[发明专利]一种锅炉脱硝出口氮氧化物含量的控制系统及方法

权利要求书

1.一种锅炉脱硝出口氮氧化物含量的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：SCR反应器、主PID控制器、副PID控制器、Smith预估器、加法器、第一减法器、第二减法器、执行器、求和器、第一修正模块和第二修正模块；

所述主PID控制器和所述副PID控制器采用串级连接的方式进行控制；所述主PID控制器的输出端与所述Smith预估器的输入端连接，所述Smith预估器的输出端作用于所述主PID控制器的输入端；所述主PID控制器控制锅炉脱硝出口氮氧化物含量，即SCR反应器的出口氮氧化物浓度；所述副PID控制器控制进入SCR反应器的喷氨流量；

所述Smith预估器的输出端与加法器的一个输入端连接，SCR反应器的出口氮氧化物浓度测量值输出端与所述加法器的另一个输入端连接，所述加法器的输出端与第一减法器的一个输入端连接，SCR反应器的出口氮氧化物浓度设定值输出端与所述第一减法器的另一个输入端连接，所述第一减法器的输出端与所述主PID控制器的输入端连接，所述主PID控制器的输出端与所述Smith预估器的输入端连接；

所述主PID控制器的输出端输出氨气流量初始设定值，所述氨气流量初始设定值经过修正得到氨气流量设定值，所述氨气流量设定值输出到第二减法器的一个输入端，氨气流量测量值输出到所述第二减法器的另一个输入端，所述第二减法器的输出端与所述副PID控制器的输入端连接，所述副PID控制器的输出端输出喷氨流量控制指令，所述喷氨流量控制指令用于控制执行器做出相应动作；

所述氨气流量初始设定值经过修正输出到第二减法器的一个输入端，具体为：

所述主PID控制器的输出端还与求和器的第一输入端连接，即所述氨气流量初始设定值输入所述求和器的第一输入端，SCR反应器的入口氮氧化物浓度测量值通过第一修正模块后输入所述求和器的第二输入端，主蒸汽流量通过第二修正模块后输入所述求和器的第三输入端，所述求和器的输出端输出氨气流量设定值；

所述第一修正模块中包含第一修正函数，所述第一修正函数为利用SCR反应器的入口氮氧化物浓度测量值校正氨气流量初始设定值的函数；所述第二修正模块中包含第二修正函数，所述第二修正函数为利用主蒸汽流量校正氨气流量初始设定值的函数。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉脱硝出口氮氧化物含量控制系统，其特征在于，所述Smith预估器的补偿模型为其中，G₁(s)为氨气流量到SCR反应器的出口氮氧化物浓度的传递函数，G₂(s)为氨气阀门开度到氨气流量的传递函数，D₂(S)为副PID控制器的传递函数，s表示S域变量，τ表示延时时间，e为指数函数。

3.根据权利要求1所述的一种锅炉脱硝出口氮氧化物含量控制系统，其特征在于，所述第一修正函数采用试验的方法确定；

执行器手动状态下，改变喷氨流量调节阀开度，记录对应的氨气流量和SCR反应器的出口氮氧化物浓度，得到氨气流量和SCR反应器的出口氮氧化物浓度的函数关系y₁＝f₁(x₁)；x₁表示氨气流量，y₁表示SCR反应器的出口氮氧化物浓度；

改变锅炉负荷，记录对应的SCR反应器的入口氮氧化物浓度和SCR反应器的出口氮氧化物浓度，得到SCR反应器的入口氮氧化物浓度和SCR反应器的出口氮氧化物浓度的函数关系z₁表示SCR反应器的入口氮氧化物浓度，y₁表示SCR反应器的出口氮氧化物浓度；

根据氨气流量和SCR反应器的出口氮氧化物浓度的函数关系y₁＝f₁(x₁)、SCR反应器的入口氮氧化物浓度和SCR反应器的出口氮氧化物浓度的函数关系得到氨气流量和SCR反应器的入口氮氧化物浓度的函数关系，即为第一修正函数。