[发明专利]一种防止烟气制酸预干吸波动的多变量控制方法

说明书

本发明公开了一种防止烟气制酸预干吸波动的多变量控制方法，本发明对烟气制酸预干吸运行过程中某台成品酸泵跳停或者串酸阀门发生故障后，系统能够利用剩余阀门酸泵进行系统调节，使得预干吸制酸循环槽液位和成品产量维持正常，保持各生产关键指标稳定，从而减少生产损失。

技术领域

本发明涉及控制方法技术领域，具体涉及一种防止烟气制酸预干吸波动的多变量控制方法。

背景技术

串酸工序是烟气制酸工艺中极为重要的一个环节，位于预吸、干燥和常规吸收工序之间，如果干燥塔生产指标控制得到有效控制，可以降低烟气中水分的含量，减少稀酸的生成及由此引起的设备腐蚀；而吸收塔生产指标的稳定可以提高硫酸产品的质量和数量，降低尾气的排放量，起到保护环境的作用。

制酸工艺串酸过程的工质为硫酸，酸性工质会降低阀门、酸泵等执行机构的寿命，增加故障发生几率，且串酸工序阀门、酸泵等执行机构众多，一旦某一执行机构失效会立即在系统中产生较大幅度的持续干扰，从而造成上下游的循环槽液位发生急剧变化。如果操作人员不能及时发现阀门、酸泵故障并进行正确操作，会发生酸液漫罐或者吸收塔无法上酸等严重问题。本发明针对烟气制酸工序操作复杂、执行机构数量多且故障多发等特殊情况，提出一种防止烟气制酸预干吸波动的多变量控制方法。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种防止烟气制酸预干吸波动的多变量控制方法。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种防止烟气制酸预干吸波动的多变量控制方法，包括以下步骤：

第一步：通过增设调节机构增加制酸工艺预干吸控制系统控制自由度；

第二步：根据日常操作数据构建预干吸工序动态模型矩阵，并建立调节变量与关键控制指标相对应的控制矩阵；

第三步：根据与设定值偏差最小化的原则构建目标函数，并根据硬件约束和动态模型矩阵构建相关等式和不等式约束集合；

第四步：在每个控制周期，调用规划求解器对第二步构造的预干吸系统规划问题进行求解；

第五步：系统运行过程中周期性对调节机构的故障信号进行采集，一旦监测到某一调节变量发生故障将该调节变量从控制器的多变量控制矩阵中切除；

第六步：由于将一个调节变量切除后系统仍然具有足够的自由度，预干吸系统在某一调节变量失效时仍处于受控状态，多变量控制器通过操作其他调节变量迅速减少由于执行机构突然失效导致的多级循环槽液位波动，保证生产稳定。

进一步的；所述第一步，在预吸收侧成品酸槽处增加一台可以通过变频调节的成品酸泵，以增加制酸工艺预干吸控制系统控制自由度，此时预干吸系统共有六个执行机构来调节五个酸槽的液位，此时如果某一执行机构发生故障，酸槽液位依然可以得到有效控制。

进一步的；所述第二步，根据日常操作数据构建预干吸工序动态模型矩阵，并建立调节变量与关键控制指标相对应的多变量控制矩阵；

多变量控制矩阵的调节变量共六个分别为：预吸收成品酸液位调节、预吸收循环泵液位调节、干燥串预吸调节阀、干燥循环酸槽液位控制阀门、一吸串二吸阀位、成品酸槽液位控制阀门；

多变量控制矩阵的被控变量共五个分别为：预吸收成品酸液位、预吸收循环泵液位、干燥循环酸槽液位、一吸循环槽液位、二吸循环槽液位；

为了便于嵌入二次规划求解器中求解，动态模型矩阵表示为如下状态空间形式：

x_n(k+1)＝Gx_n(k)+Hu_f(k)……(1)

y_m(k)＝Cx_n(k)+Du_f(k)……(2)