本發(fā)明涉及高爐煤氣，尤其涉及一種高爐煤氣脫硫裝置及其控制系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)：

1、高爐煤氣是高爐生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的可燃氣體，其產(chǎn)量大，用途廣泛，可作為燃料使用。未經(jīng)凈化的高爐煤氣還含有大量的粉塵及硫化物，其硫化物主要分為有機硫和無機硫兩類，有機硫占比高于無機硫。有機硫主要成分有羰基硫、二硫化碳、硫醚硫醇、噻吩等，以羰基硫為主；無機硫主要成分有硫化氫、二氧化硫等。未經(jīng)處理燃燒后的高爐煤氣，煙氣中二氧化硫排放超標。所以高爐煤氣在燃燒發(fā)電前，需要通過高爐煤氣脫硫裝置進行凈化，脫除煤氣中攜帶的灰塵及硫化物。

2、然而，現(xiàn)有的高爐煤氣脫硫裝置存在脫硫不達標、脫硫成本高等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種高爐煤氣脫硫裝置及其控制系統(tǒng)和控制方法，既可以保證高爐煤氣脫硫裝置的排放符合設定要求，也可以降低高爐煤氣脫硫裝置運行成本。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種高爐煤氣脫硫裝置的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括：氣體檢測模塊、液體檢測模塊、設備檢測模塊及控制分析貯存模塊；

3、所述氣體檢測模塊用于檢測所述高爐煤氣脫硫裝置中多個第一設定位置處的氣體流量、多個第二設定位置處的氣體壓力、多個第三設定位置處的氣體溫度及輸出的氣體硫含量；

4、所述液體檢測模塊用于檢測所述高爐煤氣脫硫裝置中多個第四設定位置處的液體流量、多個第五設定位置處的液體壓力、多個第六設定位置處的液體溫度及輸出的液體ph值；

5、所述設備檢測模塊用于檢測所述高爐煤氣脫硫裝置中的多個旋轉(zhuǎn)單元的運行頻率及多個閥門單元的閥門開度；

6、所述控制分析貯存模塊用于根據(jù)所述氣體檢測模塊檢測的第一數(shù)據(jù)組、所述液體檢測模塊檢測的第二數(shù)據(jù)組和所述設備檢測模塊檢測的第三數(shù)據(jù)組調(diào)節(jié)多個旋轉(zhuǎn)單元的運行頻率和/或多個閥門單元的閥門開度，以使所述高爐煤氣脫硫裝置輸出的硫含量、煤氣流量以及液體ph值均在其對應的設定范圍內(nèi)，其中，所述第一數(shù)據(jù)組包括所述氣體檢測模塊多次檢測的氣體流量、氣體硫含量、氣體壓力及氣體溫度；所述第二數(shù)據(jù)組包括所述液體檢測模塊多次檢測的液體ph值、液體流量、液體壓力及液體溫度；所述第三數(shù)據(jù)組包括所述設備檢測模塊多次檢測的多個旋轉(zhuǎn)單元的運行頻率及多個閥門單元的閥門開度。

7、可選的，所述高爐煤氣脫硫裝置包括依次連接的進氣管、預處理塔、第一連接管、煤氣加壓機、第二連接管、煤氣加熱器、第三連接管、水解塔、第四連接管、煤氣冷卻器、第五連接管、無機硫吸附塔及出氣管，還包括與所述預處理塔連接的液體泵單元、供水管、供堿管及出水管，與所述煤氣加熱器連接的蒸汽進口閥單元、煤氣加熱器蒸汽進口管及煤氣加熱器蒸汽出口管，與所述煤氣冷卻器連接的冷卻水泵、冷卻水調(diào)節(jié)閥單元、冷凝水進口管和冷凝水出口管，還包括連接在所述第二連接管與所述出氣管之間的旁通調(diào)節(jié)閥；

8、所述氣體檢測模塊包括氣體流量檢測單元、氣體壓力檢測單元、氣體溫度檢測單元和煤氣硫量檢測單元；所述液體檢測模塊包括液體流量檢測單元、液體壓力檢測單元、液體溫度檢測單元和液體ph值檢測單元；所述設備檢測模塊包括旋轉(zhuǎn)設備檢測單元和閥門檢測單元；

