[发明专利]用于发电厂中排放物控制的系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于发电厂中排放物控制的系统，并且更特别地涉及用于控制还原剂的流动来控制发电厂中的排放物的系统。

背景技术

诸如氮氧化物和二氧化硫的工业排出物产生环境污染。在大多数工业中都对环境污染进行管制。政府和标准组织采取着严格管制要求以便使由工业设施向大气中排放的有害气体极小化。

出于遵守管制要求的目的，对来自排气的排出物执行分析，以确定排放量。可通过使用安装在排气器中的气体分析仪来连续执行排放物分析。备选地，可使用通过提取系统连接至排气器的气体分析仪来执行排放物分析。然而，由于安装成本、维护和校准要求，连续的分析是昂贵的。可使用基于计算机的模型来预测诸如氮氧化物(NOx)排放物的排放物，以便减少排出物的分析的成本。该基于计算机的模型使用与燃料转换过程相关的多个预测性的参数(诸如温度、压力)来确定排放量的估算值。

过去使用的方法包括非线性统计、神经网络、特征值、随机指标以及其他处理来自可用现场设备的输入参数的方法并预测过程排出速率和燃烧或过程效率。

在发电厂的排气系统和发动机系统中可使用还原反应器以处理排出物来减少排放物。特别地，将诸如氨的还原剂注入进入该还原反应器的排气气流中，以从该排气气流中除去诸如NOx的排放物。注入的还原剂的一部分可能保持未与排放物发生反应，并可能连同与未还原的排放物组合的排气一起从还原反应器中出来。

发明内容

按照本说明书的一方面，公开了一种排出物控制的方法。该方法包括从选择性催化还原(SCR)反应器接收对应于还原剂的漏失(slip)设置点和残余设置点。该方法进一步包括接收该SCR反应器的多个入口参数，其中该多个入口参数包括排放气体的浓度。该方法还包括从该SCR反应器的出口接收与该还原剂对应的漏失值。该方法包括基于该漏失设置点和该漏失值使用增益规划途径(gain scheduling approach)来生成反馈信号值。该方法进一步包括使用随时间变化的动力学模型基于该SCR反应器内的催化剂表面上的还原剂的残余值以及该多个入口参数来使用增益规划途径生成前馈信号值。该方法还包括基于该反馈信号值和前馈信号值来确定对应于该还原剂的流量设置点(flow sct-point)。该方法包括基于该流量设置点调整到该SCR反应器中的还原剂的注入。

按照本说明书的另一方面，公开了一种用于排放物控制的系统。该系统包括选择性催化还原(SCR)反应器，该反应器具有入口、出口和置于该SCR反应器中的催化剂。该系统进一步包括配置为从该选择性催化还原(SCR)反应器获取漏失设置点和残余设置点并测量SCR反应器的多个入口参数和来自SCR反应器的出口的漏失值的信号获取单元。该多个入口参数包括排放气体的浓度值。该系统进一步包括联接至该SCR反应器配置为将还原剂注入该SCR反应器的注入器单元。该系统还包括联接至该信号获取单元和该注入器单元并配置为基于该漏失设置点和该漏失值使用增益规划途径生成反馈信号值的调整器单元。该调整器单元进一步配置为使用随时间变化的动力学模型基于SCR反应器内的催化剂表面上的残余值以及该多个入口参数来使用增益规划途径生成前馈信号值。该调整器单元还配置为基于该反馈信号值和该前馈信号值来确定流量设置点。该调整器单元配置为基于该流量设置点调整到该SCR反应器中的还原剂的注入。

按照本说明书的一个方面，公开了一种具有程序的非暂态计算机可读介质。该程序指示至少一个处理器从选择性催化还原(SCR)反应器接收与还原剂对应的漏失设置点和残余设置点。该程序进一步指示该至少一个处理器接收该SCR反应器的多个入口参数并从该SCR反应器的出口接收漏失值。该程序还指示该至少一个处理器基于该漏失设置点和该漏失值使用增益规划途径生成反馈信号值。该程序指示该至少一个处理器使用随时间变化的动力学模型基于该SCR反应器内的催化剂表面上的残余值以及该多个入口参数来使用增益规划途径生成前馈信号值。该程序进一步指示该至少一个处理器基于该反馈信号值和该前馈信号值来确定流量设置点。该程序还指示该至少一个处理器基于该流量设置点来调整到该SCR反应器中的还原剂的注入。