[發(fā)明專利]一種高效脫硝氨流量精確控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910174627.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109833773B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊萬(wàn)梅;王進(jìn);王靜;張晶輝;周強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/86
• 分類號(hào): B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

本發(fā)明公開(kāi)了一種高效脫硝氨流量精確控制方法，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷指令、變負(fù)荷率判定鍋爐運(yùn)行狀態(tài)：當(dāng)機(jī)組處于變負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，調(diào)用模糊控制系統(tǒng)；當(dāng)機(jī)組處于定負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，調(diào)用改進(jìn)的串級(jí)控制系統(tǒng)。本發(fā)明將煙囪分析儀表數(shù)據(jù)引入控制系統(tǒng)，保證環(huán)保脫硝考核達(dá)標(biāo)，引入模糊控制方法和數(shù)據(jù)預(yù)處理機(jī)制，解決當(dāng)前控制系統(tǒng)存在的大滯后問(wèn)題和CEMS數(shù)據(jù)出現(xiàn)壞點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)控制精度低的問(wèn)題，從而提高脫硝控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)，適用于高效脫硝。本發(fā)明可以有效地解決SCR脫硝過(guò)程中大滯后問(wèn)題、CEMS數(shù)據(jù)出現(xiàn)壞點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)控制精度低的問(wèn)題、以及先進(jìn)脫硝控制系統(tǒng)調(diào)試難度大、可靠性較低、且參數(shù)需要實(shí)時(shí)計(jì)算更新導(dǎo)致的不適用于工程應(yīng)用的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保脫硝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效脫硝氨流量精確控制方法。

背景技術(shù)

SCR脫硝是指在適當(dāng)反應(yīng)溫度窗口和催化劑的作用下，利用氨基還原劑“有選擇性地”與煙氣中的NOx反應(yīng)，生成無(wú)害的N₂和H₂O。火電機(jī)組SCR脫硝采用高塵布置，反應(yīng)溫度范圍為320℃～420℃。SCR脫硝以其脫硝效率高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、產(chǎn)物無(wú)二次污染等特點(diǎn)，成為目前技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的火電廠煙氣脫硝技術(shù)。

目前常見(jiàn)的SCR脫硝閉環(huán)控制策略，采取了固定SCR出口NOx濃度控制方式，系統(tǒng)設(shè)定值為SCR出口NOx濃度，并根據(jù)其與實(shí)際出口NOx濃度的偏差來(lái)動(dòng)態(tài)修正氨氮摩爾比，最終通過(guò)流量PID調(diào)節(jié)改變氨氣閥開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)NH₃的實(shí)際噴入量，從而達(dá)到閉環(huán)控制SCR出口濃度的效果。事實(shí)上，由于脫硝被控對(duì)象氨流量調(diào)節(jié)閥，從閥門(mén)調(diào)節(jié)后到DCS獲取響應(yīng)的NOx濃度的響應(yīng)純延遲時(shí)間約2～3min，而整個(gè)響應(yīng)過(guò)程長(zhǎng)達(dá)數(shù)分鐘，是典型的大滯后被控對(duì)象，而且SCR脫硝過(guò)程本身就是一個(gè)復(fù)雜的非線性化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，并隨著催化劑活性逐漸降低，脫硝被控過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性會(huì)發(fā)生較大的變化。因此，采用簡(jiǎn)單的PID控制方案很難取得理想的控制品質(zhì)。

另一類是將先進(jìn)控制算法引入到脫硝控制中，前人在這些方面做出過(guò)很多努力，嘗試通過(guò)預(yù)測(cè)控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等來(lái)處理SCR反應(yīng)的大滯后特性，提升出口NOx的抗擾動(dòng)能力。已公開(kāi)的這方面專利存在以下兩個(gè)問(wèn)題：1、脫硝控制系統(tǒng)的控制策略采用了智能預(yù)測(cè)控制算法、基于在線自學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模型控制等，根據(jù)實(shí)際的脫硝項(xiàng)目執(zhí)行情況，這類脫硝控制系統(tǒng)調(diào)試難度大、可靠性較低、且參數(shù)需要實(shí)時(shí)計(jì)算更新，不適合工程運(yùn)用；2、脫硝系統(tǒng)在變負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)候，系統(tǒng)延時(shí)較小，具有較好地控制品質(zhì)，但是鍋爐變負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間段較少，不會(huì)頻繁地變負(fù)荷運(yùn)行。

綜上所述，本發(fā)明意在串級(jí)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將煙囪分析儀表數(shù)據(jù)引入控制系統(tǒng)，保證環(huán)保脫硝考核達(dá)標(biāo)，引入模糊控制方法和數(shù)據(jù)預(yù)處理機(jī)制，解決當(dāng)前控制系統(tǒng)存在的大滯后問(wèn)題和CEMS數(shù)據(jù)出現(xiàn)壞點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)控制精度低的問(wèn)題，從而提高脫硝控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)，適用于高效脫硝。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種高效脫硝氨流量精確控制方法，可以有效地解決SCR脫硝過(guò)程中大滯后問(wèn)題、CEMS數(shù)據(jù)出現(xiàn)壞點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)控制精度低的問(wèn)題、以及先進(jìn)脫硝控制系統(tǒng)調(diào)試難度大、可靠性較低、且參數(shù)需要實(shí)時(shí)計(jì)算更新導(dǎo)致的不適用于工程應(yīng)用的問(wèn)題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種高效脫硝氨流量精確控制方法，包括如下步驟：

步驟一、根據(jù)機(jī)組負(fù)荷指令、變負(fù)荷率判定鍋爐運(yùn)行狀態(tài)：

(1)當(dāng)機(jī)組處于變負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，調(diào)用模糊控制系統(tǒng)，進(jìn)入步驟二；

(2)當(dāng)機(jī)組處于定負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，調(diào)用改進(jìn)的串級(jí)控制系統(tǒng)，進(jìn)入步驟七；

步驟二、從DCS中直接讀取機(jī)組負(fù)荷指令、變負(fù)荷速率、脫硝入口NOx值，輸入模糊控制器，轉(zhuǎn)換成模糊集合的隸屬函數(shù)；

步驟三、根據(jù)模糊控制規(guī)則輸出一個(gè)新的模糊集合隸屬函數(shù)；

步驟四、利用新的模糊集合隸屬函數(shù)計(jì)算氨氣流量指令；