[发明专利]一种火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法

权利要求书

1.一种火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，其特征是，所述方法在脱硝控制系统中设置主环PID控制器、副环PID控制器和前馈控制器，所述主环PID控制器根据脱硝反应器的出口 NOx浓度设定值和出口NOx浓度反馈信号计算出喷氨量控制信号；所述前馈控制器根据吹扫校正NOx浓度、NOx预估浓度、传感器测得的脱硝反应器入口NOx浓度和烟气流量计算喷氨量前馈控制信号；所述副环PID控制器根据喷氨量控制信号、喷氨量前馈控制信号及氨气流量反馈信号控制喷氨阀门开度；

所述前馈控制器计算喷氨量前馈控制信号的方法如下：以脱硝反应器入口NOx浓度、烟气流量的动态校正值及炉内燃烧NOx生成预估浓度的乘积做为副环PID控制器的前馈信号，在该前馈信号中还加入吹扫校正NOx浓度，即得到喷氨量前馈控制信号；所述吹扫校正NOx浓度由入口浓度吹扫校正模型通过对比并行运行的对侧SCR的入口NOx浓度的测量值给出，具体方法为：如果B侧入口NOx浓度的测点数据处于失真状态，则利用A侧入口NOx浓度时间内变化值来预测从吹扫开始时刻起经过时间后B侧入口NOx浓度，具体公式为：

式中，为吹扫前B侧入口NOx浓度，为吹扫时间；

所述主环PID控制器根据脱硝反应器的出口 NOx浓度设定值和出口NOx浓度反馈信号计算喷氨量控制信号时，其输入信号通过以下方法获得：通过烟囱入口NOx浓度的测量值和设定值控制的小时目标均值模型得到每小时烟囱入口NOx浓度偏差的加权平均值，所述每小时烟囱入口NOx浓度偏差的加权平均值与脱硝反应器的出口 NOx浓度设定值相加后得到新的出口NOx浓度给定值，该出口NOx浓度给定值与反馈回来的反应器出口NOx浓度测量值做差，得到主环PID控制器的输入信号；

所述小时目标均值模型由烟囱入口NOx浓度的测量值和设定值给出，具体方法为：烟囱入口NOx浓度测量值与设定值取偏差，并以指数权值为加权因子做加权平均计算，具体公式为：

式中，为烟囱入口NOx浓度偏差的小时均值，为烟囱入口NOx浓度测量值，为烟囱入口NOx浓度设定值，为第K个采样点，m为1小时内的采样个数，为小于1的正数；

所述主环PID控制器在不同工况下的PID参数值由增益调度模型根据烟气流量和脱硝反应器入口温度进行调节；

脱硝自动控制系统出口NOx浓度控制的传递函数为：，式中，K为增益系数，T1、T2为惯性时间，为延迟时间，s为微分因子；

将主环PID控制器输出的喷氨量控制信号送入副环PID控制器之前，应对喷氨量控制信号作如下处理：以脱硝反应器入口温度、脱硝反应器的入口NOx浓度、出口NOx浓度、烟气流量及氨气流量的测量值构建催化剂性能劣化评估模型，判断催化剂性能，催化剂性能劣化评估模型的输出与烟气流量及喷氨量控制信号相乘，得到喷氨需求量，将喷氨需求量与氨气流量测量反馈值相减所得到的差值送入副环PID控制器的输入端；

催化剂性能劣化评估模型输出信号是催化剂活性，表达式为：

式中，为催化剂活性，为烟气流量(体积流量，），V为催化剂体积，A为催化剂比表面积（）,为脱硝效率，n为氨氮摩尔比，为反应器入口，出口NOx浓度；

当SCR入口NOx浓度测点处于吹扫情况时，测点数值处于失真状态，此时喷氨量不能及时反映SCR入口NOx浓度变化的影响；该软测量技术对当SCR入口NOx浓度的测点失真时的喷氨量进行修正，通过软测量技术进行NOx的预测解决测量滞后大的问题，再通过引进多变量参数，用于自动控制系统的性能优化，从而使脱硝NOx自动控制系统稳定，适应吹扫时测点的失真及各种变负荷工况。