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随着我国超低排放政策的实施,循环流化床(CFB)机组SO2脱除工艺由炉内脱硫单一模式转变为炉内炉外两级联合脱硫模式,导致系统控制复杂化、机组运行成本提高。本课题以300MW CFB机组两级联合脱硫系统为研究对象,分析了炉内脱硫系统和炉外脱硫系统工艺原理及影响脱硫效率的主要因素,明确了两个被控过程特性及控制输入输出,在此基础上,分别从系统控制模型参数辨识、控制系统设计和经济运行三个方面进行了研究。1.设计基于自适应权重粒子群算法的模型参数辨识算法,利用现场试验数据,分别建立了炉内脱硫和炉外脱硫系统数学模型,表明了粒子群算法在模型参数辨识方面有很好的效果;2.提出增量自适应补偿控制策略及其改进控制算法,利用所建脱硫系统模型,构建了仿真控制系统,并与传统PID控制方法和模糊控制方法的控制效果进行了比较,仿真结果表明该系统具有很好的动态性能和稳态性能,而且还具有很强的抗干扰能力和模型适应能力;3.利用现场运行数据,分别建立了炉内和炉外脱硫系统的能耗、物耗模型,进一步得到了炉内炉外联合脱硫系统小时级运行成本数学模型,并根据试验机组脱硫系统实际运行情况及设计参数,建立边界约束条件;4.设计了基于改进型粒子群算法的有约束函数寻优算法,对小时级运行成本数学模型进行了求解,得到了不同负荷和不同煤种含硫量两种情况下达到最优运行成本时的吸收塔入口SO2浓度、炉内炉外两级脱除份额等优化参数,可用于两级联合脱硫控制系统设定值动态调整,实现两级脱硫系统的经济优化。本课题的研究成果可为超低排放新形势下联合脱硫系统的自动化与经济运行提供理论研究基础。