СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ МОКРОЙ ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ МОКРОЙ ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ И СИСТЕМА ДИСТАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА, СОДЕРЖАЩАЯ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ МОКРОЙ ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ Российский патент 2021 года по МПК B01D53/50 B01D53/30 B01D53/14 B01D53/80 F23J15/00 G06N20/00 G05B13/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу управления устройством мокрой десульфуризации (обессеривания) дымовых газов, устройству для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов и системе дистанционного мониторинга, содержащей устройство для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов.

Уровень техники

В устройстве мокрой десульфуризации дымовых газов отходящие газы, образующиеся в устройстве сжигания топлива, таком как котельная установка (бойлер), вводятся в абсорбционную колонну устройства десульфуризации и вступают в газожидкостный контакт с абсорбирующей жидкостью, циркулирующей через абсорбционную колонну. В процессе газожидкостного контакта диоксид серы (SO₂), присутствующий в отходящих газах, поглощается абсорбирующей жидкостью за счет реакции между SO₂, присутствующим в отходящих газах, и абсорбентом (например, карбонатом кальция), содержащимся в абсорбирующей жидкости, извлекающей SO₂ из отходящих газов (при этом происходит десульфуризация отходящих газов). В то же время, абсорбирующая жидкость, содержащая абсорбированный SO₂, стекает вниз и накапливается в сборной ёмкости, расположенной ниже абсорбционной колонны. В указанную сборную ёмкость подают абсорбент. Абсорбирующая жидкость, абсорбционная способность которой восстанавливается с помощью подаваемого абсорбента, нагнетается в верхнюю часть абсорбционной колонны циркуляционным насосом и приводится в газожидкостный контакт с отходящими газами (происходит абсорбция SO₂). Циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию абсорбирующей жидкости, потребляет большое количество электрической энергии. Поэтому для ограничения потребления энергии обычно вычисляют требуемый расчетный расход абсорбирующей жидкости, исходя, например, из расхода отходящих газов, поступающих в абсорбционную колонну, и концентрации SО₂ в отходящих газах, для изменения количества работающих циркуляционных насосов.

В патентном документе 1, в котором описано функционирование устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, определяют текущую способность к десульфуризации указанного устройства десульфуризации на основе модели функционирования устройства десульфуризации, получают, исходя из эксплуатационных данных устройства сжигания топлива и устройства десульфуризации, а также сигнала запроса на нагрузку, полученного из устройства сжигания топлива, будущие эксплуатационные данные и прогнозируемую величину будущей концентрации SO₂ в отходящих газах, выходящих из абсорбционной колонны, и регулируют расход циркуляции абсорбирующей жидкости, исходя из прогнозируемой величины будущей концентрации SO₂.

Упоминаемая патентная литература

Патентный документ 1: JP2984933B

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Однако, поскольку в известном устройстве мокрой десульфуризации дымовых газов, описанном в патентном документе 1, будущие эксплуатационные данные прогнозируют посредством линейной регрессии, исходя из сигнала запроса на нагрузку устройства сжигания топлива, и будущую концентрацию SO₂ прогнозируют на основе полученных таким путем будущих эксплуатационных данных, возникает проблема, заключающаяся в низкой эффективности прогнозирования.

В соответствии с изложенным задача по меньшей мере одного воплощения настоящего изобретения заключается в обеспечении способа управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов, способного надлежащим образом регулировать режим работы циркуляционного насоса, обеспечивающего циркуляцию абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, устройства для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов и системы дистанционного мониторинга, содержащей такое устройство для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов.

Решение проблемы

(1) Способ управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов в соответствии с по меньшей мере одним воплощением настоящего изобретения, представляет собой способ управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов, содержащим абсорбционную колонну и по меньшей мере один циркуляционный насос для обеспечения циркуляции абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне, и осуществляющим в абсорбционной колонне десульфуризацию путем приведения абсорбирующей жидкости в газожидкостный контакт с отходящими газами, образующимися в устройстве сжигания топлива, при этом указанный способ управления включает:

стадию создания первой модели обучения с использованием машинного (компьютерного) обучения по соотношению между будущей концентрацией диоксида серы на выходе абсорбционной колонны и эксплуатационными данными, полученными из устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости,

стадию формирования, с использованием указанной первой модели обучения, первой таблицы соотношения между расходом циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени и концентрацией диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени, который является моментом времени в будущем относительно первого момента времени,

стадию выбора, на основе указанной первой таблицы соотношения, расхода циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени, при котором концентрация диоксида серы в выходящем газе во второй момент времени не превышает предварительно заданную величину, и

стадию регулирования режима работы указанного по меньшей мере одного циркуляционного насоса на основе выбранного расхода циркуляции в первый момент времени.

С помощью описанного выше способа (1) будущую концентрацию SO₂ прогнозируют непосредственно из фактических эксплуатационных данных путем создания первой таблицы соотношения между расходом циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени и концентрацией диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени, который является моментом времени в будущем относительно первого момента времени, из эксплуатационных данных устройства сжигания топлива и эксплуатационных данных устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающих расход циркуляции абсорбирующей жидкости. В результате можно сформировать первую таблицу соотношения, более эффективную в отношении прогноза будущей концентрации диоксида серы. На основе полученной первой таблицы соотношения выбирают расход циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени, при котором концентрация диоксида серы в выходящем газе во второй момент времени не превышает предварительно заданную величину, и регулируют режим работы указанного по меньшей мере одного циркуляционного насоса в первый момент времени на основе выбранного расхода циркуляции. Таким образом, становится возможным эффективно регулировать режим работы циркуляционного насоса.

Кроме того, поскольку первую таблицу соотношения формируют путем использования первой модели обучения, созданной с помощью машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией диоксида серы на выходе из абсорбционной колонны и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и эксплуатационными данными устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающих расход циркуляции абсорбирующей жидкости, с помощью описанного выше способа (1) первую таблицу соотношения можно создать достаточно быстро.

(2) В некоторых воплощениях в описанном выше способе (1) эксплуатационные данные устройства мокрой десульфуризации дымового газа, включающие расход циркуляции абсорбирующей жидкости, также включают концентрацию диоксида серы в выходящем газе в любой момент времени и расход циркуляции абсорбирующей жидкости в момент времени в прошлом относительно указанного любого момента времени в интервале времени, полученном путем вычитания первого момента времени из второго момента времени.

При использовании описанного выше способа (2) обеспечивается возможность повышения эффективности прогноза будущей концентрации диоксида серы, поскольку будущая концентрация диоксида серы прогнозируется непосредственно из фактических эксплуатационных данных, включающих концентрацию диоксида серы в выходящем газе в любой момент времени и расход циркуляции абсорбирующей жидкости в момент времени в прошлом, относящийся к указанному любому моменту времени в пределах интервала времени, полученного путем вычитания первого момента времени из второго момента времени.

(3) В некоторых воплощениях в описанном выше способе (1) или (2) устройство мокрой десульфуризации дымовых газов дополнительно содержит газоанализатор для измерения концентрации диоксида серы в выходящем газе, а способ дополнительно включает стадию сравнения результата анализа, полученного с помощью газоанализатора во второй момент времени, с прогнозируемой величиной концентрации диоксида серы в выходящем газе во второй момент времени.

