在线水分仪获取石膏含水率的精准值，创建红外特征和准确含水率的关系，采用差值算法，获取更加精准的大范围石膏含水率[3]。另外，电厂脱硫浆液品质实时监测技术应用过程中，合理应用智能算法以脱硫塔入口参数为输入，预选测算出口二氧化硫浓度，保持预测精度在90%之上，进而有效解决脱硫CEMS测量滞后问题，同时结合电厂实际情况和需求，创新开发脱硫智能优化控制系统，在确保二氧化硫合格排放的前提下，不断优化补浆、浆液循环泵运行方式。

另外，电厂脱硫智能控制技术在实际应用过程中，能够有效解决传统技术应用中的多种问题，如脱硫浆液循环泵自动启闭技术呈现出较强的自动化、智能化特点，最大程度的避免由于人工操作不当引发各项工作问题，同时能够为后续脱硫过程的自动控制打下良好的基础。电厂应用该技术的过程中，合理设置浆液循环泵轴承振动测点、油温测点等，进一步保证浆液循环泵能在无人操作的条件下能够结合实际情况自动开启和暂停操作，同时开发浆液循环泵故障诊断模块，及时发现其运行故障，采用相关措施进行妥善处理。另外，相关人员在其停止运行时，立即开展冲洗工作，保证其干净整洁度，进一步提高脱硫工作开展质量和效率。

4.智慧协同管理平台

电厂脱硫过程中需要结合国家相关标准规定、技术规范等多个方面，合理配置各项环保设施设备，同时采用智能协同管理平台，提高设备管理成效，促进其始终处于安全可靠的运行状态。因此，环保设备实际运行过程中出现任何问题，对上下游设备安全稳定运行产生较大影响，不利于技术管理工作顺利开展。电厂创新发展过程中合理应用大数据分析等多项先进技术，不断创新研发和完善环保设备智慧协同管理平台，创建智能监督管理、智能视觉识别、运行优化和故障问题诊断等多项模块，进而对环保设备进行统一协同管理，同时在实际智慧协同管理平台应用过程中借助三维模型进行直接呈现出环保设备运行状况，全面提高多机组多指标协同监督预警质量和效率，扩展环保设备监测和分析方式，保证环保设备安全高效、环保、经济运行，提高环保设备管理质效。例如：智慧协同管理平台中智能监督和视觉识别功能模块在实际应用过程中，能够有效监督脱硫环保设备运行参数，当其达到预警值的情况下，会自动报警和分析，提供针对性的解决措施。

5.结语

电厂脱硫智能控制技术和智慧协同管理平台能够有效提高环保设备运行的安全稳定性，实现其精细化运行和管理，便于相关运行、维护和管理人员更加全面、迅速准确地了解机组运行状况，为技术检测和管理、运行优化等各项工作开展提供参考，为电厂健康持续发展提供有力的支持和保障。

参考文献：

[1]陈晓雷, 毛国明, 高峰,等. 人工智能技术在脱硫智能供浆控制系统中的应用与研究[J]. 节能与环保, 2021, 000(001):87-89.

[2]李飞. 燃煤电厂脱硫废水零排放技术应用与研究进展[J]. 水处理技术, 2020, 46(12):8-8.

[3]晋华东, 于菲. 燃煤电厂脱硫废水零排技术发展与探讨[J]. 区域治理, 2020, 000(028):154,233.