9、所述氣體流量檢測單元用于檢測所述出氣管內(nèi)的煤氣流量及所述煤氣加熱器蒸汽進口管內(nèi)的蒸汽流量；

10、所述氣體壓力檢測單元用于檢測所述進氣管內(nèi)的第一壓力、所述第一連接管內(nèi)的第二壓力、所述第二連接管內(nèi)的第三壓力、所述出氣管內(nèi)的第四壓力及所述煤氣加熱器蒸汽進口管內(nèi)的第五壓力；

11、所述氣體溫度檢測單元用于檢測所述第二連接管內(nèi)的第一溫度、所述第三連接管內(nèi)的第二溫度、所述第四連接管內(nèi)的第三溫度、所述第五連接管內(nèi)的第四溫度、所述煤氣加熱器蒸汽進口管內(nèi)的第五溫度及所述煤氣加熱器蒸汽出口管內(nèi)的第六溫度；

12、所述煤氣硫量檢測單元用于檢測所述進氣管內(nèi)的第一有機硫含量、所述進氣管內(nèi)的第一無機硫含量、所述出氣管內(nèi)的第二有機硫含量、所述出氣管內(nèi)的第二無機硫含量；

13、所述液體流量檢測單元用于檢測所述供水管內(nèi)的供水流量、所述供堿管內(nèi)的堿液流量以及所述冷凝水進口管內(nèi)的冷凝水流量；

14、所述液體壓力檢測單元用于檢測所述供水管內(nèi)的供水壓力、所述供堿管內(nèi)的堿液壓力以及所述冷凝水進口管內(nèi)的冷凝水壓力；

15、所述液體溫度檢測單元用于檢測所述冷凝水進口管內(nèi)的第七溫度及所述冷凝水出口管內(nèi)的第八溫度；

16、所述液體ph值檢測單元用于檢測所述預處理塔的底部連接的所述出水管內(nèi)的液體ph值；

17、所述閥門檢測單元用于檢測所述蒸汽進口閥單元的第一閥門開度、所述冷卻水調(diào)節(jié)閥單元的第二閥門開度及所述旁通調(diào)節(jié)閥的第三閥門開度；

18、所述旋轉(zhuǎn)設備檢測單元用于檢測所述液體泵單元的第一運行頻率、所述煤氣加壓機的第二運行頻率以及所述冷卻水泵的第三運行頻率。

19、可選的，所述控制分析貯存模塊包括控制單元、數(shù)據(jù)分析單元和數(shù)據(jù)貯存單元；

20、所述控制單元用于在所述第四壓力高于第一設定閾值或低于第二設定閾值時，向所述數(shù)據(jù)分析單元發(fā)送第一信號，用于在所述液體ph值高于第三設定閾值或低于第四設定閾值時，向所述數(shù)據(jù)分析單元發(fā)送第二信號，用于在所述第二有機硫含量高于第五設定閾值或低于第六設定閾值時，向所述數(shù)據(jù)分析單元發(fā)送第三信號，用于在所述第二無機硫含量高于第七設定閾值或低于第八設定閾值時，向所述數(shù)據(jù)分析單元發(fā)送第四信號，用于在全硫含量高于第九設定閾值或低于第十設定閾值時，向所述數(shù)據(jù)分析單元發(fā)送第五信號，還用于根據(jù)第一控制指令調(diào)節(jié)所述第二運行頻率以使所述第四壓力在所述第一設定閾值與所述第二設定閾值之間，根據(jù)第二控制指令調(diào)節(jié)所述第一運行頻率以使所述液體ph值在所述第三設定閾值與所述第四設定閾值之間，根據(jù)第三控制指令調(diào)節(jié)所述第一閥門開度以使所述第二有機硫含量在所述第五設定閾值與所述第六設定閾值之間，根據(jù)第四控制指令調(diào)節(jié)所述第二閥門開度以使所述第二無機硫含量在所述第七設定閾值與所述第八設定閾值之間，根據(jù)第五控制指令調(diào)節(jié)所述第三閥門開度以使所述全硫含量在所述第九設定閾值與所述第十設定閾值之間；其中，所述全硫含量為所述第二有機硫含量與所述第二無機硫含量之和；

