一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法及系统与流程

1.本发明涉及废水处理和控制技术领域，尤其涉及一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法。


背景技术：

2.废水处理系统通常设计为根据特定的工艺参数和废水特性来处理污水。这些参数包括流量、ph值、温度和浓度等，通常需要对其进行自动或手动控制以确保系统的正常运行和高效处理。
3.然而，在实际应用中，废水处理系统可能会受到外部因素的影响，例如季节变化、原料变化以及其他环境因素等，这些因素可能导致废水流量和烟气温度发生变化。如果不加控制地调整废水处理系统，可能会导致废水无法得到有效处理，从而造成环境污染和安全隐患。系统设置废水储存池(利旧)，并由废水输送泵经不锈钢管输送，然后经调节门后供给旋转雾化器。在输送管路上同时布置工艺水冲洗管道。现有废水流量仅由机组负荷控制，相同负荷不同煤种及工况下其排温度有较大区别，但废水流量相同，其缺点在于废水蒸发塔出口烟温不稳定，易造成排烟温度高或废水蒸发不充分等情况。
4.因此，为了实现优化的废水处理效果，需要一种能够恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，以便在任何情况下都能够保持恒定的废水流量和烟气温度。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
7.因此，本发明提供了一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，能够解决废水蒸发塔出口烟温不稳定，易造成排烟温度高或废水蒸发不充分等情况的问题。
8.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，包括：
9.通过分析废水蒸发塔出口烟温情况，收集废水系统数据信息；
10.通过控制函数优化，实现废水流量全负荷段自动控制；
11.通过冷热烟气调节控制，保障经过废水塔的烟气流量。
12.作为本发明所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的一种优选方案，其中：所述预处理包括，向道头关键字程序输入多分量海底节点数据，获取观测系统信息，分选出压力分量和垂直速度分量的共检波点道集数据。
13.作为本发明所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的一种优选方案，其中：所述废水蒸发塔出口烟温情况包括，废水进入蒸发塔的温度和流量、蒸发塔内加热介质的温度和流量、蒸发塔内的压力和湿度、蒸发塔内的温度分布情况以及废水蒸发塔
的结构和材料。
14.作为本发明所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的一种优选方案，其中：所述废水系统数据信息包括，废水流量、废水温度、烟气流量、烟气温度和污染物排放浓度。
15.作为本发明所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的一种优选方案，其中：所述控制函数包括，采用pid控制器来实现废水流量的自动控制，废水流量控制函数表示为：
16.u(t)＝k
p
e(t)+ki∫e(t)dt+kd*de(t)/dt
17.其中，u(t)表示在时刻t的控制输出,e(t)表示在时刻t期望流量与实际流量之间的差值,k
p
表示比例控制器的系数，ki表示积分控制器的系数，kd表示微分控制器的系数。
18.作为本发明所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的一种优选方案，其中：所述废水流量全负荷段自动控制包括，废水系统正常运行中，喷雾塔母管电动调节门投自动控制，控制进入蒸发塔的废水流量，目标值随锅炉负荷自动变化，通过控制函数计算所得到实时的废水流量，pid控制器基于当前误差、误差变化率及误差累积进行计算，精确控制流量在蒸发塔出口烟温高于目标值增加废水流量，低于目标值时减少废水流量，并设定增减量上下限防止过调，弥补仅随锅炉负荷变动的设计缺陷。
19.作为本发明所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的一种优选方案，其中：所述废水流量全负荷段自动控制还包括，冷热烟气调门投自动控制，根据设定值稳定入口烟温，根据函数与反馈调节烟气流量，将目标烟气流量和实际烟气流量进行比较，并计算两者之间的误差，当误差为正值时，即实际烟气流量低于目标值，反馈控制器通过增加风机转速来提高烟气流量，直至实际烟气流量达到目标值，使误差变成零；
20.出口烟温进行反馈修正，出口烟气温度反馈给废水处理系统控制器，进行调整和优化控制，当出口烟气温度高于目标值时，则增加废水处理过程中的废水流量，当出口烟气温度低于目标值时，则减少废水处理过程中的废水流量。
21.作为本发明所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的一种优选方案，其中所述冷热烟气调节控制包括，增设空预器出口烟气作为冷烟气气源，原空预器入口烟气作为热烟气气源，由于冷烟气压力不足，还需增设增压风机，并将废水塔入口烟气流量作为被调对象，在不影响空预器换热效率的基础上，随负荷增加烟气流量，在冷热烟气管道上增设调门，通过热烟气调门控制烟气流量，冷烟气调门稳定入口烟气温度，确保废水塔入口烟温恒定，且烟气流量可根据函数随负荷变化。
