[发明专利]一种发电厂脱硝喷氨控制系统

说明书

本发明公开了一种发电厂脱硝喷氨控制系统，采用串级控制系统提高入口NO_X浓度扰动的响应速度，串级控制系统包括：反应器入口NO_X浓度的动态微分前馈、脱硝效率前馈、负荷变化前馈、PID修改参数以及出口NO_X偏差修正的控制过程，脱硝喷氨控制系统采用波形判定方法回调；波形判定方法的判定逻辑为：当出口NO_X浓度曲线出现正弦震荡波形，在正弦震荡波形的第二个四分之一周期对喷氨量进行快速回调。本发明根据SCR反应区入口NO_X计算NH₃需求量的串级控制系统，提高了喷氨响应速度；在控制算法中增加出口NO_X偏差修正，消除了静态偏差；同时采用波形判定方法进行回调，防止了输出震荡的现象，解决入口NO_X浓度扰动的响应滞后以及输出震荡的问题。

技术领域

本发明涉及电力热控技术领域，具体指的是一种发电厂脱硝喷氨控制系统。

背景技术

火力发电是现代社会电力发展的主力军，利用可燃物(如煤炭)的燃烧生电，虽然在中国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场。

目前火力发电厂的烟气脱硝大多采用选择性催化还原(SCR)法，在运行过程中普遍出现出口NO_X 浓度排放瞬时超标或氨逃逸过量，而导致空气预热器硫酸氢氨堵塞。SCR脱硝喷氨系统针对出口NO_X 浓度实际值与设定值偏差，采用单回路闭环的控制方法，在应用过程中经常出现扰动剧烈、响应延迟等问题。

分析了系统工艺流程的时域特性及扰动特点，SCR反应器喷氨控制效果不佳，部分因素来自系统自身特性：

(1)由于烟气流速快、反映时间短，该反应器喷氨调节存在较大惯性；

(2)扰动因素主要有反应器入口NO_X 浓度和烟气流量。由于采用化学发光稀释法测量反应器出、入口NO_X 浓度，测量系统本身存在延迟，因此难以快速响应入口 NO_X 浓度变化；

(3)反应效率较稳定，由于反应环境及催化剂活性稳定，通过曲线观察喷氨量与反应器出、入口NO_X 浓度差的关系线性度良好；经过分析后，采取了对原有控制方法增加了反应器入口NO_X 浓度的动态微分前馈、脱硝效率前馈、负荷变化前馈及修改PID参数等方法，均未取得理想的效果。

发明内容

针对上述SCR脱硝喷氨系统中入口NO_X 浓度扰动的响应滞后和输出震荡的问题，本发明的目的是提供一种发电厂脱硝喷氨控制系统，根据SCR反应区入口NO_X 计算NH3需求量的串级控制系统，以提高响应速度，通过增加根据反应区出口NO_X 浓度波形时域特性判断的输出回调来实现抑制输出震荡的现象。

为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案是：

一种发电厂脱硝喷氨控制系统，采用串级控制系统提高入口NO_X 浓度扰动的响应速度，串级控制系统包括：反应器入口NO_X 浓度的动态微分前馈、脱硝效率前馈、负荷变化前馈、PID修改参数以及出口NO_X 偏差修正的控制过程，出口NO_X 偏差修正的控制逻辑包括以下步骤：

步骤1计算出口NO_X 浓度设定值与入口NO_X 浓度的浓度差；

步骤2将烟气流量线性关系函数f(x)与浓度差做乘法运算，获得初级修正浓度；

步骤3将初级修正浓度与实发功率做乘法运算，获得中级修正浓度；

步骤4将中级修正浓度与所述PID修改参数求和，获得终极修正浓度；