一种垃圾焚烧污染物排放总量的AFC控制方法和系统与流程

本技术涉及垃圾焚烧脱酸控制领域，特别是涉及一种垃圾焚烧污染物排放总量的afc控制方法和系统。

背景技术：

1、垃圾焚烧发电由于其“无害化、减量化、资源化”的优势得到快速发展，但由于垃圾成分的复杂性与季节差异性大，导致焚烧运行不平稳，燃烧过程中产生的烟气成分复杂，烟气处理水平的波动大，必须通过烟气净化系统进行污染物脱除达到环保要求后排放，否则对大气、生态环境和人体健康构成巨大危害。

2、现有垃圾焚烧厂对烟气污染物脱除的控制策略是基于pid调节器来控制阀门开度，一般称为烟气自动控制(automatic flow control，afc)。当烟气量变化较为平缓时，该控制方法控制效果较好，但当锅炉负荷变化较快时，该控制策略会降低反应塔脱硫性能，无法满足高效脱硫以实现超低排放，并且该控制策略存在控制滞后性，造成酸性气体瞬时排放超标、喷浆滞后性与过量喷浆等情况。

3、目前根据环境容量和经济社会发展需要，要对垃圾焚烧发电厂的二氧化硫年总排量进行控制，但现有的垃圾焚烧发电厂对二氧化硫的排放控制仅实现强度控制，只能实现二氧化硫的瞬时排放和平均排放达到环保标准，而对于二氧化硫的总排量控制仍需要人工估算后手动控制，存在较大的不确定性。

4、针对上述问题，目前还没有专门针对该领域的高效智能控制方法和系统。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术的问题，本发明提出一种垃圾焚烧污染物排放总量的afc控制方法和系统，实现烟气污染物脱除与污染物排放总量的高效智能控制。

2、技术方案：本发明所述的一种垃圾焚烧污染物排放总量的afc控制方法，利用污染物排放总量分配模块、运行参数调整模模块和月排放量计算与判断模块来实现控制；

3、所述污染物排放总量分配模块用于获取垃圾历史数据和污染物排放总量，利用排放额度分配模型分配月污染物排放限值，并传输至月排放量计算与判断模块；

4、所述运行参数调整模块用于获取动态参数，输出反馈信号用于调整锅炉负荷与石灰浆流量；记录污染物排放数据，并传输至月排放量计算与判断模块；其中锅炉负荷通过一二次风量与炉排速度调整，石灰浆流量调整通过石灰浆智能控制策略实现；

5、所述月排放量计算与判断模块用于获取污染物历史排放数据，通过计算与判断调整出口污染物系统设定值并传输至运行参数调整模块，结合垃圾仓储容量对月污染物排放限值进行修正，并计算月污染物排放量传输至污染物排放总量分配模块；

6、所述垃圾历史数据包括垃圾进厂时间、垃圾进厂量、日入炉垃圾量、垃圾坑垃圾储量；

7、所述污染物历史排放数据包括so2排放浓度、hcl排放浓度、其他气态污染物排放浓度；

8、所述动态参数包括反应塔入口烟气流量、烟气温度、so2浓度、hcl浓度、锅炉负荷。

9、作为本发明的一种优选，所述污染物排放总量分配模块利用排放额度分配模型分配月污染物排放限值包括：

10、根据垃圾进厂时间和垃圾进厂量历史数据，得出年垃圾进厂量变化率数值区间，对垃圾进厂量进行预测并计算月垃圾量占比区间，结合日入炉垃圾量、垃圾坑垃圾储量与污染物排放总量，得出月污染物排放限值；和/或

11、根据月排放量计算与判断模块传输的月污染物排放量得到污染物排放剩余值，重新分配月污染物排放限值。

12、作为本发明的一种优选，所述运行参数调整模块输出反馈信号用于调整锅炉负荷与石灰浆流量包括：判断反应塔入口so2、hcl浓度与浓度变化率是否大于限定值，如果大于，则发出减负荷信号，调整一二次风量与炉排速度，达到运行数据检测周期时，重新对入口条件进行判断；若小于限定值，利用石灰浆智能控制策略对石灰浆流量控制阀门开度进行调节。

13、作为本发明的一种优选，所述石灰浆智能控制策略采用前馈-反馈负荷控制策略，其中动态参数输入至石灰浆智能控制模型，作为主回路输出控制信号对石灰浆流量阀门开度进行调节，输出阀门开度的粗调值，实现对石灰浆量的超前调节与经济喷射，脱酸后净烟气中的so2浓度、hcl浓度与出口污染物系统设定值进行比较，作为副回路计算差值并经过pid控制器，输出控制信号对石灰浆流量控制阀门开度进行调节，输出阀门开度的微调值。