22.本发明的另一个目的是提供一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法系统，其能通过同时控制废水塔入口烟温、流量，废水流量保证了废水塔在相对稳定的工况下维持运行，解决传统方案运行可靠性低以及经济效应低的问题。
23.一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的系统，其特征在于：包括传感器模块、pid控制模块、执行器模块、监控界面、数据存储与分析模块；
24.所述传感器模块，实时监测和记录废水系统中的数据信息；
25.所述pid控制模块，通过计算误差信号的比例、积分和微分部分，对废水系统进行控制，实现恒定烟温变流量；
26.所述执行器模块，根据pid控制模块的指令，调节废水处理系统的运行参数；
27.所述监控界面，显示废水系统的实时状态，并给控制器和操作人员提供参数设置和操作功能；
28.所述数据存储与分析模块，存储传感器采集到的数据，并对数据进行分析和处理，为废水系统的优化提供数据支持和参考。
29.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的步骤。
30.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的步骤。
31.本发明的有益效果：通过分析废水蒸发塔出口烟温不稳定采取针对性措施，选取废水蒸发塔出口烟温作为被控对象；在高负荷时增加废水流量较为有效地提高了经济效益，通过控制逻辑优化，实现了废水塔入口烟温、烟气流量，废水流量全负荷段自动控制，避免了人为误操作造成的废水系统跳闸事故，通过冷热烟气调节控制稳定了入口烟温，避免了快速变负荷时带来的排烟温度扰动。并通过增设风机保障了经过废水塔的烟气流量，减少因烟气流量过小导致废水蒸发不完全的可能性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
33.图1为本发明一个实施例提供的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法流程示意图；
34.图2为本发明一个实施例提供的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的废水流量控制函数折线图；
35.图3为本发明一个实施例提供的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的废水系统新增设备示意图；
36.图4为本发明一个实施例提供的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的废水流量控制逻辑图；
37.图5为本发明一个实施例提供的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法系统的工作流程示意图。
具体实施方式
38.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
39.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的
情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
40.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
41.本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
42.同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.实施例1
45.参照图1、图2和图3，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，包括：
46.s1：通过分析废水蒸发塔出口烟温情况，收集废水系统数据信息。
47.更进一步的，所述废水蒸发塔出口烟温情况包括，废水进入蒸发塔的温度和流量、蒸发塔内加热介质的温度和流量、蒸发塔内的压力和湿度、蒸发塔内的温度分布情况以及废水蒸发塔的结构和材料，所述废水系统数据信息包括，废水流量、废水温度、烟气流量、烟气温度和污染物排放浓度。
48.s2：通过控制函数优化，实现废水流量全负荷段自动控制。
49.更进一步的，所述控制函数包括，采用pid控制器来实现废水流量的自动控制，废水流量控制函数表示为：
50.u(t)＝k
p
e(t)+ki∫e(t)dt+kd*de(t)/dt
51.其中，u(t)表示在时刻t的控制输出,e(t)表示在时刻t的误差，即期望流量与实际流量之间的差异,k
p
表示比例控制器的系数，ki表示积分控制器的系数，kd表示微分控制器的系数，其作用分别是校正偏差、消除累积误差和抑制过冲。