При использовании описанного выше способа (3), если результат анализа, полученный с помощью газоанализатора, значительно отклоняется от прогнозируемой величины концентрации диоксида серы, в технологическом процессе может происходить своего рода отклонение от нормы. Таким образом, является возможным заблаговременно выявить отклонение в процессе.

(4) В некоторых воплощениях в описанном выше способе (3) способ управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов, после формирования первой таблицы соотношения, дополнительно включает стадию преобразования, на основе разности между результатом анализа и прогнозируемой величиной концентрации диоксида серы в выходящем газе, первой модели обучения с помощью машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией диоксида серы на выходе абсорбционной колонны и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и эксплуатационными данными устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости, и формирование первой таблицы соотношения с использованием преобразованной первой модели обучения.

При использовании описанного выше способа (4), если разность между результатом анализа, полученным с помощью газоанализатора, и прогнозируемой величиной концентрации диоксида серы в выходящем газе велика, первая модель обучения перестраивается посредством машинного обучения на основе эксплуатационных данных устройства сжигания топлива и эксплуатационных данных устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающих расход циркуляции абсорбирующей жидкости, и первая таблица соотношения переформируется за счет использования преобразованной первой модели обучения, и, таким образом, можно получить первую таблицу соотношения, дополнительно улучшенную в отношении прогнозирования будущей концентрации диоксида серы.

(5) В некоторых воплощениях в любом одном из описанных выше способов (1) – (4), устройство мокрой десульфуризации дымовых газов дополнительно содержит узел подачи суспензии абсорбента, предназначенный для подачи в абсорбционную колонну суспензии абсорбента, образованной из абсорбента, включенного в состав абсорбирующей жидкости; а способ дополнительно включает стадию создания второй модели обучения с помощью машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией абсорбента и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости; стадию формирования, с использованием второй модели обучения, второй таблицы соотношения между подаваемым количеством суспензии абсорбента в абсорбционную колонну в третий момент времени и концентрацией абсорбента в абсорбирующей жидкости в четвертый момент времени, который является моментом времени в будущем относительно третьего момента времени; стадию выбора, на основе второй таблицы соотношения, подаваемого количества суспензии абсорбента в третий момент времени, при котором концентрация абсорбента в четвертый момент времени находится в переделах предварительно заданного интервала, и стадию регулирования узла подачи суспензии абсорбента на основе выбранного подаваемого количества суспензии абсорбента в третий момент времени.

С помощью описанного выше способа (5) будущая концентрация абсорбента прогнозируется непосредственно на основе фактических эксплуатационных данных устройства сжигания топлива и эксплуатационных данных устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающих расход циркуляции абсорбирующей жидкости, посредством формирования второй таблицы соотношения между подаваемым количеством суспензии абсорбента в абсорбционную колонну в третий момент времени и концентрацией абсорбента в абсорбирующей жидкости в четвертый момент времени, который является моментом времени в будущем относительно третьего момента времени. Таким образом, можно сформировать вторую таблицу соотношения, улучшенную в отношении прогнозирования будущей концентрации абсорбента. На основе сформированной второй таблицы соотношения осуществляют выбор подаваемого количества суспензии абсорбента в третий момент времени, при котором концентрация абсорбента в четвертый момент времени находится в пределах предварительно заданного интервала, и в третий момент времени регулируют узел подачи суспензии абсорбента на основе выбранного подаваемого количества суспензии абсорбента, и в результате можно подавить колебания концентрации абсорбента. Таким образом, можно уменьшить избыточное потребление абсорбента и осуществлять циркуляцию абсорбирующей жидкости при подходящем расходе циркуляции.

Кроме того, описанный выше способ (5) позволяет быстро сформировать вторую таблицу соотношения, поскольку вторая таблица соотношения формируется с использованием второй модели обучения, созданной с использованием машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией абсорбента и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости.

(6) В некоторых воплощениях в описанном выше способе (5) эксплуатационные данные устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающие расход циркуляции абсорбирующей жидкости, также включают концентрацию абсорбента в любой момент времени и подаваемое количество суспензии абсорбента в момент времени в прошлом относительно указанного любого момента в интервале времени, полученном путем вычитания третьего момента времени из четвертого момента времени.

С помощью описанного выше способа (6) становится возможным улучшить прогнозирование будущей концентрации абсорбента благодаря тому, что будущая концентрация абсорбента прогнозируются непосредственно по фактическим эксплуатационными данным, включающим концентрацию абсорбента в любой момент времени и подаваемое количество суспензии абсорбента в момент времени в прошлом, относящийся к указанному любому моменту времени, в пределах интервала времени, полученного путем вычитания третьего момента времени из четвертого момента времени.

(7) В некоторых воплощениях в описанном выше способе (6) концентрацию абсорбента вычисляют с помощью имитационной модели посредством вычисления баланса массы.

Датчик для определения концентрации абсорбента обычно является дорогостоящим. Поэтому использование такого датчика увеличивает затраты на устройство мокрой десульфуризации дымовых газов. Однако с помощью описанного выше способа (7), благодаря тому, что концентрация абсорбента может быть вычислена с помощью имитационной модели путем расчета баланса массы, дорогостоящий датчик больше не является необходимым и можно ограничить увеличение стоимости устройства мокрой десульфуризации дымовых газов.

(8) В некоторых воплощениях, в любом одном из описанных выше способов (5) - (7) интервал от третьего момента времени до четвертого момента времени короче, чем интервал от первого момента времени до второго момента времени.

Изменение концентрации диоксида серы в отходящих газах происходит в результате протекания множества стадий в следующем порядке: увеличение расхода циркуляции абсорбирующей жидкости, газожидкостный контакт абсорбирующей жидкости с отходящими газами и уменьшение концентрации диоксида серы. С другой стороны, изменение концентрации абсорбента происходит в процессе последовательного протекания небольшого числа необходимых стадий, а именно, подача суспензии абсорбента и увеличение концентрации абсорбента. Соответственно, запаздывание в регулировании концентрации диоксида серы является большим по сравнению с регулированием концентрации абсорбента. Однако при использовании описанного выше способа (8), поскольку период времени от третьего момента времени до четвертого момента времени короче, чем период времени от первого момента времени до второго момента времени, становится возможным надлежащим образом учитывать влияние упомянутого запаздывания регулирования. Таким образом, можно дополнительно повысить эффективность прогнозирования будущей концентрации абсорбента.

