一种非对称多塔并联式烟气脱硫方法及相关装置与流程

本技术涉及脱硫，尤其涉及一种非对称多塔并联式烟气脱硫方法及相关装置。

背景技术：

1、随着我国工业经济的快速发展和电力需求的持续增长，燃煤发电长期以来一直是我国电力供应的主力。燃煤发电的核心工艺流程为：将煤炭送入主机炉膛内充分燃烧，释放的热量将主机给水加热为高温高压过热蒸汽，蒸汽驱动汽轮机旋转，进而带动发电机产生电能；煤炭燃烧过程中会不可避免地产生含有二氧化硫、氮氧化物、烟尘、重金属及二噁英等多种污染物的烟气，这些烟气必须经过严格的净化处理，达到国家排放标准后方可排入大气。

2、随着超低排放政策的全面实施，烟气循环流化床半干法脱硫技术因具备高效协同脱除酸性气体、重金属及二噁英的优势，且具有投资成本低、占地面积小、运行维护简单的特点，已在燃煤发电、园区供热、工业炉窑等十余个工业领域得到广泛应用。该技术以脱硫塔为核心，依靠高密度循环物料床层与雾化水的协同作用实现污染物脱除，具体原理如下：主机产生的烟气经烟道输送至脱硫塔底部，烟气自下而上吹动脱硫塔内的脱硫灰（脱硫剂与反应产物的混合物），形成沸腾状的稳定循环流化床层；脱硫剂在床层内与烟气中的污染物充分接触、发生化学反应，同时雾化水喷入塔内调节烟气温度，强化反应过程，从而达到脱除烟气中污染物的目的。烟气循环流化床半干法脱硫技术的稳定运行存在不可突破的稳定运行约束：脱硫塔入口烟气流量必须不低于预设烟气量的70%，否则烟气无法提供足够的升力吹动脱硫灰形成稳定床层，床层将发生坍塌（塌床），导致脱硫反应无法正常进行，脱硫系统彻底失效。

3、若主机收到的负荷表征需要产生更多电量，则需要增加主机中煤的总量，并产生更多烟气；若主机收到的负荷表征需要产生更少电量，则需要减小主机中煤的总量，并产生更少烟气，即主机的负荷会发生变化。当主机负荷降低，则烟气量降低；若主机产生的烟气量低于预设烟气量的70%，则需要开启烟气再循环通道，以补充脱硫塔的入口的烟气量，即脱硫塔的入口的烟气量包括主机产生的烟气量和烟气再循环通道补充的烟气量，导致处于高能耗运行状态。

4、为了降低能耗，目前采用了等规模多塔并联的技术方案，即多个相同规格的脱硫塔并联，若多个相同规格的脱硫塔的数目为2，则多个相同规格的脱硫塔并联为两套50%负荷设计的脱硫塔并联；若主机的负荷低于50%，启用一套脱硫塔，此时可将单个脱硫塔的实际负荷率提升至最高100%，从而减少甚至避免烟气再循环通道的开启；若主机的负荷高于50%，启用两套脱硫塔，以共同处理烟气量。若主机的负荷处于50%~70%区间，需启用两套脱硫塔，单个脱硫塔的入口的烟气量仅为25%~35%，低于预设烟气量50%的70%。因此，至少有一套脱硫塔需要开启烟气再循环通道，导致整体能效并未得到实质性提升。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术提供了一种非对称多塔并联式烟气脱硫方法及相关装置，以实现降低能耗的目的。具体方案如下：

2、本技术第一方面提供一种非对称多塔并联式烟气脱硫方法，包括：

3、获取主机未来产生的烟气的烟气量；

4、获取由多个不同规格的脱硫塔中至少一个构成的候选运行组合，不同所述候选运行组合中的脱硫塔不完全相同；

5、针对每一所述候选运行组合，确定所述候选运行组合的预设烟气量的70%与所述烟气量的差值和零的最大值为所述候选运行组合的再循环烟气量；

6、从多个所述候选运行组合中确定目标运行组合，所述目标运行组合的再循环烟气量最小；

7、若满足预设切换条件，启动所述目标运行组合。

8、在一种可能的实现中，在所述获取主机未来产生的烟气的烟气量之后，在所述获取由多个不同规格的脱硫塔中至少一个脱硫塔构成的候选运行组合之前，还包括：

9、确定所述烟气量小于当前运行组合的预设烟气量的70%，或者，所述烟气量大于所述当前运行组合的预设烟气量的预设数目%，所述当前运行组合包括多个不同规格的脱硫塔中至少一个脱硫塔，所述预设数目大于100。

10、在一种可能的实现中，所述获取主机未来产生的烟气的烟气量包括：

11、获取所述主机的当前负荷、当前实际送风量、当前燃料量；

12、从预设的负荷与基准烟气量、预设标准风量的对应关系中，查找所述当前负荷对应的目标基准烟气量和目标预设标准风量；

13、基于所述目标基准烟气量、所述目标预设标准风量、所述当前燃料量以及所述当前实际送风量，计算得到所述烟气量。

14、在一种可能的实现中，所述基于所述目标基准烟气量、所述目标预设标准风量、所述当前燃料量以及所述当前实际送风量，计算得到所述烟气量包括：

15、通过公式（所述目标基准烟气量×所述当前实际送风量/所述目标预设标准风量）×，计算得到所述烟气量，为预设燃料特性修正函数。

16、在一种可能的实现中，所述从多个所述候选运行组合中确定目标运行组合包括：

17、针对每一所述候选运行组合，以所述候选运行组合中不同所述脱硫塔的实时负荷率相同为依据，基于所述烟气量和所述候选运行组合中每一所述脱硫塔的所述预设烟气量，计算得到所述候选运行组合中每一所述脱硫塔的预测原烟气量；所述实时负荷率为所述预测原烟气量与所述预设烟气量的比值；