52.更进一步的，所述废水流量全负荷段自动控制包括，废水系统正常运行中，喷雾塔母管电动调节门投自动控制，控制进入蒸发塔的废水流量，目标值随锅炉负荷自动变化。通过增加以废水蒸发塔出口温度为输入的pid模块，在蒸发塔出口烟温高于目标值或低于目标值时增减废水流量，并设定增减量上下限防止过调，弥补仅随锅炉负荷变动的设计缺陷。
53.应说明的是，冷热烟气调门投自动控制，根据设定值稳定入口烟温，根据函数与反馈调节烟气流量，将目标烟气流量和实际烟气流量进行比较，并计算两者之间的误差，当误差为正值时，即实际烟气流量低于目标值，反馈控制器通过增加风机转速来提高烟气流量，直至实际烟气流量接近于目标值，使误差变成零；出口烟温进行反馈修正，出口烟气温度反
馈给废水处理系统控制器，进行调整和优化控制，当出口烟气温度高于目标值时，则增加废水处理过程中的废水流量，当出口烟气温度低于目标值时，则减少废水处理过程中的废水流量。
54.更进一步的，为控制废水流量能随不同工况所变动，拟在将废水蒸发塔出口烟温作为被控对象，对废水流量原本函数基础上进行增减。由于季节不同，废水温度也不同，即使同样的烟气温度及烟气流量在冬季与夏季所能蒸发的废水量也不同，通过出口烟温进行反馈修正可以避免废水蒸发塔出口烟温过高致使经济效益降低，或废水蒸发塔出口烟温过低导致废水蒸发不完全，有部分水进入灰斗使干灰结块，影响输灰系统正常运行。
55.s3：通过冷热烟气调节控制，保障经过废水塔的烟气流量。
56.更进一步的，所述冷热烟气调节控制包括，增设空预器出口烟气作为冷烟气气源，原空预器入口烟气作为热烟气气源，由于冷烟气压力不足，还需增设增压风机，并将废水塔入口烟气流量作为被调对象，在不影响空预器换热效率的基础上，随负荷增加烟气流量，在冷热烟气管道上增设调门，通过热烟气调门控制烟气流量，冷烟气调门稳定入口烟气温度，确保废水塔入口烟温恒定，且烟气流量可根据函数随负荷变化。
57.应说明的是，冷热烟气调门投自动控制，根据设定值稳定入口烟温，根据函数与反馈调节烟气流量，保障经过废水塔的烟气流稳定性，使其更加匹配当前负荷下蒸发废水所需的能量，尽可能保证废水塔的经济效益和安全性。
58.实施例2
59.参照图4，为本发明的一个实施例，提供了一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，为了验证本发明的有益效果，通过实验进行科学论证。
60.由控制逻辑图以及根据当时工况的负荷值，分析f1(x)与f2(x)，f1(x)由图2所示，f2(x)数据如表1所示：
61.表1
[0062][0063]
通过f1(x)得到基础的废水流量，作为sum的输入1。出口烟温设定值人为输入设定值为140℃，因在炉膛-0.07kpa的压力下，该温度足以蒸发经过雾化的废水。出口烟温设定值与实际值通过pid模块输出一指令，经h/l高低限范围限制在+2～-1间作为sum的输入2。两者之和作为废水流量的设定值与废水流量实际通过pid输出指令控制废水调门开度。
[0064]
通过f2(x)得到烟气流量设定值，与烟气流量实际值相比较，通过pid模块输出指令控制热烟气调门。
[0065]
入口烟温设定值人为输入设定值为300℃，与入口烟温实际值相比较，通过pid模块输出指令控制冷烟气入口调门，对比数据如表2所示：
[0066]
表2
[0067][0068]
上述表格为两种方式各负荷段下共6253组分别取平均得到，由表中数据可以看到各符合段下废水系统的废水处理能力有提高，特别是在高负荷段下尤为明显，600mw满负荷时废水系统的处理能力提升了约20％，同时进一步降低了出口烟温，在提高了废水处理能力的前提下使机组经济效益也有所提升。
[0069]
应说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
[0070]
实施例3
[0071]
本发明第三个实施例，其不同于前两个实施例的是：
[0072]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0073]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
[0074]
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)、便携式计算机盘盒(磁装置)、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)、光纤装置以及便携式光盘只读存
储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0075]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0076]
实施例4
[0077]
参照图5，为本发明的一个实施例，提供了一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的系统，其特征在于：包括传感器模块、pid控制模块、执行器模块、监控界面、数据存储与分析模块；
[0078]
所述传感器模块，实时监测和记录废水系统中的数据信息。
[0079]
所述pid控制模块，通过计算误差信号的比例、积分和微分部分，对废水系统进行控制，实现恒定烟温变流量。
[0080]
所述执行器模块，根据pid控制模块的指令，调节废水处理系统的运行参数。
[0081]
