[發明專利]一種脫硝尿素熱解工藝的模糊控制器

有效

• 申請號: 201610001745.9
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105487377B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 陳茂榮;沈凱
• 申請（專利權）人: 國家電投集團遠達環保裝備制造有限公司
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于尿素熱解裝置的模糊控制器，以尿素溶液流量作為控制目標進行自動控制，尿素供給泵將尿素溶液儲罐中的尿素溶液通過尿素管道輸送到位于尿素熱解爐中部的霧化噴槍，熱解用熱空氣從熱解爐上部進入，霧化噴槍向熱解爐內噴入尿素溶液微小液滴，利用熱空氣的高溫對噴入的尿素溶液液滴進行熱解。該模糊控制器克服現有尿素熱解控制系統的固有缺陷，它適用于脫硝尿素熱解工藝的自動控制過程，避免熱解不完全和熱解量不足等問題。

技術領域

本發明屬于煙氣脫硝處理過程控制領域，涉及一種用于煙氣脫硝尿素熱解工藝的模糊控制器。

背景技術

選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術是我國目前應用最普遍的一種煙氣脫硝技術，此項技術中最為重要的環節之一就是還原劑氨氣的獲取，其中一個主要的工藝路線就是通過尿素熱解的方法，將尿素分解為氨氣和二氧化碳。具體過程是利用高溫空氣作為熱源，將高溫空氣連續鼓入尿素熱解爐中，根據脫硝裝置出口氮氧化物的濃度，通過控制尿素溶液的流量，分解產生不同流量的氨氣在脫硝裝置中與煙氣中的氮氧化物進行還原反應，將氮氧化物還原成氮氣和水。在此種工藝中，其傳統的控制方法是將尿素溶液通過尿素供給泵的連續運行通過PID調節器控制調節閥的開度控制噴入尿素熱解爐中的尿素量。采用此種方法通過調節閥控制尿素量，往往導致尿素量超過熱空氣的熱解能力或尿素量遠小于脫硝所需的尿素量，從而導致尿素熱解爐堵塞或脫硝效率偏低，不能滿足脫硝裝置的運行要求。因此，迫切的需要一種新的方案解決上述技術問題。

發明內容

本發明正是針對現有技術中存在的技術問題提供一種脫硝尿素熱解工藝的模糊控制器，該模糊控制器克服現有尿素熱解控制系統的固有缺陷，它適用于脫硝尿素熱解工藝的自動控制過程，避免熱解不完全和熱解量不足等問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種用于尿素熱解裝置的模糊控制器，其特征在于，以尿素溶液流量作為控制目標進行自動控制，尿素供給泵將尿素溶液儲罐中的尿素溶液通過尿素管道輸送到位于尿素熱解爐中部的霧化噴槍，熱解用熱空氣從熱解爐上部進入，霧化噴槍向熱解爐內噴入尿素溶液微小液滴，利用熱空氣的高溫對噴入的尿素溶液液滴進行熱解，對尿素熱解控制包括以下步驟：

1)在熱空氣通道上設置空氣流量測量裝置測量空氣流量，設置溫度傳感器測量熱解爐入口熱空氣溫度，在熱解爐出口設置溫度測點，空氣溫度設置三個并列均布的測點以保證溫度測量準確性，在脫硝反應器的入口和出口設置在線監測裝置，測量煙氣中氮氧化物濃度、含氧量和煙氣量；

2)根據脫硝反應器入口氮氧化物濃度、含氧量、煙氣流量以及目標脫硝效率值計算出所需的尿素溶液流量，同時設定熱解爐出口溫度320℃之上連鎖條件，以此計算量作為前饋輸出同時作為尿素溶液流量控制回路的給定值，采用變給定值方式得到尿素溶液流量偏差信號；

3)以脫硝反應器出口氮氧化物濃度值與氮氧化物給定濃度值的偏差值、尿素溶液流量測量值與尿素溶液流量給定值的偏差值為模糊控制輸入參數，以調節閥開度為控制輸出量，在控制系統中建立二輸入一輸出的模糊控制器；

4)控制系統由建立的二輸入一輸出的模糊控制器和步驟1)測量的實時數據，控制尿素溶液給料調節閥的開度，對脫硝供氨量進行熱解控制。

作為本發明的一種改進，采用模糊數學解釋方法來描述控制規則表的建立，模糊控制器的控制作用取決于尿素噴射量偏差和出口氮氧化物濃度偏差。在不同的狀態下，尿素噴射量偏差和出口氮氧化物濃度偏差對過程的影響是不同的，為了適應不同工況的控制要求，采用模糊數學解釋方法來描述控制規則表的建立，其中對應的控制規則模糊關系如下：

R＝(BE×CE)×UE；

解模糊后控制輸出連續量