(9) Устройство для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов в соответствии с по меньшей мере одним воплощением настоящего изобретения представляет собой устройство для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов, содержащим абсорбционную колонну и по меньшей мере один циркуляционный насос для циркуляции абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне, и осуществляющим в абсорбционной колонне десульфуризацию путем приведения абсорбирующей жидкости в газожидкостный контакт с отходящими газами, образующимися в устройстве сжигания топлива, при этом упомянутое устройство для управления содержит блок создания первой модели обучения, предназначенный для создания модели обучения с помощью машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией диоксида серы на выходе абсорбционной колонны и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости; блок формирования первой таблицы соотношения, предназначенный для формирования, с использованием указанной модели обучения, первой таблицы соотношения между расходом циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени и концентрацией диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени, который является моментом времени в будущем относительно первого момента времени; блок выбора расхода циркуляции, предназначенный для выбора, на основе первой таблицы соотношения, расхода циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени, при котором концентрация диоксида серы в выходящем газе во второй момент времени не превышает предварительно заданную величину; и блок регулирования циркуляционного насоса, предназначенный для регулирования режима работы указанного по меньшей мере одного циркуляционного насоса на основе выбранного расхода циркуляции в первый момент времени.

При описанной выше конфигурации (9) устройства будущая концентрация диоксида серы прогнозируется непосредственно из фактических эксплуатационных данных устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающих расход циркуляции абсорбирующей жидкости, благодаря формированию первой таблицы соотношения между расходом циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени и концентрацией диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени, который представляет собой момент времени в будущем относительно первого момента времени. В результате можно сформировать первую таблицу упомянутого соотношения с большей эффективностью прогнозирования будущей концентрации диоксида серы. На основе сформированной первой таблицы соотношения выбирают расход циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени, при котором концентрация диоксида серы в выходящем газе во второй момент времени не превышает предварительно заданную величину, и в первый момент времени регулируют режим работы указанного по меньшей мере одного циркуляционного насоса на основе выбранного расхода циркуляции. Таким образом, можно эффективно регулировать режим работы циркуляционного насоса.

(10) В некоторых воплощениях в описанной выше конфигурации (9) устройство мокрой десульфуризации дымовых газов дополнительно содержит узел подачи суспензии абсорбента, предназначенный для подачи в абсорбционную колонну суспензии абсорбента, которая представляет собой суспензию абсорбента, включенного в абсорбирующую жидкость, а устройство для управления дополнительно содержит: блок создания второй модели обучения, предназначенный для создания второй модели обучения с помощью машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией абсорбента и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости; блок формирования второй таблицы соотношения, предназначенный для создания, с использованием второй модели обучения, второй таблицы соотношения между подаваемым количеством суспензии абсорбента в абсорбционную колонну в третий момент времени и концентрацией абсорбента в абсорбирующей жидкости в четвертый момент времени, который является моментом времени в будущем относительно третьего момента времени; блок выбора количества подаваемой суспензии абсорбента, предназначенный для выбора, на основе второй таблицы соотношения, подаваемого количества суспензии абсорбента в третий момент времени, при котором концентрация абсорбента в четвертый момент времени находится в пределах предварительно заданного интервала; и блок регулирования подачи суспензии абсорбента, предназначенный для регулирования узла подачи суспензии абсорбента на основе выбранного подаваемого количества суспензии абсорбента в третий момент времени.

С помощью описанной выше конфигурации (10) будущая концентрация абсорбента прогнозируется непосредственно на основе фактических эксплуатационных данных устройства сжигания топлива и эксплуатационных данных устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающих расход циркуляции абсорбирующей жидкости, путем формирования второй таблицы соотношения между подаваемым количеством суспензии абсорбента в абсорбционную колонну в третий момент времени и концентрацией абсорбента в абсорбирующей жидкости в четвертый момент времени, который является моментом времени в будущем относительно третьего момента времени. Соответственно, можно сформировать вторую таблицу соотношения, улучшенную по эффективности прогнозирования будущей концентрации абсорбента. На основе полученной второй таблицы соотношения, осуществляется выбор подаваемого количества суспензии абсорбента в третий момент времени, при котором концентрация абсорбента в четвертый момент времени находится в пределах предварительно заданного интервала, и в третий момент времени узел подачи суспензии абсорбента регулируют на основе выбранного подаваемого количества суспензии абсорбента, и, таким образом, можно подавить колебания концентрации абсорбента. В результате становится возможным уменьшить излишнее потребление абсорбента и обеспечить циркуляцию абсорбирующей жидкости с подходящим расходом циркуляции.

(11) Система дистанционного мониторинга в соответствии с по меньшей мере одним воплощением настоящего изобретения содержит устройство для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов, соответствующее любой из конфигураций (9) или (10), и устройство дистанционного мониторинга, электрически соединенное с упомянутым устройством для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов.

При использовании описанной выше конфигурации (11) может быть обеспечен непрерывный мониторинг состояния управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов.

Положительные эффекты

В соответствии с по меньшей мере одним воплощением настоящего изобретения будущая концентрация диоксида серы прогнозируется непосредственно из фактических эксплуатационных данных устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающих расход циркуляции абсорбирующей жидкости, посредством формирования первой таблицы соотношения между расходом циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени и концентрацией диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени, который является моментом времени в будущем относительно первого момента времени. В результате можно сформировать первую таблицу соотношения, улучшенную по эффективности прогнозирования будущей концентрации диоксида серы. На основе созданной первой таблицы соотношения выбирают расход циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени, при котором концентрация диоксида серы в выходящем газе во второй момент времени не превышает предварительно заданную величину, и в первый момент времени регулируют режим работы указанного по меньшей мере одного циркуляционного насоса на основе выбранного расхода циркуляции. Таким образом, можно надлежащим образом регулировать режим работы циркуляционного насоса.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 – схематическое изображение конфигурации устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающей устройство для управления упомянутым устройством мокрой десульфуризации дымовых газов в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения.

Фиг. 2 – схематическое изображение, отображающее конфигурацию системы дистанционного мониторинга в соответствии с воплощением настоящего изобретения.

Фиг. 3 – графическая схема, отображающая последовательность действий в способе управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов в соответствии с воплощением настоящего изобретения.

Фиг. 4 – графические кривые, иллюстрирующие соответствующие изменения прогнозируемой величины концентрации SO₂ в выходящем газе, величины концентрации SO₂, измеренной газоанализатором, и истинного значения прогнозируемой величины концентрации SO₂.

Фиг. 5 – графическая зависимость, отображающая пример первой таблицы соотношения, сформированной в способе управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов в соответствии с воплощением настоящего изобретения.

Фиг. 6 – графическая зависимость, отображающая пример второй таблицы соотношения, сформированной в способе управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов в соответствии с воплощением настоящего изобретения.