21、所述數(shù)據(jù)貯存單元用于貯存所述第一數(shù)據(jù)組、所述第二數(shù)據(jù)組及所述第三數(shù)據(jù)組；

22、所述數(shù)據(jù)分析單元用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)貯存單元貯存的數(shù)據(jù)建立計算模型，所述數(shù)據(jù)分析單元還用于根據(jù)所述第一信號和所述計算模型確定所述煤氣加壓機的第一變化運行頻率，并向所述控制單元發(fā)送所述第一控制指令，用于根據(jù)所述第二信號和所述計算模型確定所述液體泵單元的第二變化運行頻率，并向所述控制單元發(fā)送所述第二控制指令，用于根據(jù)所述第三信號和所述計算模型確定所述蒸汽進口閥單元的第一變化開度，并向所述控制單元發(fā)送所述第三控制指令，用于根據(jù)所述第四信號和所述計算模型確定所述冷卻水調(diào)節(jié)閥單元的第二變化開度并向所述控制單元發(fā)送第四控制指令，用于根據(jù)所述第五信號和所述計算模型確定所述旁通調(diào)節(jié)閥的第三變化開度，并向所述控制單元發(fā)送第五控制指令。

23、可選的，所述計算模型包括負荷調(diào)控計算子模型、氯化氫含量計算子模型、有機硫含量計算子模型、無機硫含量計算子模型及全硫含量計算子模型；

24、所述負荷調(diào)控計算子模型包括煤氣流量、煤氣溫度、管內(nèi)壓力及第二運行頻率影響因子；

25、所述氯化氫含量計算子模型包括煤氣流量、供水流量、堿液流量、液體ph值及第一運行頻率影響因子；

26、所述有機硫含量計算子模型包括煤氣流量、蒸汽流量、煤氣溫度、第一閥門開度、第一有機硫含量及第二有機硫含量影響因子，還包括蒸汽溫度或蒸汽壓力影響因子；

27、所述無機硫含量計算子模型包括煤氣流量、冷凝水流量、煤氣溫度、第一無機硫含量及第二無機硫含量影響因子，還包括冷凝水溫度或冷凝水壓力影響因子，還包括第三運行頻率或第二閥門開度影響因子；

28、所述全硫含量計算子模型包括煤氣流量、第三閥門開度及全硫含量影響因子；

29、所述數(shù)據(jù)分析單元具體用于根據(jù)所述第一信號和所述負荷調(diào)控計算子模型確定所述煤氣加壓機的所述第一變化運行頻率；用于根據(jù)所述第二信號和所述氯化氫含量計算子模型確定所述液體泵單元的所述第二變化運行頻率；用于根據(jù)所述第三信號和所述有機硫含量計算子模型確定所述蒸汽進口閥單元的所述第一變化開度；用于根據(jù)所述第四信號和所述無機硫含量計算子模型確定所述冷卻水調(diào)節(jié)閥單元的所述第二變化開度；用于根據(jù)所述第五信號和所述全硫含量計算子模型確定所述旁通調(diào)節(jié)閥的所述第三變化開度。

30、可選的，所述數(shù)據(jù)分析單元還用于根據(jù)所述氣體檢測模塊當前檢測的數(shù)據(jù)信息、所述液體檢測模塊當前檢測的數(shù)據(jù)信息及所述設備檢測模塊當前檢測的數(shù)據(jù)信息，更新所述負荷調(diào)控計算子模型、所述氯化氫含量計算子模型、所述有機硫含量計算子模型、所述無機硫含量計算子模型及所述全硫含量計算子模型。

31、可選的，所述液體泵單元包括水泵單元和堿液泵單元；

32、所述水泵單元包括至少一個水泵；所述堿液泵單元包括至少一個堿液泵；

33、所述控制單元還用于在所述水泵單元中的所有水泵的運行頻率均達到水泵最大運行頻率時，通過減少或增加所述堿液泵的運行頻率以調(diào)節(jié)液體ph值，還用于在所述堿液泵單元中的所有堿液泵的運行頻率均達到堿液泵最大運行頻率時，通過減少或增加所述水泵的運行頻率以調(diào)節(jié)液體ph值。

34、可選的，本實施例提供的控制系統(tǒng)還包括報警模塊；

35、所述控制單元還用于所述第二運行頻率高于第一上限值或低于第一下限值時控制所述報警模塊發(fā)出第一報警提示；還用于在至少一個所述堿液泵的運行頻率高于第二上限值或低于第二下限值時控制所述報警模塊發(fā)出第二報警提示；還用于在至少一個所述水泵的運行頻率高于第三上限值或低于第三下限值時控制所述報警模塊發(fā)出第三報警提示；所述控制單元還用于在所述蒸汽進口閥單元的第一閥門開度高于第四上限值或低于第四下限值時控制所述報警模塊發(fā)出第四報警提示。

