[發明專利]適合全負荷的智能噴氨控制系統

有效

• 申請號: 201710317106.8
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107243257B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 高翔;鄭成航;劉博文;張軍;張涌新;竺新波;郭一杉;曲瑞陽;翁衛國;吳衛紅;岑可法
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 鄭芳;王桂名

1.一種適合全負荷的智能噴氨控制系統，其特征在于：所述系統包括基于煙氣脫硝裝置CFD流場與氣固兩相傳質反應耦合模型部分和基于預測控制的煙氣脫硝裝置噴氨量的計算部分；所述系統具體操作為：通過建立不同負荷下的流場模型庫，將煙道分為多個子區域，不同的子區域中噴氨開度匹配脫硝負荷的強度；并且通過建立預測控制模型，得到出口NOx濃度和氨逃逸率的預測輸出，利用此預測輸出構造適應度函數，得到SCR裝置的噴氨總量，通過噴氨總量與噴氨分布優化NOx與NH₃的混合程度。

2.根據權利要求1所述的適合全負荷的智能噴氨控制系統，其特征在于具體包括下述步驟：

步驟（1）：基于煙氣脫硝裝置CFD流場與氣固兩相傳質反應耦合模型，創建SCR裝置在煙氣不同負荷區間下的流場模型庫，獲取煙道內各分區的噴氨開度；

步驟（2）：基于預測控制計算煙氣脫硝裝置的噴氨總量；

步驟（3）：通過各分區匹配的噴氨開度與噴氨總量的組合，得到各分區的噴氨量，通過噴氨調節系統調節實時噴氨量。

3.根據權利要求2所述的適合全負荷的智能噴氨控制系統，其特征在于：步驟（1）中，獲得各分區噴氨開度的方法具體包括以下幾個步驟：

步驟L1：對于某個電廠，搜集該電廠的大尺度SCR裝置模型，將該模型的煙道區域劃分為數個子區域，用以計算各煙道子區域的噴氨量；

步驟L2：在該SCR大尺度裝置模型下，根據煙氣變負荷區間的上下限劃分多個煙氣負荷子區間，利用CFD模擬軟件離線計算研究對象的速度場和濃度場，創建SCR裝置在煙氣不同負荷區間下的流場模型庫；

步驟L3：獲取火電廠的實時煙氣負荷，根據負荷的大小以及火電廠大尺度SCR裝置模型，從流場分布數據庫中匹配合適的流場模型；

步驟L4：根據步驟L3匹配的流場模型以及進口的氮氧化物濃度，預測不同煙道子區域的脫硝負荷，實時調節各噴氨支管的開度，使得各分區的噴氨量匹配不同分區的脫硝負荷，從而達到適合的噴氨分布，優化NOx與NH₃的混合程度。

4.根據權利要求2所述的適合全負荷的智能噴氨控制系統，其特征在于：步驟（2）中，獲得煙氣脫硝裝置噴氨總量的方法具體包括以下幾個步驟：

步驟S1：獲取SCR裝置進口NOx濃度測量值、出口NOx濃度測量值、煙氣流量測量值與噴氨量測量值；

步驟S2：將SCR裝置噴氨量作為輸入變量，SCR裝置入口NOx濃度與煙氣流量作為擾動變量，SCR裝置出口NOx濃度與SCR裝置氨逃逸量作為輸出，建立SCR裝置的出口NOx濃度的預測模型；

步驟S3：通過上述預測模型和SCR裝置實時的輸入值和擾動值，獲得SCR裝置出口NOx濃度與SCR裝置氨逃逸量的輸出值，再根據此輸出值與實際輸出值的比較，將差值反饋至預測模型中，對已有的預測模型進行反饋校正，實時調整模型的參數，獲取優化預測模型；

步驟S4：通過步驟S3的優化預測模型計算出后續時刻SCR裝置的出口NOx濃度與氨逃逸量，給SCR裝置出口NOx濃度與氨逃逸量分配不同的權重，獲取相應的適應度函數，通過此適應度函數確定SCR裝置此時的噴氨總量。

5.根據權利要求3所述的適合全負荷的智能噴氨控制系統，其特征在于：步驟L1中，煙道區域劃分為16個煙道子區域。

6.根據權利要求3所述的適合全負荷的智能噴氨控制系統，其特征在于：步驟L1中，所述大尺度SCR裝置模型的橫截面積為100m²，總體積為800 m³。

7.根據權利要求3所述的適合全負荷的智能噴氨控制系統，其特征在于：步驟L2中，根據煙氣變負荷區間的上下限劃分多個煙氣負荷子區間的個數為8個。

8.根據權利要求4所述的適合全負荷的智能噴氨控制系統，其特征在于：步驟S1中，煙道出口NOx濃度測量值采用連續性煙氣監測系統實時在線監測。