Фиг. 7 – графическая схема, отображающая конфигурацию модифицированного примера устройства для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов в соответствии с воплощением настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Воплощения настоящего изобретения ниже будут раскрыты более подробно со ссылками на сопровождающие чертежи. Однако объем настоящего изобретения не ограничивается раскрытыми ниже воплощениями. Следует понимать, что геометрические размеры и формы, материалы, взаимное расположение и тому подобные характеристики компонентов, описанных в воплощениях, следует понимать лишь как иллюстративные и не направленные на ограничение объема настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 1, устройство 10 мокрой десульфуризации дымовых газов используется для десульфуризации отходящих газов, образующихся в устройстве 1 сжигания топлива, например, в котельной установке. Устройство 10 мокрой десульфуризации дымовых газов содержит абсорбционную колонну 11, сообщающуюся с устройством 1 сжигания топлива посредством трубопровода 2, множество (например, три) циркуляционных насосов 12a, 12b, 12c, установленных на циркуляционном трубопроводе 3 для обеспечения циркуляции абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне 11, узел 13 подачи суспензии абсорбента, предназначенный для подачи в абсорбционную колонну 11 суспензии (абсорбента) карбоната кальция (CaCO₃), служащего в качестве абсорбента, включенного в состав абсорбирующей жидкости, и узел 14 извлечения гипса, предназначенный для извлечения гипса (сульфата кальция), присутствующего в абсорбирующей жидкости. Абсорбционная колонна 11 снабжена выпускным трубопроводом 16 для выпуска отходящих газов, обессеренных при рассмотренном ниже функционировании устройства и отводимых из абсорбционной колонны 11 в качестве выходящего газа. Выпускной трубопровод 16 снабжен газоанализатором 17 для измерения концентрации SO₂ в выходящем газе.

Узел 13 подачи суспензии абсорбента включает оборудование 21 приготовления суспензии абсорбента, предназначенное для приготовления суспензии абсорбента, трубопровод 22 подачи суспензии абсорбента, соединяющий указанное оборудование 21 приготовления суспензии абсорбента с абсорбционной колонной 11, и клапан 23 регулирования подаваемого количества суспензии абсорбента, предназначенный для регулирования расхода суспензии абсорбента, протекающей через трубопровод 22 подачи суспензии абсорбента. Узел 14 извлечения гипса включает сепаратор 25 гипса, трубопровод 26 отвода суспензии гипса, соединяющий сепаратор 25 гипса с абсорбционной колонной 11, и насос 27 отвода суспензии гипса, установленный на трубопроводе 26 отвода суспензии гипса.

Устройство 10 мокрой десульфуризации дымовых газов снабжено устройством 15 управления устройством 10 мокрой десульфуризации дымовых газов. Устройство 15 управления содержит блок 30 приема эксплуатационных данных, электрически соединенный с блоком 20 сбора эксплуатационных данных, который содержит различные датчики для получения различного типа эксплуатационных данных устройства 1 сжигания топлива и устройства 10 мокрой десульфуризации дымовых газов (например, температур и давлений на различных участках, расходов различных текучих сред и тому подобное). Блок 20 сбора эксплуатационных данных содержит газоанализатор 17.

В состав устройства 15 управления входят блок 38 создания первой модели обучения, электрически соединенный с блоком 30 приема эксплуатационных данных, блок 31 формирования первой таблицы соотношения, электрически соединенный с блоком 38 создания первой модели обучения, блок 32 выбора расхода циркуляции, электрически соединенный с блоком 31 формирования первой таблицы соотношения, и блок 33 регулирования циркуляционного насоса, электрически соединенный с блоком 32 выбора расхода циркуляции. Блок 33 регулирования циркуляционного насоса электрически соединен с циркуляционными насосами 12a, 12b, 12c.

Устройство 15 управления дополнительно содержит блок 39 создания второй модели обучения, электрически соединенный с блоком 30приема эксплуатационных данных, блок 35 формирования второй таблицы соотношения, электрически соединенный с блоком 39 создания второй модели обучения, блок 36 выбора подаваемого количества суспензии абсорбента, электрически соединенный с блоком 35 формирования второй таблицы соотношения, и блок 37 регулирования подачи суспензии абсорбента, электрически соединенный с блоком 36 выбора подаваемого количества суспензии абсорбента. Блок 37 регулирования подачи суспензии абсорбента электрически соединен с клапаном 23 регулирования подаваемого количества суспензии абсорбента.

На фиг. 2 представлена конфигурация системы 40 дистанционного мониторинга, предназначенной для дистанционного мониторинга состояния управления устройством 10 мокрой десульфуризации дымовых газов (см. фиг. 1). Система 40 дистанционного мониторинга содержит систему 41 распределенного управления (DCS) соответствующими устройствами, включающими устройство 1 сжигания топлива (см. фиг. 1) и устройство 10 мокрой десульфуризации дымовых газов (см. фиг. 1), и пограничный сервер 42, электрически соединенный с DCS 41, и оборудована устройством 15 управления, и устройством 43 дистанционного мониторинга, например, настольным персональным компьютером или планшетным компьютером, электрически соединенным с пограничным сервером 42 посредством окружающей сетевой среды («облака») или виртуальной частной сети (VPN). Вообще, можно осуществлять дистанционный мониторинг состояния управления устройством 10 мокрой десульфуризации дымовых газов с помощью устройства 43 дистанционного мониторинга, находящегося на удалении от пограничного сервера 42.

Далее будет описан ход технологического процесса, в котором устройство 10 мокрой десульфуризации дымовых газов осуществляет десульфуризацию отходящих газов, образующихся в устройстве 1 сжигания топлива. Как показано на фиг. 1, отходящие газы, генерируемые в устройстве 1 сжигания топлива, проходят через трубопровод 2 в абсорбционную колонну 11 и поднимаются в абсорбционной колонне 11 вверх. Абсорбирующая жидкость, побуждаемая по меньшей мере одним из циркуляционных насосов 12а-12с, нагнетается через циркуляционный трубопровод 3, поступает в абсорбционную колонну 11 и стекает в абсорбционной колонне вниз. Абсорбирующая жидкость, стекающая вниз в абсорбционной колонне 11, накапливается в абсорбционной колонне 11, отводится из абсорбционной колонны 11 с помощью циркуляционных насосов 12а-12с и протекает через циркуляционный трубопровод 3. Таким образом, происходит циркуляция абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне 11.

В абсорбционной колонне 11 восходящий поток отходящих газов и нисходящий поток абсорбирующей жидкости вступают в газожидкостный контакт друг с другом. Присутствующий в дымовых газах SO₂ реагирует с содержащимся в абсорбирующей жидкости CaCO₃ с осаждением гипса (CaSO₄⋅2H₂O) в абсорбирующей жидкости в соответствии со следующей формулой химической реакции

SO₂+CaCO₃+2H₂O+1/2O₂→CaSO₄⋅2H₂O+CO₂

Поскольку часть SO₂, содержащегося в отходящих газах, удаляется в виде гипса, образующегося в абсорбирующей жидкости, т.е. происходит десульфуризация дымовых газов, концентрация SO₂ в выходящем газе, отводимом из абсорбционной колонны 11 через выпускной трубопровод 16, является меньшей, чем концентрация SO₂ в отходящих газах, поступающих в абсорбционную колонну 11 через трубопровод 2.

Концентрация SO₂ в выходящем газе имеет тенденцию к снижению с увеличением расхода циркуляции абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне 11, если только колебания концентрации CaCO₃ в абсорбирующей жидкости не являются значительными. За счет регулирования расхода циркуляции, путем регулирования количества работающих циркуляционных насосов с помощью устройства 15 управления, посредством рассмотренного ниже способа управления можно регулировать концентрацию SO₂ в выходящем газе так, чтобы она не превышала предварительно заданную величину.