18、针对每一所述候选运行组合，获取所述候选运行组合中每一所述脱硫塔的再循环烟气量，所述脱硫塔的再循环烟气量为所述脱硫塔的预设烟气量的70%与所述预测原烟气量的差值和零的最大值；

19、针对每一所述候选运行组合，基于所述候选运行组合中每一所述脱硫塔的再循环烟气量、每一所述脱硫塔的所述预测原烟气量、预设阻力系数和预设引风机综合效率，计算得到引风机总功率；

20、确定最小的所述引风机总功率对应的所述候选运行组合为所述目标运行组合。

21、在一种可能的实现中，所述基于所述候选运行组合中每一所述脱硫塔的再循环烟气量、每一所述脱硫塔的所述预测原烟气量、预设阻力系数和预设引风机综合效率，计算得到引风机总功率，包括：

22、通过公式∑i=1n (vpre,i+vre,i)×△ptotal,i/(3600×η×1000)，计算得到所述引风机总功率；

23、其中，vpre,i为所述候选运行组合中第i个脱硫塔的所述预测原烟气量，vre,i为所述候选运行组合中第i个脱硫塔的再循环烟气量，i的取值为从1至n，n为所述候选运行组合包含的脱硫塔的总数目，△ptotal,i=k×(vpre,i+vre,i)2，k为所述预设阻力系数，η为所述预设引风机综合效率。

24、在一种可能的实现中，获取预设切换条件包括：

25、若所述烟气量大于当前运行组合的预设烟气量的预设数目%和预设回滞值之和的时间持续超过第一预设时长，确定满足升荷切换条件，所述当前运行组合包括多个不同规格的脱硫塔中至少一个脱硫塔；或，

26、若所述烟气量小于当前运行组合的预设烟气量的70%和所述预设回滞值之差的时间持续超过第二预设时长，确定满足降荷切换条件。

27、在一种可能的实现中，所述启动所述目标运行组合包括：

28、确定所述当前运行组合中需要关闭的第一脱硫塔，以及，所述目标运行组合中需要开启的第二脱硫塔；

29、通过第一开度变换量减小所述第一脱硫塔对应的入口挡板的开度以及通过第二开度变换量增加所述第二脱硫塔对应的入口挡板的开度；

30、其中，所述第一开度变换量×c1=第二开度变换量×c2，其中，c1为所述第一脱硫塔的预设阻力系数，c2为所述第二脱硫塔的预设阻力系数。

31、在一种可能的实现中，在满足所述预设切换条件之后，在启动所述目标运行组合之前，还包括：

32、开启与所述第二脱硫塔的入口相连的烟气再循环烟道的循环挡板；

33、开启与所述第二脱硫塔的物料循环入口相连的物料循环阀。

34、本技术第二方面提供一种非对称多塔并联式烟气脱硫装置，包括：

35、第一获取模块，用于获取主机未来产生的烟气的烟气量；

36、第二获取模块，用于获取由多个不同规格的脱硫塔中至少一个构成的候选运行组合，不同所述候选运行组合中的脱硫塔不完全相同；

37、第一确定模块，用于针对每一所述候选运行组合，确定所述候选运行组合的预设烟气量的70%与所述烟气量的差值和零的最大值为所述候选运行组合的再循环烟气量；

38、第二确定模块，用于从多个所述候选运行组合中确定目标运行组合，所述目标运行组合的再循环烟气量最小；

39、启动模块，用于若满足预设切换条件，启动所述目标运行组合。

40、本技术第三方面提供一种计算机程序产品，包括计算机可读指令，当所述计算机可读指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备实现上述第一方面或第一方面任一实现方式的非对称多塔并联式烟气脱硫方法。

41、本技术第四方面提供一种电子设备，包括至少一个处理器和与所述处理器连接的存储器，其中：

42、所述存储器用于存储计算机程序；

43、所述处理器用于执行所述计算机程序，以使所述电子设备能够实现上述第一方面或第一方面任一实现方式的非对称多塔并联式烟气脱硫方法。

44、本技术第五方面提供一种计算机存储介质，所述存储介质承载有一个或多个计算机程序，当所述一个或多个计算机程序被电子设备执行时，能够使所述电子设备上述第一方面或第一方面任一实现方式的非对称多塔并联式烟气脱硫方法。

45、借由上述技术方案，本技术提供了一种非对称多塔并联式烟气脱硫方法，通过获取主机未来产生的烟气的烟气量，能够契合主机负荷变化与烟气量生成之间存在时间延迟的物理特性；通过获取由多个不同规格的脱硫塔中至少一个构成的候选运行组合，可全面覆盖可投入的各类运行模式，保证最优组合筛选的完整性；通过针对每一候选运行组合，以该组合的预设烟气量的70%为稳定流化下限计算对应的再循环烟气量，能够在确保流化床层不发生坍塌的前提下，量化各候选运行组合所需的再循环烟气量；通过选取再循环烟气量最小的候选运行组合作为目标运行组合，与目前采用了等规模多塔并联的技术方案相比，本技术可最大限度减少净烟气回流产生的无效风量，降低引风机能耗；通过在满足预设切换条件时启动目标运行组合，能够有效避免烟气量瞬时波动引发的频繁模式切换，保证运行平稳性。