[發明專利]一種火電廠氮氧化物濃度的控制方法

有效

• 申請號: 202110764519.7
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113485106B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 孟宏君;王尚尚;張凱奇;白建云;印江;任丹瑜;王澤
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

本發明提供了一種火電廠氮氧化物濃度的控制方法，具體包括：從現場DCS系統中采集#1機組運行數據并依次進行歸一化處理、濾波處理及零初始值處理；利用IPSO算法分別辨識出SNCR脫硝控制系統在典型工況170MW和260MW下尿素溶液流量到氮氧化物排放濃度過程的傳遞函數模型；在電站現場原有單回路PID控制策略基礎上，將自適應遺傳算法與Smith預估補償控制法相結合的方法(AGA?Smith)引入。Matlab仿真結果表明，在兩種典型工況下，AGA?Smith預估補償控制超調量更小，抵抗外來擾動的能力更強，且模型適配能力強于單回路PID控制，為電站現場SNCR脫硝控制提供了良好的技術參考，可解決火電廠SNCR脫硝系統模型精度不高及脫硝控制效果不佳的現狀。

技術領域

本發明涉及火力發電領域，特別涉及一種火電廠氮氧化物濃度的控制方法。

背景技術

電站現場SNCR脫硝控制系統的尿素溶液流量調節回路受控設備為為尿素溶液母管電動調節閥，尿素溶液流量控制采取單回路閉環控制和查表相結合的方式，在表中可查詢不同負荷或煙氣量對應的尿素溶液的噴射量，將表中查到的值作為單回路閉環控制的前饋值，同時煙氣在線監測系統測量得到的NO_x濃度反饋值對噴入的尿素溶液流量做出修正。

現有的尿素流量調節控制策略沒有考慮到被控對象的大遲延、大慣性等特性，控制效果易產生較大的超調，與此同時為了保證出口NO_x濃度的實時達標，造成的直接后果是尿素溶液的噴射量過量，引起氨逃逸，逃逸的氨形成銨鹽，吸附在鍋爐尾部煙道，加劇設備的腐蝕，影響經濟效益。因此如何有效地克服被控對象的大延遲及大慣性特性是控制SNCR脫硝控制系統中氮氧化物濃度的關鍵之處。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種火電廠氮氧化物濃度的控制方法。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現：

一種火電廠氮氧化物濃度的控制方法，包括以下步驟：

步驟1：采集機組170MW和260MW工況下的尿素溶液流量x_i與氮氧化物濃度y_i數據；

步驟2：將尿素溶液流量x_i與氮氧化物濃度y_i數據依次進行歸一化處理、濾波處理及零初始值處理；

步驟3：基于步驟2處理好的數據，利用IPSO算法對SNCR脫硝控制系統模型中的參數進行辨識，得到170MW和260MW工況下的從尿素溶液流量到氮氧化物濃度的傳遞函數模型；

步驟4：在單回路PID控制基礎上，引入自適應遺傳算法與Smith預估補償控制法相結合的方法對步驟3得到的傳遞函數模型進行控制。

進一步，所述步驟2中歸一化處理采用如下公式：

其中，x_i為尿素溶液流量，x_min、x_max分別為尿素溶液流量的最小值和最大值，x_i1為尿素溶液流量經歸一化處理后得到的值；y_i為氮氧化物濃度，y_min、y_max分別為氮氧化物濃度的最小值和最大值，y_i1為氮氧化物濃度經歸一化處理后得到的值；i＝1,2,3......1800。

所述步驟2中濾波處理采用如下公式：

x_i2＝α₁x_i1+(1-α)x_i1′