Гипс, осажденный в абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне 11, удаляется из абсорбционной колонны 11 в виде суспензии гипса с помощью насоса 27 отвода суспензии гипса. Суспензия гипса проходит через трубопровод 26 отвода суспензии гипса и поступает в сепаратор 25 гипса. В указанном сепараторе 25 гипса вода и гипс отделяются друг от друга. Гипс извлекается, а вода поступает в дренажное устройство (не показано).

Присутствующий в абсорбирующей жидкости CaCO₃ реагирует с SO₂ с образованием гипса, что уменьшает концентрацию CaCO₃ в абсорбирующей жидкости по мере десульфуризации отходящих газов. С помощью способа управления, рассмотренного ниже, устройство 15 управления регулирует степень открытия клапана 23 регулирования количества подаваемой суспензии абсорбента и направляет суспензию абсорбента, приготовленную в оборудовании 21 приготовления суспензии абсорбента, в абсорбционную колонну 11 через трубопровод 22 подачи суспензии абсорбента. Таким образом, концентрация CaCO₃ в абсорбирующей жидкости находится в пределах предварительно заданного интервала и подавляются большие колебания концентрации CaCO₃ в процессе десульфуризации отходящих газов.

Ниже будет описан способ управления устройством 10 мокрой десульфуризации дымовых газов с использованием устройства 15 управления.

Фиг. 3 поясняет основные стадии способа управления устройством 10 мокрой десульфуризации дымовых газов, осуществляемого с помощью устройства 15 управления. На стадии S1 производится сбор различных видов эксплуатационных данных устройства 1 сжигания топлива и устройства 10 мокрой десульфуризации дымовых газов. Затем, на стадии S2 создается первая модель обучения с помощью машинного обучения по соотношению между различными видами эксплуатационных данных и будущей концентрацией SO₂ в выходящем газе, отводимом из абсорбционной колонны 11. Далее, на стадии S3 с использованием созданной первой модели обучения формируется первая таблица соотношения, которая будет описана ниже. На последующей стадии S4 на основе первой таблицы соотношения осуществляется выбор расхода циркуляции абсорбирующей жидкости, при котором концентрация SO₂ в выходящем газе не превышает предварительно заданную величину. На стадии S5 регулируют режим работы циркуляционных насосов 12а-12с на основе выбранного расхода циркуляции. Таким образом, концентрацию SO₂ в выходящем газе регулируют так, чтобы она не превышала предварительно заданную величину.

Кроме того, после осуществления стадии S1, помимо стадий S2-S5, на стадии S12 создается вторая модель обучения с использованием машинного обучения по соотношению между различными видами эксплуатационных данных и будущей концентрацией CaCO₃ в абсорбирующей жидкости. Затем, на стадии S13 формируется вторая таблица соотношения, которая будет описана позднее, с использованием созданной второй модели обучения. На последующей стадии S14 на основе второй таблицы соотношения производится выбор подаваемого количества суспензии абсорбента, при котором концентрация CaCO₃ находится в пределах предварительно заданного интервала. На стадии S15, за счет регулирования узла 13 подачи суспензии абсорбента, а именно, регулирования степени открытия клапана 23 регулирования подаваемого количества суспензии абсорбента, суспензия абсорбента подается в абсорбционную колонну 11 в выбранном подаваемом количестве. Таким образом, концентрация CaCO₃ в абсорбирующей жидкости находится в пределах предварительно заданного интервала, что позволяет подавить большие колебания концентрации CaCO₃ в процессе десульфуризации отходящих газов.

Далее будут более подробно описаны соответствующие стадии способа управления устройством 10 мокрой десульфуризации дымовых газов с помощью устройства 15 управления. На стадии S1, как показано на фиг.1, блок 20 сбора эксплуатационных данных получает различные виды эксплуатационных данных устройства 1 сжигания топлива и устройства 10 мокрой десульфуризации дымовых газов, и затем собранные различные виды эксплуатационных данных передаются на устройство 15 управления и принимаются блоком 30 приема эксплуатационных данных, что позволяет устройству 15 управления получать различные виды эксплуатационных данных. Поскольку, как отмечено выше, блок 20 сбора эксплуатационных данных содержит газоанализатор 17, различные виды эксплуатационных данных включают концентрацию SO₂ в выходящем газе.

На стадии S2 блок создания первой модели обучения создает первую модель с использованием машинного обучения по соотношению между различными видами эксплуатационных данных, полученных устройством 15 управления, и будущей концентрацией SO₂ в выходящем газе. На стадии S3, используя созданную первую модель обучения, блок 31 формирования первой таблицы соотношения создает первую таблицу соотношения, показывающую корреляцию между расходом циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени и прогнозируемой величиной концентрацией SO₂ в выходящем газе во второй момент времени, который является моментом времени в будущем относительно первого момента времени. Поскольку первая таблица соотношения сформирована с помощью первой модели обучения, созданной посредством машинного обучения, упомянутая первая таблица соотношения может быть быстро сформирована.

В первой таблице соотношения, при условии, что расход циркуляции абсорбирующей жидкости и прогнозируемая величина концентрации SO₂ в выходящем газе отличаются по времени, и расход циркуляции абсорбирующей жидкости установлен на текущую величину, прогнозируемая величина концентрации SO₂ в выходящем газе является, например, величиной концентрации SO₂ в выходящем газе, прогнозируемой на несколько минут позднее текущего момента времени. При этом, различные виды эксплуатационных данных по меньшей мере включают концентрацию SO₂ в выходящем газе в любой момент времени, и расход циркуляции абсорбирующей жидкости в момент времени в прошлом относительно указанного любого момента времени в интервале времени, полученном путем вычитания первого момента времени из второго момента времени. Будущая концентрация SO₂ прогнозируется непосредственно из фактических эксплуатационных данных, включающих концентрацию SO₂ в выходящем газе в любой момент времени и расход циркуляции абсорбирующей жидкости в определенный момент времени в прошлом относительно указанного любого момента времени в интервале времени, полученном путем вычитания первого момента времени из второго момента времени, что позволяет улучшить эффективность прогнозирования будущей концентрации SO₂. Эффективность прогнозирования будущей концентрации SO₂ улучшается благодаря короткому интервалу времени между первым моментом времени и вторым моментом времени. При этом, интервал между первым моментом времени и вторым моментом времени предпочтительно представляет собой сумму продолжительности времени, затраченного на изменение концентрации SO₂ в выходящем газе вследствие изменения расхода циркуляции абсорбирующей жидкости, и продолжительности времени, необходимого для измерения газоанализатором 17 концентрации SO₂.

