[發(fā)明專利]基于聲波測(cè)量溫度場(chǎng)、流場(chǎng)的噴氨裝置及其工作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811512504.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN109529620A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳同旺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京達(dá)凱電力自動(dòng)化設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/90
• 分類號(hào): B01D53/90;B01D53/56;G05B13/04
• 代理公司: 北京科家知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明公開了一種基于聲波測(cè)量溫度場(chǎng)、流場(chǎng)的噴氨裝置，包括聲波測(cè)量溫度場(chǎng)、流場(chǎng)組件、智能前饋控制器、第一比較器、第二比較器、第三比較器、PI調(diào)節(jié)器、噴氨總閥、SCR反應(yīng)器、不可預(yù)測(cè)擾動(dòng)觀測(cè)器、NO_X濃度預(yù)測(cè)控制器、多模型預(yù)測(cè)控制器，所述聲波測(cè)量溫度場(chǎng)、流場(chǎng)組件包括聲波傳感器、數(shù)據(jù)采集器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。本發(fā)明采用聲波法實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣溫度場(chǎng)、流場(chǎng)的測(cè)量，并根據(jù)入口NOx濃度、脫硫出口NOx濃度和煙氣流場(chǎng)的變化設(shè)計(jì)智能前饋控制器，動(dòng)態(tài)修改前饋控制器參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)可測(cè)擾動(dòng)的全工況準(zhǔn)確補(bǔ)償，使噴氨控制更及時(shí)和精確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于聲波測(cè)量溫度場(chǎng)、流場(chǎng)的噴氨裝置及其工作方法。

背景技術(shù)

國(guó)外許多學(xué)者在進(jìn)行SCR脫硝系統(tǒng)控制研究時(shí)給傳統(tǒng)PID控制回路增加前饋環(huán)節(jié)，引入了SCR反應(yīng)器入口和出口NOx流量作為所需氨量的修正，其原理類似于固定摩爾比控制方式，都是利用SCR反應(yīng)器入口NOx濃度乘以煙氣流量得到反應(yīng)器入口NOx流量，再利用摩爾比計(jì)算得到所需的氨氣流量。

上述對(duì)于SCR脫硝系統(tǒng)控制方法的研究大都基于傳統(tǒng)PID控制。傳統(tǒng)PID控制因原理簡(jiǎn)單，便于使用，適應(yīng)性，魯棒性強(qiáng)，易于進(jìn)行參數(shù)整定等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)領(lǐng)域得到了大量的應(yīng)用，但其本身也存在著不足。由于脫硝系統(tǒng)是一個(gè)非線性、大滯后的系統(tǒng)，基于PID的事后控制會(huì)造成氨逃逸率過高、變負(fù)荷情況下NOx波動(dòng)大等問題。

采用傳統(tǒng)的控制方式會(huì)出現(xiàn)如下問題：脫硝出口氨逃逸高、容易造成空預(yù)器堵塞、噴氨總閥動(dòng)作頻繁、排放NOx數(shù)據(jù)波動(dòng)大，對(duì)電廠的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行均帶來困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種基于聲波測(cè)量溫度場(chǎng)、流場(chǎng)的噴氨裝置及其工作方法，實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量脫硝入口的煙道的溫度場(chǎng)、煙道流場(chǎng)的情況，根據(jù)在線測(cè)量數(shù)結(jié)合其他有效數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)智能前饋控制器，作為脫硝優(yōu)化的直接依據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種基于聲波測(cè)量溫度場(chǎng)、流場(chǎng)的噴氨裝置，包括聲波測(cè)量溫度場(chǎng)、流場(chǎng)組件、智能前饋控制器7、第一比較器8、第二比較器9、第三比較器10、PI調(diào)節(jié)器11、噴氨總閥12、SCR反應(yīng)器13、不可預(yù)測(cè)擾動(dòng)觀測(cè)器14、NO_X濃度預(yù)測(cè)控制器15、多模型預(yù)測(cè)控制器16，所述聲波測(cè)量溫度場(chǎng)、流場(chǎng)組件信號(hào)輸出端與所述智能前饋控制器7信號(hào)輸入端電信號(hào)連接，所述智能前饋控制器7信號(hào)輸出端與所述第一比較器8正相輸入端電信號(hào)連接，所述多模型預(yù)測(cè)控制器16信號(hào)輸出端與所述第一比較器8反相輸入端電信號(hào)連接，所述第一比較器8信號(hào)輸出端與所述第二比較器9正相輸入端電信號(hào)連接，所述第二比較器9信號(hào)輸出端與所述第三比較器10正相輸入端電信號(hào)連接，所述第三比較器10信號(hào)輸出端與所述PI調(diào)節(jié)器11信號(hào)輸入端電信號(hào)連接，所述PI調(diào)解器11信號(hào)輸出端與所述噴氨總閥12信號(hào)輸入端電信號(hào)連接，所述噴氨總閥12與所述SCR反應(yīng)器13通過管道連通，所述噴氨總閥12信號(hào)輸出端與所述第三比較器10反相信號(hào)輸入端電信號(hào)連接，所述SCR反應(yīng)器13信號(hào)輸出端與所述不可預(yù)測(cè)擾動(dòng)觀測(cè)器14信號(hào)輸入端電信號(hào)連接，所述不可預(yù)測(cè)擾動(dòng)觀測(cè)器14信號(hào)輸出端與所述第二比較器9反相輸入端電信號(hào)連接，所述多模型預(yù)測(cè)控制器16信號(hào)輸入端與所述NO_X濃度預(yù)測(cè)控制器15信號(hào)輸出端電信號(hào)連接。

優(yōu)選的，所述聲波測(cè)量溫度場(chǎng)、流場(chǎng)組件包括聲波傳感器1、數(shù)據(jù)采集器3、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)5，所述聲波傳感器1信號(hào)輸出端通過信號(hào)傳輸電纜2與所述數(shù)據(jù)采集器3信號(hào)輸入端電信號(hào)連接，所述數(shù)據(jù)采集器3信號(hào)輸出端通過通訊電纜4與所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)5信號(hào)輸入端電信號(hào)連接。

優(yōu)選的，所述聲波傳感器1共設(shè)置有16個(gè)，所述聲波傳感器1分兩組，每組8個(gè)，對(duì)應(yīng)固定安裝在煙道斷面6左壁與右壁上，所述聲波傳感器1位于左壁與右壁上，呈正八邊形分布。

優(yōu)選的，所述不可預(yù)測(cè)擾動(dòng)觀測(cè)器14上還設(shè)置有信號(hào)反饋端口，所述第二比較器9信號(hào)輸出端還與所述不可預(yù)測(cè)擾動(dòng)觀測(cè)器14信號(hào)反饋端口電信號(hào)連接。