[发明专利]基于指数预测和时滞预估补偿的脱硝新型串级控制方法

摘要

本发明公开了一种基于指数预测和时滞预估补偿的脱硝新型串级控制方法，该方法利用数据采集系统中的主要参数建立SCR系统入口NOx浓度指数预测模型，SMITH时滞预估补偿模型和多变量喷氨需求量前馈，克服SCR系统的大迟延，大惯性；相比传统串级控制方式，实现脱硝装置更加安全、经济、节能运行。

主权项

基于指数预测和时滞预估补偿的脱硝新型串级控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过数据分析系统采集二次风门开度值，SCR系统入口NOx浓度，SCR系统入口氧含量，SCR系统出口NOx浓度，SCR系统喷氨阀门开度，SCR系统喷氨流量，机组负荷，总风量，总煤量；将采集的二次风门开度值进行算术平均得到二次风门挡板平均开度；2)通过二次风门平均开度，总风量，总煤量，机组负荷和SCR系统入口烟气氧含量，构建如下的指数模型：(NO_x)_预测＝50(ln(W₁))^0.025·((300/W₂)^0.65‑0.6)·(W₃^0.005‑0.001)·(W₄^0.05‑0.1)·((W₅/2)^0.1‑0.1) W₁——二次风门平均开度；W₂——为机组总风量；W₃——为机组负荷；W₄——为风/煤比，为总风量除以总煤量；W₅——SCR系统入口烟气氧含量；该指数模型所得到的NOx浓度预测值与SCR入口NOx浓度在数值和变化趋势上一致，但是时间提前，将该NOx浓度预测值替代SCR入口NOx浓度值引入到脱硝串级自动控制逻辑中，以改善SCR系统的迟延性；3)在SCR脱硝串级自动控制逻辑中，在主调PID输出后引入SMITH预估二阶串级迟延控制回路，其传递方程为：其中，T₁，T₂，τ分别为喷氨流量对应SCR出口NOx浓度回路的一阶惯性时间、二阶惯性时间和迟延时间，s表示拉普拉斯算子；4)在引入步骤2)和步骤3)SMITH预估二阶串级迟延控制回路的基础上，采用多变量喷氨前馈，将SCR系统入口NO_X浓度进行微分得到SCR系统入口NO_X变化速率，以及机组负荷，SCR系统入口氧含量，风/煤比，二次风门平均开度进行喷氨量需求值前馈计算，达到基于指数预测和时滞预估补偿脱硝控制。