14、作为本发明的一种优选，所述石灰浆智能控制模型以机组的历史运行数据作为训练数据，所述训练数据包括烟气流量、烟气温度、so2浓度、hcl浓度、锅炉负荷、石灰浆量，其中动态参数作为模型输入参数，石灰浆量作为模型输出参数。

15、作为本发明的一种优选，所述石灰浆智能控制模型采用3层bp神经网络结构，其中输入层节点数为5个，隐含层节点为8个，输出层节点为1个。

16、作为本发明的一种优选，所述月排放量计算与判断模块的计算包括：

17、周期时间内读取当前整点时刻至前一周期时间内的n组污染物瞬时排放浓度数据值，系统记录调取次序与总调取次数；

18、根据调取数据计算本调取次序周期时间内的排放均值、总调取次数下的累计污染物排放量、当前排放进度、时间进度与标准排放进度，并将计算数据储存至历史数据库内；

19、其中，所述当前排放进度、时间进度与标准排放进度用于判断。

20、作为本发明的一种优选，所述月排放量计算与判断模块的判断包括：

21、判断当前排放进度是否小于标准排放进度，如果小于，则出口污染物系统保持设定值不变；否则再判断排放进度是否小于预警值，若小于，则出口污染物系统设定值下调；否则，进行垃圾仓储容量评估，如果垃圾仓储容量充足，则发出停机信号；否则，上调月污染物排放限值，并根据调整后的月污染物排放限值重新进行计算和判断；判断时间进度是否达到当月总时长，是则传送月污染物排放量至污染物排放总量分配模块，否则继续对月排放量进行周期计算与判断；

22、其中，调整后的出口污染物系统设定值传送至运行参数调整模块。

23、作为本发明的一种优选，所述月污染物排放限值的调整根据排放均值与时间进度计算得出上调值。

24、本发明还提供一种垃圾焚烧污染物排放总量的afc控制系统，包括垃圾仓智能管理器、数据采集器、历史数据库、污染物排放控制器、反应塔执行器与焚烧炉执行器；

25、所述垃圾仓智能管理器用于实现垃圾种类分类，统计卸料平台车辆数量与垃圾量统计，并将垃圾相关数据储存至历史数据库内；

26、所述数据采集器包括布置在反应塔出入口、垃圾焚烧炉内、以及一二次风机与雾化器测量仪表处，所测得相关参数储存至历史数据库内；

27、所述污染物排放控制器向历史数据库获取相关参数，根据本发明所述的垃圾焚烧污染物排放总量的afc控制方法输出反馈信号至石灰浆流量控制阀门执行器与焚烧炉执行器进行调节；

28、所述反应塔执行器包括石灰浆流量控制阀门执行器；

29、所述焚烧炉执行器包括一次风机执行器、二次风机执行器和炉排速度执行器。

30、有益效果：

31、1、本发明提供一种垃圾焚烧炉污染物排放总量的afc控制方法，构造了污染物排放总量分配模块、运行参数调整模块和月排放量计算与判断模块，污染物排放总量分配模块基于垃圾历史数据与硫排放总量，结合月污染物排放值，利用排放额度分配模型精准分配月污染物排放限值；运行参数调整模块通过动态参数对反应塔入口条件进行判断，及时调整锅炉运行负荷与石灰浆流量，实现高效精准脱硫；月排放量计算与判断模块基于污染物历史排放数据，周期时间进行计算与监测，调整出口污染物系统设定值，并结合垃圾仓储对月污染物排放限值进行修正，实现垃圾焚烧炉污染物排放总量环保经济性的智能控制。

32、2、本发明利用一种石灰浆智能控制策略来调整石灰浆流量，基于bp神经网络，利用机组的历史运行数据对模型进行训练，建立了预测精准、快速反馈的石灰浆智能控制模型，作为主回路计算得出石灰浆量，实现对石灰浆量的超前调节与经济喷射控制，监测脱酸后净烟气中的so2浓度、hcl浓度，与出口污染物系统设定值进行比较，计算差值并传送至pid控制器，作为副回路输出阀门开度的微调值，对石灰浆流量阀门开度进行调节，避免酸性气体瞬时超标次数多、喷浆滞后性与过量喷浆等问题。

33、3、本发明还提供了垃圾焚烧炉污染物排放总量的afc控制系统，用以解决脱硫系统因锅炉负荷变化较大引起的脱硫性能降低等问题，实现污染物排放的强度控制与总量控制，提高烟气净化系统运行的稳定性、经济性和智能性。