[发明专利]一种智能的动态分区喷氨控制方法和系统

说明书

本发明提供了一种智能的动态分区喷氨控制方法和系统，该方法包括智能总量控制方法和智能分区控制方法。本发明还提供了一种利用上述方法的喷氨系统，包括DCS系统模块、PLC控制器模块和大数据分析模块；所述DCS系统模块通过LC卡件，采用MODBUS通信协议与PLC控制器模块连接，所述PLC控制器模块通过TCP/IP协议与大数据分析模块连接。本发明既能有效地控制脱硝反应器的喷氨总量，又能够根据各支管调节阀保证喷氨的均匀性，有效地降低氨逃逸，达到环保排放的目标。

技术领域

本发明涉及燃煤电厂烟气脱硝技术领域，尤其是涉及一种智能的动态分区喷氨控制方法和系统。

背景技术

随着国家一系列政策和法规的颁布，燃煤电厂的大气污染物排放已纳入严格监管，各电厂陆续开展了烟气超低排放改造。超低排放改造后要求燃煤电厂NOx排放浓度须低于50mg/m³，开发完善的火电厂脱硝技术，尽量降低电厂污染物的排放，已成为我国电厂势在必行的任务。

目前国内外使用最多的脱硝技术是SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)烟气脱硝技术，其中喷氨量的控制是其重要过程。当喷氨量过少时，导致出口NOx排放超标；当喷氨量过量时，氨逃逸率增加，造成下游空预器堵塞和腐蚀。所以，氨量的控制对脱硝系统至关重要。喷氨量控制一方面要控制总量，另一方面要保证喷氨的均匀性。

喷氨总量控制方式常采单回路的出口NOx定值控制策略、固定摩尔比控制策略、串级PID控制策略，其主要根据出口NOx浓度与其设定值之间的偏差调整总量控制阀门的开度，但SCR反应器出口NOx浓度往往采用单点取样或多点取样混合后测量，测量值不足以代表SCR出口的浓度，得到的喷氨量并不能达到最优，同时出口NOx浓度存在大迟延、大滞后的特征，目前的控制策略控制效果较差。喷氨均匀性主要根据通过人工调整手动调节阀，每次调整工作量较大、耗时较长。

因此，为了使脱硝反应器出口NOx浓度达到经济且环保的目标，其喷氨总量调整的适量性以及喷氨的均匀性问题是当前脱硝领域亟需解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能的动态分区喷氨控制方法和系统，本发明既能有效地控制脱硝反应器的喷氨总量，又能够根据各支管调节阀保证喷氨的均匀性，有效地降低氨逃逸，达到环保排放的目标。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

智能的动态分区喷氨控制方法包括：

步骤100智能总量控制方法：根据锅炉系统参数及SCR运行历史数据，预测SCR入口NOx浓度和烟气量浓度，并当做喷氨控制器的前馈信号，控制器给出最终的总量喷氨阀门的指令；

步骤200分区控制方法：以总量控制阀门得到的喷氨量为总的喷氨量，根据智能喷配控制器得到每个支管调节阀的喷氨量；所述智能分配控制器是根据每个分区的出口NOx浓度与设定值之间的偏差，计算每个支管调节阀的相对比例，并据此得到支管调节阀的开度。

优选地，步骤100中采用LSTM方法预测SCR入口NOx浓度和烟气量浓度。

优选地，步骤100中控制器采用串级PID控制。

优选地，步骤100具体包括：

步骤1001入口NOx浓度预测：根据锅炉系统参数及SCR运行历史数据，选择与入口NOx浓度相关的影响因素，包括：机组负荷、总风量、总煤量、烟气含氧量、磨煤机给煤量、二次风门开度、燃尽风门开度和炉膛出口温度；入口NOx浓度预测方法采用LSTM神经网络方法，其输入为与入口NOx浓度相关的影响因素，输出为入口NOx浓度；

步骤1002烟气量浓度预测：根据锅炉系统参数及SCR运行历史数据，选择与烟气量相关的影响因素，包括：机组负荷、总风量、氧量，采用LSTM神经网络方法，其输入为机组负荷、总风量、氧量等，输出为烟气量；