Фиг.4 демонстрирует изменение прогнозируемой величины концентрации SO₂ (верхняя кривая), изменение величины концентрации SO₂, измеренной газоанализатором 17 (средняя кривая), и изменение истинной величины концентрации SO₂ (нижняя кривая) в случае, в котором интервал между первым моментом времени и вторым моментом времени является суммарной продолжительностью времени, прошедшего до изменения концентрации SO₂ в выходящем газе вследствие изменения расхода циркуляции абсорбирующей жидкости, и времени, необходимого для измерения концентрации SO₂ газоанализатором 17. На каждой кривой зависимости более старая величина концентрации соответствует направлению в правую сторону, а самая последняя величина показана крайней слева. Самая последняя величина концентрации SO₂, измеренная газоанализатором 17, является величиной, измеренной в первый момент времени, а самая последняя прогнозируемая величина концентрации SO₂ является величиной во второй момент времени. Интервал (i) между самой последней величиной концентрации SO₂, измеренной газоанализатором, и самой последней истинной величиной концентрации SO₂ соответствует продолжительности времени, необходимого для измерения газоанализатором 17 концентрации SO₂, то есть, соответствует задержке измерения. Интервал (ii) между самой последней истинной величиной концентрации SO₂ и самой последней прогнозируемой величиной концентрации SO₂ соответствует продолжительности времени, в течение которого концентрация SO₂ в выходящем газе изменяется вследствие изменения расхода циркуляции абсорбирующей жидкости.

Фиг.5 отображает пример реализации первой таблицы соотношения. В представленном воплощении первая таблица соотношения представлена в виде графика, отображающего прогнозируемую величину концентрации SO₂ в выходящем газе по оси абсцисс и расход циркуляции абсорбирующей жидкости по оси ординат. Однако первая таблица соотношения не обязательно имеет такой вид, и может быть представлена в виде матрицы, математического выражения, или тому подобного. На стадии S4 блок 32 выбора расхода циркуляции выбирает, на основе первой таблицы соотношения, расход Q циркуляции абсорбирующей жидкости, при котором будущая концентрация SO₂ в выходящем достигает предварительно заданную величину SV.

На стадии S5 блок 33 регулирования циркуляционного насоса, как показано на фиг. 1, выбирает количество работающих циркуляционных насосов 12а-12с так, чтобы обеспечиваемый ими расход циркуляции абсорбирующей жидкости был не меньше выбранного расхода Q циркуляции, и побуждает функционирование выбранного количества циркуляционных насосов. Например, если работают три циркуляционных насоса 12а-12с, обеспечивающие подачу одинакового количества абсорбирующей жидкости, расход циркуляции можно регулировать в три ступени. Расход циркуляции можно регулировать более точно с увеличением количества циркуляционных насосов. Кроме того, например, если количества абсорбирующей жидкости, подаваемой при функционировании каждого из трех циркуляционных насосов 12а-12с, отличаются друг от друга, расход циркуляции можно регулировать в пределах вплоть до шести ступеней за счет комбинации циркуляционных насосов, подлежащих использованию. Кроме того, например, если каждый из трех циркуляционных насосов 12а-12с способен регулировать подаваемое количество абсорбирующей жидкости, расход циркуляции можно регулировать с большей точностью.

Следует отметить, что регулирование расхода циркуляции не ограничивается регулированием количества циркуляционных насосов. Подаваемое посредством циркуляционного насоса количество абсорбирующей жидкости можно регулировать для обеспечения расхода циркуляции, выбранного блоком 32 выбора расхода циркуляции, путем использования одного циркуляционного насоса, способного регулировать такое подаваемое количество.

При регулировании указанным образом расхода циркуляции абсорбирующей жидкости, циркулирующей в абсорбционной колонне 11, можно регулировать будущую концентрацию SO₂ в выходящем газе так, чтобы она не превышала предварительно заданную величину. Однако для этого необходимо отсутствие значительных колебаний концентрации CaCO₃ в абсорбирующей жидкости. Соответственно, в настоящем воплощении, как описано выше, помимо стадий S2-S5, на стадиях S12-S15 концентрацию CaCO₃ в абсорбирующей жидкости регулируют так, чтобы она находилась в предварительно заданном интервале. Ниже будет подробно описана каждая из стадий S12-S15.

На стадии S12 блок 39 создания второй модели обучения создает вторую модель обучения посредством машинного обучения по соотношению между различными видами эксплуатационных данных, полученных устройством 15 управления, и будущей концентрацией CaCO₃ в абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне 11. На стадии S13, используя созданную вторую модель обучения, блок 35 формирования второй таблицы соотношения формирует вторую таблицу соотношения, показывающую корреляцию между подаваемым количеством суспензии абсорбента в абсорбционную колонну 11 в третий момент времени и прогнозируемой величиной концентрации CaCO₃ в четвертый момент времени, который является моментом времени в будущем относительно третьего момента времени. Поскольку вторую таблицу соотношения формируют с использованием второй модели обучения, созданной посредством машинного обучения, вторую таблицу соотношения можно создать достаточно быстро.

Во второй таблице соотношения, при условии, что подаваемое количество суспензии абсорбента в абсорбционную колонну 11 и прогнозируемая величина концентрации CaCO₃ в абсорбирующей жидкости отличаются по времени, и подаваемое количество суспензии абсорбента установлено на текущую величину, прогнозируемая величина концентрации CaCO₃ является, например, величиной концентрации CaCO₃, прогнозируемой на несколько минут позднее по времени относительно текущего момента времени. При этом различные виды эксплуатационных данных по меньшей мере включают концентрацию CaCO₃ в любой момент времени и подаваемое количество суспензии абсорбента в момент времени в прошлом относительно указанного любого момента времени в интервале времени, полученном путем вычитания третьего момента времени из четвертого момента времени. Будущая концентрация CaCO₃ прогнозируется непосредственно из фактических эксплуатационных данных, включающих концентрацию CaCO₃ в любой момент времени и подаваемое количество суспензии абсорбента в момент времени в прошлом относительно указанного любого момента времени в интервале времени, полученном путем вычитания третьего момента времени из четвертого момента времени, что позволяет улучшить эффективность прогнозирования будущей концентрации CaCO₃.

В настоящем воплощении концентрацией CaCO₃ в любой момент времени является величина, вычисленная с помощью имитационной модели путем расчета баланса массы. Датчик измерения концентрации CaCO₃ обычно является дорогостоящим компонентом. Поэтому использование такого датчика повышает стоимость устройства 10 мокрой десульфуризации дымовых газов. Однако, если концентрацию CaCO₃ вычисляют с использованием имитационной модели путем расчета баланса массы, дорогостоящий датчик больше не является необходимым, что позволяет избежать увеличения стоимости устройства 10 мокрой десульфуризации дымовых газов.

Эффективность прогнозирования будущей концентрации CaCO₃ увеличивается благодаря тому, что интервал между третьим и четвертым моментами времени является коротким. Упомянутый интервал между третьим и четвертым моментами времени предпочтительно представляет собой продолжительность времени, в течение которого концентрация CaCO₃ изменяется вследствие изменения подаваемого количества суспензии абсорбента. Изменение прогнозируемой величины подаваемого количества суспензии абсорбента и изменение истинной величины находятся в таком же соотношении, что и изменение прогнозируемой величины концентрации CaCO₃ (верхняя кривая зависимости) и изменение истинной величины (нижняя кривая зависимости) на фиг. 4, соответственно. В настоящем воплощении концентрацию CaCO₃ вычисляют с помощью имитационной модели путем расчета баланса массы. Однако в том случае, если концентрация CaCO₃ измеряется датчиком, изменение прогнозируемой величины подаваемого количества суспензии абсорбента, изменение измеренной величины с помощью датчика и изменение истинной величины находятся в таком же соотношении, что и изменения (соответствующие кривые зависимости) концентрации SO₂ на фиг. 4, соответственно.

