[发明专利]一种基于数据驱动的WFGD出口SO2

说明书

本发明涉及一种基于数据驱动的WFGD出口SO₂浓度预测及智能优化方法，WFGD包括脱硫剂制备系统、烟气系统、脱硫塔、工艺水系统、供电系统、氧化风系统、在线监测系统、控制中心、废水处理系统、石膏脱水系统、化验室和工程师站；基于化学分析参数、实时运行参数和历史数据建立动态数据库，利用数据驱动技术对数据库数据进行分析，采用人工神经网络对出口SO₂浓度进行结果校正，并匹配验证实测值，建立出口SO₂浓度预测模型，同时提出了双模型评价指标及其取值方法，形成具有实际指导意义的SO₂浓度预测模型，然后基于预测模型搭建智能预测控制系统，实现实时优化调整WFGD运行参数，达到节能降耗的目的。

技术领域

本发明属于大气污染物治理技术领域，具体地说是一种基于数据驱动的WFGD出口SO₂浓度预测及智能优化方法。

背景技术

燃煤电厂SO₂控制措施以石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺为主，石灰石-石膏湿法脱硫工艺市场占有率达95％以上。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理：

(1)烟气中的SO₂溶解于水中生成亚硫酸并离解成H⁺和HSO₃^-；

(2)烟气中的氧(由氧化风机送入的空气)溶解在水中，将HSO₃^-氧化成SO₄^2-；

(3)吸收剂中的碳酸钙在一定条件下于水中生成Ca²⁺；

(4)在吸收塔内，溶解的二氧化硫、碳酸钙及氧发生化学反应生成石膏。

对于石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，在相同条件下，入口二氧化硫浓度越高，需要的浆液喷淋量也就越大，因此，相应的循环泵选型、浆池容积也相应增加，公用系统中吸收剂制备系统、石膏脱水系统等容量相应增加，带来投资成本也会增加，同时，由于设备出力增加，相应的运行成本也会升高。因此，通过优化脱硫系统运行参数来实现节能降耗是当前技术研究工作热点。

目前，湿法烟气脱硫装置在运行优化、节能减排、智能化控制方面还存在以下问题：(1)上下游设备运行参数未进行耦合分析，导致影响因素分析存在偏差；(2)在线监测数据与实测值存在时序偏差，而常规优化技术未考虑相关影响；(3)脱硫系统设备较多，精细化控制程度高，而实际操作中末端设备的运行参数未纳入智能化控制系统；(4)湿法脱硫的核心原理是酸碱中和化学反应，而当前优化控制技术未将化学参数纳入因素分析，导致预测结果存在偏差。为了达到SO₂的排放浓度低于35mg/m³的目的，在运行方式上仍是粗放式处理，造成脱硫剂投入过量、系统能耗增加、设备损耗加剧、维护成本增加。

中国专利CN 107167555 A公开了一种基于随机时序分析的吸收塔入口SO₂浓度预测方法，该专利采用随机时序分析法对吸收塔入口SO₂浓度进行预测，但采集的数据量和参数种类较少，建模精细度和准确度存在不足，预测可靠性、稳定性难以控制。中国专利CN107315845 A公开了一种硫磺装置尾气达标方法，基于环保大数据技术，建立典型硫磺装置环保大数据模型，实现自动推荐当前工况下SO₂达标优化的方案。该专利属于石油炼制行业尾气处理技术，工艺原理、系统运行参数与石灰石-石膏湿法脱硫装置技术原理有本质差异，因此基于系统参数得到的数据模型不适用煤电行业。中国专利CN 111538305 A公开了一种基于需求诊断的火电机组给水和燃料控制智能优化方法、系统及介质，涉及火力发电机组自动控制工程技术领域，该发明通过分析主汽压力、主汽温度的当前反馈及其变化趋势，综合诊断后得到具有针对性的优化指令，能够有效提升协调控制品质，但智能优化方法作为一种广泛使用的技术工具，在不同的专业领域建立的数据模型和评判依据具有本质差异，不具有跨行业的普适性。