36、可選的，本實施例提供的控制系統(tǒng)還包括顯示模塊；

37、所述顯示模塊與所述控制單元連接，所述顯示模塊用于顯示所述控制單元讀取數(shù)據(jù)貯存單元所貯存的數(shù)據(jù)的實時信息。

38、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種高爐煤氣脫硫裝置的控制方法，該控制方法應用于本發(fā)明任意實施例提供的控制系統(tǒng)中；

39、所述控制方法包括：

40、所述氣體檢測模塊檢測所述高爐煤氣脫硫裝置中多個第一設定位置處的氣體流量、多個第二設定位置處的氣體壓力、多個第三設定位置處的氣體溫度及輸出的氣體硫含量；

41、所述液體檢測模塊檢測所述高爐煤氣脫硫裝置中多個第四設定位置處的液體流量、多個第五設定位置處的液體壓力、多個第六設定位置處的液體溫度及輸出的液體ph值；

42、所述設備檢測模塊檢測所述高爐煤氣脫硫裝置中的多個旋轉(zhuǎn)單元的運行頻率及多個閥門單元的閥門開度；

43、所述控制分析貯存模塊根據(jù)所述氣體檢測模塊檢測的所述第一數(shù)據(jù)組、所述液體檢測模塊檢測的所述第二數(shù)據(jù)組和所述設備檢測模塊檢測的所述第三數(shù)據(jù)組調(diào)節(jié)多個旋轉(zhuǎn)單元的運行頻率和/或多個閥門單元的閥門開度，以使所述高爐煤氣脫硫裝置輸出的硫含量、煤氣流量以及液體ph值均在其對應的設定范圍內(nèi)，其中，所述第一數(shù)據(jù)組包括所述氣體檢測模塊多次檢測的氣體流量、氣體硫含量、氣體壓力及氣體溫度；所述第二數(shù)據(jù)組包括所述液體檢測模塊多次檢測的液體ph值、液體流量、液體壓力及液體溫度；所述第三數(shù)據(jù)組包括所述設備檢測模塊多次檢測的多個旋轉(zhuǎn)單元的運行頻率及多個閥門單元的閥門開度。

44、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種高爐煤氣脫硫裝置，高爐煤氣脫硫裝置包括本發(fā)明任意實施例提供的高爐煤氣脫硫裝置的控制系統(tǒng)。

45、本發(fā)明實施例提供了一種高爐煤氣脫硫裝置的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括氣體檢測模塊、液體檢測模塊、設備檢測模塊及控制分析貯存模塊。氣體檢測模塊用于檢測高爐煤氣脫硫裝置中多個設定位置處的氣體流量、氣體壓力、氣體溫度及氣體硫含量。液體檢測模塊用于檢測高爐煤氣脫硫裝置中多個設定位置處的液體流量、液體壓力、液體溫度及輸出的液體ph值。設備檢測模塊用于檢測檢測高爐煤氣脫硫裝置中的多個旋轉(zhuǎn)單元的運行頻率及多個閥門單元的閥門開度?？刂品治鲑A存模塊用于根據(jù)氣體檢測模塊檢測的數(shù)據(jù)、液體檢測模塊檢測的數(shù)據(jù)以及設備檢測模塊檢測的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)多個旋轉(zhuǎn)單元的運行頻率和/或多個閥門單元的閥門開度，以使高爐煤氣脫硫裝置輸出的硫含量、煤氣流量以及液體ph值均在其對應的設定范圍內(nèi)，避免高爐煤氣脫硫裝置輸出的硫含量過高或過低、煤氣流量過高或過低以及液體ph值過高或過低，從而有效減少蒸汽、冷卻水、堿液及其它動力介質(zhì)消耗，延長水解劑及吸附劑的使用壽命，也保障排放達標。綜上，本實施例提供的高爐煤氣脫硫裝置的控制系統(tǒng)，既可以保證高爐煤氣脫硫裝置的排放符合設定要求，也可以降低高爐煤氣脫硫裝置運行成本。

46、應當理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標識本發(fā)明的實施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。