Вообще, количество стадий процесса, необходимых для изменения концентрации SO₂ в выходящем газе, отводимом из абсорбционной колонны 11, превышает количество стадий, необходимых для изменения концентрации CaCO₃. Поэтому задержка в регулировании концентрации SO₂ является продолжительной по сравнению с регулированием концентрации CaCO₃. Следовательно, за счет сокращения периода времени от третьего момента времени до четвертого момента времени по отношению к продолжительности времени от первого момента времени до второго момента времени, можно надлежащим образом учесть влияние отмеченной выше задержки регулирования. Соответственно, можно дополнительно повысить эффективность прогнозирования будущей концентрации CaCO₃.

Фиг.6 отображает пример реализации второй таблицы соотношения. В представленном воплощении вторая таблица соотношения представлена в виде графика, отображающего прогнозируемую величину концентрации CaCO₃ по оси абсцисс и подаваемое количество суспензии абсорбента по оси ординат. Однако вторая таблица соотношения не обязательно реализуется в такой форме, и может быть представлена в виде матрицы, математического выражения, или тому подобного. На стадии S14 блок 36 выбора подаваемого количества суспензии абсорбента выбирает, на основе второй таблицы соотношения, подаваемое количество F суспензии абсорбента, при котором будущая концентрация CaCO₃ попадает в предварительно заданный интервал R.

На стадии S15 блок 37 регулирования подачи суспензии абсорбента, как показано на фиг. 1, регулирует степень открытия клапана 23 регулирования подаваемого количества суспензии абсорбента таким образом, чтобы подаваемое количество суспензии абсорбента, подводимое в абсорбционную колонну 11 через трубопровод 22 подачи суспензии абсорбента, находилось вблизи выбранного количества F суспензии абсорбента. В результате регулирования подаваемого количества суспензии абсорбента в абсорбционную колонну 11 становится возможным регулировать будущую концентрацию CaCO₃ так, чтобы она находилась в предварительно заданном интервале.

В соответствии с изложенным выше будущая концентрация SO₂ прогнозируется непосредственно на основе фактических эксплуатационных данных устройства 1 сжигания топлива и устройства 10 мокрой десульфуризации дымовых газов, включающих расход циркуляции абсорбирующей жидкости, посредством формирования первой таблицы соотношения между расходом циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени и концентрацией SO₂ в выходящем газе, отводимом из абсорбционной колонны 11, во второй момент времени, который является моментом времени в будущем относительно первого момента времени. В результате можно получить первую таблицу соотношения, улучшенную по эффективности прогнозирования будущей концентрации SO₂. На основе сформированной первой таблицы соотношения выбирают расход циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени, при котором концентрация SO₂ в выходящем газе во второй момент времени не превышает предварительно заданную величину, и в первый момент времени режимы работы циркуляционных насосов 12а-12с регулируют на основе выбранного расхода циркуляции. Таким образом, можно надлежащим образом регулировать режим работы циркуляционных насосов 12а-12с.

В рассматриваемом воплощении концентрацию CaCO₃ в абсорбирующей жидкости устанавливают в пределах предварительно заданного интервала в результате проведения стадий S12-S15. Однако можно исключить необходимость в соответствующих стадиях S12-S15, если, например, концентрация CaCO₃ в абсорбирующей жидкости на самом деле измеряется датчиком, и подаваемое количество суспензии абсорбента в абсорбционную колонну 11 регулируют так, как это необходимо, на основе фактически измеренной величины. В этом случае в устройстве 15 управления могут отсутствовать блок 39 создания второй модели обучения, блок 35 формирования второй таблицы соотношения, блок 36 выбора количества подаваемой суспензии абсорбента и блок 37 регулирования подачи суспензии абсорбента.

Как показано на фиг.7, устройство 15 управления содержит блок 34 сравнения, электрически соединенный с блоком 30 приема эксплуатационных данных и блоком 31 формирования первой таблицы соотношения. Указанный блок 34 сравнения может преобразовать первую модель обучения с помощью машинного обучения по эксплуатационным данным различного вида и будущей концентрации SO₂ в выходящем газе, если различие между результатом анализа, полученным газоанализатором 17 во второй момент времени, и прогнозируемой величиной концентрации SO₂ в выходящем газе во второй момент времени, достигает, например, не менее предварительно заданной пороговой величины этого различия после формирования первой таблицы соотношения, и может переформировать первую таблицу соотношения за счет использования преобразованной первой модели обучения. Таким образом, можно получить первую таблицу соотношения, дополнительно улучшенную по эффективности прогнозирования будущей концентрации SO₂.

Кроме того, если после создания первой таблицы соотношения при использовании конфигурации, представленной на фиг.7, разность между результатом анализа, полученным газоанализатором 17 во второй момент времени, и прогнозируемой величиной концентрации SO₂ в выходящем газе во второй момент времени достигает не менее предварительно заданной пороговой величины, в технологическом процессе может произойти своего рода отклонение. В этом случае можно заблаговременно детектировать отклонение в осуществляемом процессе посредством отображения предупреждающего сигнала или тому подобного, информирующего о возможности отклонения, например, в устройстве 43 дистанционного мониторинга (фиг. 2).

В настоящем воплощении в качестве абсорбента SO₂ используется CaCO₃. Однако абсорбент SO₂ не ограничивается упомянутым CaCO₃. В качестве абсорбента SO₂ может быть использован, например, гидроксид магния (Mg(OH)₂) или подобное соединение.

Перечень ссылочных номеров позиции

1 устройство сжигания топлива

2 трубопровод

3 циркуляционный трубопровод

10 устройство мокрой десульфуризации дымовых газов

11 абсорбционная колонна

12а циркуляционный насос

12b циркуляционный насос

12c циркуляционный насос

13 узел подачи суспензии абсорбента

14 узел извлечения гипса

15 устройство управления

16 выпускной трубопровод

17 газоанализатор

21 оборудование приготовления суспензии абсорбента

22 трубопровод подачи суспензии абсорбента

23 клапан регулирования подаваемого количества суспензии абсорбента

25 сепаратор гипса

26 трубопровод отвода суспензии гипса

27 насос отвода суспензии гипса

30 блок приема эксплуатационных данных

31 блок формирования первой таблицы соотношения

32 блок выбора расхода циркуляции

33 блок регулирования циркуляционного насоса

34 блок сравнения

35 блок формирования второй таблицы соотношения

36 блок выбора подаваемого количества суспензии абсорбента

37 блок регулирования подачи суспензии абсорбента

38 блок создания первой модели обучения

39 блок создания второй модели обучения

40 система дистанционного мониторинга

41 система распределенного управления (DCS)