所述监控界面，显示废水系统的实时状态，并给控制器和操作人员提供参数设置和操作功能。
[0082]
所述数据存储与分析模块，存储传感器采集到的数据，并对数据进行分析和处理，为废水系统的优化提供数据支持和参考。
[0083]
应说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，其特征在于：包括，通过分析废水蒸发塔出口烟温情况，收集废水系统数据信息；通过控制函数优化，实现废水流量全负荷段自动控制；通过冷热烟气调节控制，保障经过废水塔的烟气流量。2.如权利要求1所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，其特征在于：所述废水蒸发塔出口烟温情况包括，废水进入蒸发塔的温度和流量、蒸发塔内加热介质的温度和流量、蒸发塔内的压力和湿度、蒸发塔内的温度分布情况以及废水蒸发塔的结构和材料。3.如权利要求2所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，其特征在于：所述废水系统数据信息包括，废水流量、废水温度、烟气流量、烟气温度和污染物排放浓度。4.如权利要求3所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，其特征在于：所述控制函数包括，采用pid控制器来实现废水流量的自动控制，废水流量控制函数表示为：u(t)＝k
p
e(t)+k
i
∫e(t)dt+k
d
*de(t)/dt其中，u(t)表示在时刻t的控制输出,e(t)表示在时刻t期望流量与实际流量之间的差值,k
p
表示比例控制器的系数，k
i
表示积分控制器的系数，k
d
表示微分控制器的系数。5.如权利要求4所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，其特征在于：所述废水流量全负荷段自动控制包括，废水系统正常运行中，喷雾塔母管电动调节门投自动控制，控制进入蒸发塔的废水流量，目标值随锅炉负荷自动变化，通过控制函数计算所得到实时的废水流量，pid控制器基于当前误差、误差变化率及误差累积进行计算，精确控制流量在蒸发塔出口烟温高于目标值增加废水流量，低于目标值时减少废水流量，并设定增减量上下限防止过调，弥补仅随锅炉负荷变动的设计缺陷。6.如权利要求5所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，其特征在于：所述废水流量全负荷段自动控制还包括，冷热烟气调门投自动控制，根据设定值稳定入口烟温，根据函数与反馈调节烟气流量，将目标烟气流量和实际烟气流量进行比较，并计算两者之间的误差，当误差为正值时，即实际烟气流量低于目标值，反馈控制器通过增加风机转速来提高烟气流量，直至实际烟气流量达到目标值，使误差变成零；出口烟温进行反馈修正，出口烟气温度反馈给废水处理系统控制器，进行调整和优化控制，当出口烟气温度高于目标值时，则增加废水处理过程中的废水流量，当出口烟气温度低于目标值时，则减少废水处理过程中的废水流量。7.如权利要求6所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法，其特征在于：所述冷热烟气调节控制包括，增设空预器出口烟气作为冷烟气气源，原空预器入口烟气作为热烟气气源，由于冷烟气压力不足，还需增设增压风机，并将废水塔入口烟气流量作为被调对象，在不影响空预器换热效率的基础上，随负荷增加烟气流量，在冷热烟气管道上增设调门，通过热烟气调门控制烟气流量，冷烟气调门稳定入口烟气温度，确保废水塔入口烟温恒定，且烟气流量可根据函数随负荷变化。8.一种采用如权利要求1～7任一所述的一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法的系统，其特征在于：包括传感器模块、pid控制模块、执行器模块、监控界面、数据存储与分析模块；所述传感器模块，实时监测和记录废水系统中的数据信息；
所述pid控制模块，通过计算误差信号的比例、积分和微分部分，对废水系统进行控制，实现恒定烟温变流量；所述执行器模块，根据pid控制模块的指令，调节废水处理系统的运行参数；所述监控界面，显示废水系统的实时状态，并给控制器和操作人员提供参数设置和操作功能；所述数据存储与分析模块，存储传感器采集到的数据，并对数据进行分析和处理，为废水系统的优化提供数据支持和参考。9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种恒定烟温变流量的废水系统控制优化方法包括，通过分析废水蒸发塔出口烟温情况，收集废水系统数据信息；通过控制函数优化，实现废水流量全负荷段自动控制；通过冷热烟气调节控制，保障经过废水塔的烟气流量。通过选取废水蒸发塔出口烟温作为被控对象，以及恒定烟温变流量的方式，使废水处理系统在不同的负荷情况下都能够保持最佳的处理效果，降低了处理成本，解决了废水蒸发塔出口烟温不稳定，易造成排烟温度高或废水蒸发不充分的问题。分的问题。分的问题。


技术研发人员：刘翊轩 皇甫杨旸 项群 张辉
受保护的技术使用者：华能国际电力股份有限公司上海石洞口第二电厂
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/10/6