[发明专利]一种基于专家模糊的脱硝系统分层优化自适应智能控制方法

摘要

本发明属于火电厂脱硝系统NOX脱除自动控制技术领域，解决了脱硝系统长期以来不能实现自动控制以及经济运行的问题。针对火电厂脱硝系统被控对象具有大迟延、大惯性等特点，以及多种干扰因素导致所建模型准确度无法保证的问题，设计了一种基于专家模糊的脱硝系统分层优化自适应智能控制方法。该控制方法包括的主要步骤有：数据的预处理、基于专家经验的区间控制、基于专家经验的稳态优化、基于解耦规则的前馈控制、基于专家经验的动态叠加、基于模糊的还原剂低限/高限保护、基于专家经验的还原剂低限保护自适应控制、基于模糊的被控量NOX快速保护。该控制方法与DCS系统相结合实现了火电厂脱硝系统的稳定及经济运行。

主权项

1.一种基于专家模糊的脱硝系统分层优化自适应智能控制方法，其特征在于：包括以下步骤：1)数据的预处理：将生产现场测量回来的带有随机扰动的被控量NOX、负荷、氧量、煤粉炉炉膛温度、循环流化床锅炉石灰石量的测量值及其微分进行滤波处理，来消除干扰对控制的影响；2)基于专家经验的区间控制：设定一个区域范围或者死区范围，忽略被控量NOX在区域范围或者死区范围内的变化，增强鲁棒性：当被控量NOX测量值在所设定区域范围或者死区范围内时，则还原剂设定值不进行调整，当被控量NOX测量值不在所设定区域范围或者死区范围内时，还原剂设定值则按偏离区域的程度采取相应的专家算法来进行调整；3)基于专家经验的稳态优化：如果被控量NOX在所设定区域范围或者死区范围内且NOX设定值大于NOX测量值时，对还原剂设定值进行微调，进一步减少还原剂消耗量，被控量NOX测量值在所设定区域范围或者死区范围内的条件下，最终使被控量NOX设定值小于NOX测量值；4)基于解耦规则的前馈控制：当负荷、氧量、煤粉炉炉膛温度或循环流化床锅炉石灰石的任一项或几项测量值发生变化时，通过专家经验算法得到所需的还原剂量，提前喷入还原剂进行超前调节，从而抑制被控制量NOX的升高或降低；当负荷测量值变化时，氧量、煤粉炉炉膛温度、循环流化床锅炉石灰石量的测量值也随之发生变化，针对彼此之间的耦合关系，对其进行了解耦；5)基于专家经验的动态叠加：将步骤2)、3)、4)中每次脉冲信号发出后触发的还原剂计算值在原来还原剂设定值动态平衡的基础上进行一次叠加，最后得到还原剂的设定值；6)基于模糊的还原剂低限/高限保护：在步骤5)的基础上，选取负荷和氧量信号作为模糊输入，根据历史数据以及运行人员的经验分别建立了模糊规则，根据输入的数值、模糊规则库分别计算出还原剂的低限值和还原剂的高限值；7)基于专家经验的还原剂低限保护自适应控制：在步骤6)的基础上，当还原剂量为当前工况下对应还原剂的的低限值且被控量NOX设定值大于被控量NOX测量值5mg/Nm3以上时，经过一段时间的判断，如果这种情况一直没有变化，则此时在还原剂低限值的基础上进一步减少还原剂量，然后再进行判断，直到被控量NOX测量值大于被控量NOX设定值2mg/Nm3以上时，逐步恢复到原来的还原剂的低限值；8)基于模糊的被控量NOX快速保护：当被控量NOX超过设定的上限值时，将步骤6)的程序出口自动切换至基于模糊的被控量NOX快速保护方法，取被控量NOX测量值和被控量NOX变化率作为模糊块的输入，根据历史数据以及运行人员的经验建立模糊规则，根据输入的大小来计算出NOX所需的还原剂保护量。