42. пограничный сервер

43 устройство дистанционного мониторинга

Изобретение относится к способу управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов, содержащим абсорбционную колонну и по меньшей мере один циркуляционный насос для обеспечения циркуляции абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне и осуществляющим десульфуризацию путем приведения в абсорбционной колонне абсорбирующей жидкости в газожидкостный контакт с отходящими газами, образующимися в устройстве сжигания топлива, при этом указанный способ управления включает: стадию создания первой модели обучения с использованием машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией диоксида серы на выходе абсорбционной колонны и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости; стадию формирования, с использованием первой модели обучения, первой таблицы соотношения между расходом циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени и концентрацией диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени, который является моментом времени в будущем относительно первого момента времени; стадию выбора, на основе первой таблицы соотношения, расхода циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени, при котором концентрация диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени не превышает предварительно заданную величину; и стадию регулирования режима работы указанного по меньшей мере одного циркуляционного насоса на основе выбранного расхода циркуляции в первый момент времени. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов, содержащим абсорбционную колонну и по меньшей мере один циркуляционный насос для обеспечения циркуляции абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне и осуществляющим десульфуризацию путем приведения в абсорбционной колонне абсорбирующей жидкости в газожидкостный контакт с отходящими газами, образующимися в устройстве сжигания топлива, при этом указанный способ управления включает:

стадию создания первой модели обучения с использованием машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией диоксида серы на выходе абсорбционной колонны и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости;

стадию формирования, с использованием первой модели обучения, первой таблицы соотношения между расходом циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени и концентрацией диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени, который является моментом времени в будущем относительно первого момента времени;

стадию выбора, на основе первой таблицы соотношения, расхода циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени, при котором концентрация диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени не превышает предварительно заданную величину; и

стадию регулирования режима работы указанного по меньшей мере одного циркуляционного насоса на основе выбранного расхода циркуляции в первый момент времени.

2. Способ управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов по п.1, в котором эксплуатационные данные устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающие расход циркуляции абсорбирующей жидкости, дополнительно включают:

концентрацию диоксида серы в выходящем газе в любой момент времени и

расход циркуляции абсорбирующей жидкости в момент времени в прошлом относительно указанного любого момента времени в интервале времени, полученном вычитанием первого момента времени из второго момента времени.

3. Способ управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов по п.1 или 2, в котором устройство мокрой десульфуризации дымовых газов дополнительно содержит газоанализатор для измерения концентрации диоксида серы в выходящем газе, при этом способ управления дополнительно включает стадию сравнения результата анализа, полученного с помощью газоанализатора во второй момент времени, с прогнозируемой величиной концентрации диоксида серы в выходящем газе во второй момент времени.

4. Способ управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов по п.3, который после формирования первой таблицы соотношения дополнительно включает стадию преобразования, на основе разности между результатом анализа и прогнозируемой величиной концентрации диоксида серы в выходящем газе, первой модели обучения с помощью машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией диоксида серы на выходе из абсорбционной колонны и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости, и формирование первой таблицы соотношения с использованием преобразованной первой модели обучения.

5. Способ управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов по любому из пп.1-4, в котором устройство мокрой десульфуризации дымовых газов дополнительно содержит узел подачи суспензии абсорбента, предназначенный для подачи в абсорбционную колонну суспензии абсорбента, которая представляет собой суспензию абсорбента, включенного в состав абсорбирующей жидкости, при этом способ дополнительно включает:

стадию создания второй модели обучения с помощью машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией абсорбента и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости;

стадию формирования, с использованием второй модели обучения, второй таблицы соотношения между подаваемым количеством суспензии абсорбента в абсорбционную колонну в третий момент времени и концентрацией абсорбента в абсорбирующей жидкости в четвертый момент времени, который является моментом времени в будущем относительно третьего момента времени;

стадию выбора, на основе второй таблицы соотношения, подаваемого количества суспензии абсорбента в третий момент времени, при котором концентрация абсорбента в четвертый момент времени находится в пределах предварительно заданного интервала; и

стадию регулирования узла подачи суспензии абсорбента, на основе выбранного подаваемого количества суспензии абсорбента в третий момент времени.

6. Способ управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов по п.5, в котором эксплуатационные данные устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающие расход циркуляции абсорбирующей жидкости, дополнительно включают:

концентрацию абсорбента в любой момент времени и

подаваемое количество суспензии абсорбента в момент времени в прошлом относительно указанного любого момента времени в интервале времени, полученном вычитанием третьего момента времени из четвертого момента времени.

7. Способ управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов по п.6, в котором концентрацию абсорбента вычисляют с использованием имитационной модели путем расчета баланса массы.

8. Способ управления устройства мокрой десульфуризации дымовых газов по любому из пп.5-7, в котором интервал времени от третьего момента времени до четвертого момента времени короче интервала времени от первого момента времени до второго момента времени.

9. Устройство для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов, содержащим абсорбционную колонну и по меньшей мере один циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне, и осуществляющим десульфуризацию путем приведения в абсорбционной колонне абсорбирующей жидкости в газожидкостный контакт с отходящими газами, образующимися в устройстве сжигания топлива, при этом устройство для управления содержит:

блок создания первой модели обучения, предназначенный для создания модели обучения с помощью машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией диоксида серы на выходе абсорбционной колонны и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости;

блок формирования первой таблицы соотношения, предназначенный для формирования, с использованием указанной модели обучения, первой таблицы соотношения между расходом циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени и концентрацией диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени, который является моментом времени в будущем относительно первого момента времени;

блок выбора расхода циркуляции, предназначенный для выбора, на основе первой таблицы соотношения, расхода циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени, при котором концентрация диоксида серы в выходящем газе во второй момент времени не превышает предварительно заданную величину; и

блок регулирования циркуляционного насоса, предназначенный для регулирования режима работы указанного по меньшей мере одного циркуляционного насоса на основе выбранного расхода циркуляции в первый момент времени.

10. Устройство для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов по п.9, при этом указанное устройство мокрой десульфуризации дымовых газов дополнительно содержит узел подачи суспензии абсорбента, предназначенный для подачи в абсорбционную колонну суспензии абсорбента, которая представляет собой суспензию абсорбента, включенного в состав абсорбирующей жидкости; при этом указанное устройство для управления дополнительно содержит:

блок создания второй модели обучения, предназначенный для создания второй модели обучения с помощью машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией абсорбента и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости,

блок формирования второй таблицы соотношения, предназначенный для формирования, с использованием второй модели обучения, второй таблицы соотношения между подаваемым количеством суспензии абсорбента в третий момент времени и концентрацией абсорбента в абсорбирующей жидкости в четвертый момент времени, который является моментом времени в будущем относительно третьего момента времени;

блок выбора подаваемого количества суспензии абсорбента, предназначенный для выбора, на основе второй таблицы соотношения, подаваемого количества суспензии абсорбента в третий момент времени, при котором концентрация абсорбента в четвертый момент времени находится в пределах предварительно заданного интервала; и

блок регулирования подачи суспензии абсорбента, предназначенный для регулирования узла подачи суспензии абсорбента на основе выбранного подаваемого количества суспензии абсорбента в третий момент времени.

11. Система дистанционного мониторинга, содержащая устройство для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов по п.9 или 10 и устройство дистанционного мониторинга, электрически соединенное с устройством для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов.