[发明专利]一种基于负荷调度曲线的喷氨量调节方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及烟气脱硝系统控制领域，特别是涉及一种基于负荷调度曲线的喷氨量调节方法与系统。

背景技术

脱硝系统的自动控制品质与电厂的长期运行成本密切相关，NH₃成本在脱硝日常运行成本中占比可达50％以上，若脱硝控制系统调节品质不佳，NH₃将不得不维持长期的高耗用，电厂的运行成本也将长期偏高。由于脱销效率较高，选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction，SCR)脱硝系统是大型火电机组脱硝系统改造的首选类型。

目前的SCR脱硝闭环控制策略，基本设计为固定摩尔比控制方式(Constant Mole Ratio Control)。该控制方式下的设定值为氨氮摩尔比或者脱硝效率，控制系统根据当前的烟气流量、SCR入口NO_X浓度和设定氨氮摩尔比计算出NH3流量需求，最终通过流量控制器PID改变氨气阀开度来调节NH₃实际流量，这种控制方式近似于开环控制，脱硝系统的NH₃需求量仅根据静态物理特性计算得出；部分电厂总结固定摩尔比控制方式的不足，采取了固定SCR出口NO_X浓度控制方式，此系统设定值为SCR出口NO_X浓度，并根据其与实际出口NO_X浓度的偏差来动态修正氨氮摩尔比。

由于脱硝被控对象的响应纯延迟时间接近3分钟，整个响应过程达十几分钟，是典型的大滞后被控对象。对于机组变负荷工况、燃料(启停给煤机时)、风量变化情况，控制系统响应不及时，上述固定SCR出口NO_X浓度控制方式脱硝控制品质不佳。同时无法根据机组工况、燃煤品质的变化作出调整，应对目前电厂煤种多变的状况。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于负荷调度曲线的喷氨量调节方法与系统，可以根据负荷调度曲线的未来指令动态调节喷氨量。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于负荷调度曲线的喷氨量调节方法，应用于脱硝控制系统，所述脱硝控制系统包括：

前馈控制器、主调节器和副调节器；

所述方法包括：

获取机组当前的第一负荷调度曲线；

根据所述第一负荷调度曲线上未来预设时刻的负荷指令与当前的负荷指令，通过预设第一函数关系得到第二负荷调度曲线；

计算所述第一负荷调度曲线与所述第二负荷调度曲线上当前负荷指令的偏差，作为第一偏差，将所述第一偏差作为前馈控制器的设定值，得到前馈控制器的输出值；

计算所述SCR出口氮氧化物设定值与实际值的偏差，作为第二偏差，将所述第二偏差作为主调节器的设定值得到主调节器的输出值；

根据主调节器的输出值得到副调节器的设定值，引入前馈控制器的输出值作为前馈，将副调节器的输出值作为目标喷氨量。

优选地，根据主调节器的输出值得到副调节器的设定值包括：

获取烟气流量值；

将SCR入口氮氧化物浓度值与所述SCR出口氮氧化物浓度设定值求差后与所述主调节器的输出值相加，将所述相加的结果乘以所述烟气流量值得到副调节器的设定值。

优选地，将副调节器的输出值作为目标喷氨量后还包括：

通过副调节器利用所述目标喷氨量调整喷氨调节阀门。

本发明还提供了一种基于负荷调度曲线的喷氨量调节系统，应用于脱硝控制系统，所述脱硝控制系统包括：

前馈控制器、主调节器和副调节器；

所述喷氨量调节系统包括：

第一负荷调度曲线获取模块，用于获取机组当前的第一负荷调度曲线；

第二负荷调度曲线获取模块，用于根据所述第一负荷调度曲线上未来预设时刻的负荷指令与当前的负荷指令，根据预设第一函数关系得到第二负荷调度曲线；

前馈控制器输出值获取模块，用于计算所述第一负荷调度曲线与所述第二负荷调度曲线上当前负荷指令的偏差，作为第一偏差，将所述第一偏差作为前馈控制器的设定值，得到前馈控制器的输出值；

主调节器输出值获取模块，用于计算所述SCR出口氮氧化物设定值与实际值的偏差，作为第二偏差，将所述第二偏差作为主调节器的设定值得到主调节器的输出值；

目标喷氨量获取模块，用于根据主调节器的输出值得到副调节器的设定值，引入前馈控制器的输出值作为前馈，将副调节器的输出值作为目标喷氨量。