[發明專利]一種基于串級PID加前饋的調節脫硝噴氨流量的裝置及其工作方法

在審

• 申請號: 201811011720.2
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109092035A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 祝寶營;李兵;王真;宋瑞福;邱樹良;張巖;亓振燁;張子遠
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/56;G05B11/42
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

1.一種基于串級PID加前饋的調節脫硝噴氨流量的裝置，包括SCR反應器，所述SCR反應器設置在鍋爐省煤器與空氣預熱器之間；其特征在于，還包括電動調節閥和流量計；所述SCR反應器包括SCR反應器入口、一號噴氨格柵、導流板、二號噴氨格柵、催化劑層和SCR反應器出口；所述SCR反應器入口與鍋爐省煤器相鄰布置，所述SCR反應器出口與空氣預熱器相鄰布置；所述一號噴氨格柵、導流板、二號噴氨格柵和催化劑層沿著煙氣的流動方向依次布置，所述一號噴氨格柵與SCR反應器入口相鄰布置，所述二號噴氨格柵和催化劑層相鄰布置；所述SCR反應器中的氨氣母管道上設置有電動調節閥和流量計，所述調節閥用于調節氨氣的流量，所述流量計用于測量氨氣的流量。

2.根據權利要求1所述的基于串級PID加前饋的調節脫硝噴氨流量的裝置，其特征在于，所述催化劑層為平板式結構，所述催化劑層設置有4層，每層催化劑層均相鄰布置有一個噴氨格柵。

3.一種如權利要求1或2所述的基于串級PID加前饋的調節脫硝噴氨流量的裝置的工作方法，其特征在于，所述工作方法如下：主PID回路調節SCR反應器出口的NO_x濃度，主PID回路的輸出經過一個修正函數后對理論噴氨流量進行修正，副PID回路調節氨氣供應流量，副PID回路的輸出加上四個前饋之和作用到噴氨流量調節閥來調節噴氨量的大小；四個前饋包括SCR反應器出口的NO_x測量值減設定值偏差的函數、機組負荷變化率的函數、SCR反應器入口的NO_x濃度變化率的函數和脫硫出口NO_x濃度的函數；由于煙氣流量測量的不準確性，本工作方法創造性地通過主蒸汽流量計算理論噴氨流量，如公式(1)所示：

式中：Q為單側SCR反應器理論所需氨氣流量，kg/h；C_in為SCR反應器入口的NO_x濃度，mg/m³；C_outset為SCR反應器出口的NO_x濃度設定值，mg/m³；Q_A和Q_B分別為鍋爐甲側主蒸汽流量和乙側主蒸汽流量，t/h；a為系數，根據機組額定負荷下設計的煙氣流量、主蒸汽流量、NO₂摩爾質量和NH₃摩爾質量計算得到。

4.根據權利要求3所述的基于串級PID加前饋的調節脫硝噴氨流量的裝置的工作方法，其特征在于，SCR反應器出口的NO_x濃度過程值經過超前滯后模塊Leadlag1后作為主PID回路的過程值，SCR反應器出口的NO_x濃度設定值作為主PID回路的設定值，主PID回路采用正作用，比例積分運算。

5.根據權利要求3所述的基于串級PID加前饋的調節脫硝噴氨流量的裝置的工作方法，其特征在于，主PID回路的輸出經過修正函數f1(x)后乘以理論噴氨量，即對理論噴氨量進行修正，修正系數范圍即函數f1(x)輸出為：a—b，a<b；修正后的理論噴氨量作用到加法器∑1上，與運行人員手動偏置量相加，得到實際需要噴氨量；根據機組工況將實際需要噴氨量再乘以系數B，即進行標幺化處理后作為副PID回路的設定值；實際測得的氨氣流量值同樣乘以系數B，即進行標幺化處理后作為副PID回路的過程值；副PID回路采用反作用，比例積分運算。