火电厂脱硝控制系统的积分分离的控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种火电厂脱硝控制系统的积分分离的控制方法。该方法包括如下步骤：S1.最小脱硝效率控制；S2.积分分离控制；S3.喷氨流量设定值修正；S4.喷流量前馈控制。本发明专利技术采用积分分离的方法，能够有效控制喷氨流量和火电厂NOx的排放，能够防止积分饱和，以及减少厂用电率、提高机组发电效率；同时本发明专利技术采用串级回路控制，喷氨流量设定值修正回路以及氨量前馈控制回路减少了实际运行情况中煤种的变化、燃烧的随机性、等诸多不确定性与扰动性对控制产生的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种火电厂脱硝的控制方法，特别是一种火电厂脱硝控制系统的积分分离的控制方法。
技术介绍
自2006年开始，我国燃煤机组已逐步投运脱硝系统，选择催化还原法(SCR)脱硝是目前国内外电机组应用比较广泛的一种烟气脱氮技术。氨气先与20倍于自己体积的空气混合，再与320-400℃的烟气混合，然后通过催化剂完成脱硝反应，根据脱硝原理通过喷氨流量来控制SCR出口NOx浓度不超标，并且控制氨气逃逸率部超标，因此喷氨自动控制系统调节品质越好，脱硝效果越好，且氨气逃逸率越少。因而，针对脱硝系统，急需一套科学、实用的脱硝控制系统的积分分离法，用于控制喷氨流量，有效控制火电厂NOx的排放，防止积分饱和，减少厂用电率提高机组发电效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种有效控制喷氨流量和火电厂NOx排放的火电厂脱硝控制系统的积分分离的控制方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：火电厂脱硝控制系统的积分分离的控制方法，包括如下步骤：S1.最小脱硝效率控制：将脱硝效率设定值输入给第一偏差计算模块，将第一偏差计算模块的输出和入口NOx的测量值分别输入给第一乘法计算模块，将第一乘法计算模块的输出输入给第一惯性延迟模块，第一惯性延迟模块的输出值为出口最大NOx的设定值；S2.积分分离控制：第二惯性延迟模块的输入为出口NOx的测量值，并输出至第三惯性延迟模块，第三惯性延迟模块输出至第四惯性延迟模块，第四惯性延迟模块输出至第一加法计算模块，第一加法计算模块的输入还包括出口NOx的测量值，并输出至第一系数放大模块，第二加法计算模块的输入为第一系数放大模块的输出和出口NOx的测量值，且第二加法计算模块的输出值为修正后的出口NOx测量值，小值选择模块的输入为出口NOx的设定值和出口最大NOx设定值，第二偏差计算模块的输入为小值选择模块的输出和修正后的NOx测量值，并分别输出至选择模块和第二系数放大模块，选择模块输出至积分模块，第三加法计算模块的输入为积分模块的输出和第二系数放大模块的输出，且第三加法计算模块的输出值为外回路的喷氨校正值；S3.喷氨流量设定值修正：第三偏差计算模块的输入为入口NOx测量值和出口NOx测量值，第四加法计算模块的输入为第三加法计算模块输出和第三偏差计算模块输出，第二乘法计算模块的输入为第四加法计算模块的输出和函数功能模块的输出，函数功能模块的输入为总燃料量的测量值，输出为理论氨气流量计算值，第三系数放大模块的输入为第二乘法模块的输出，第三系数放大模块的输出为内回路的喷氨流量设定值；其中，函数功能模块用于将燃料量测量值转换为对应的烟气流量；S4.喷流量前馈控制：第五惯性延迟模块的输入为入口NOx测量值，第五加法计算模块的输入为第五惯性延迟模块的输出和入口NOx测量值，第五加法计算模块输出至第四系数放大模块；第六惯性延迟模块的输入为氧含量，第六加法计算模块的输入为第六惯性延迟模块的输出和氧含量，并输出至第五系数放大模块；控制模块的输入为第四系数放大模块的输出、第五系数放大模块的输出、第三系数放大模块的输出和第七惯性延迟模块的输出，控制模块的输出为喷氨流量控制信号。本专利技术采用积分分离的方法，能够有效控制喷氨流量和火电厂NOx的排放，能够防止积分饱和，以及减少厂用电率、提高机组发电效率。作为优选，步骤S1中，脱硝效率设定值为100％。其优点在于，提高脱硝效率和脱硝效果。作为优选，步骤S2中，在选择模块处，当出口仪表吹扫信号过来时，选择模块的输出值为0，当吹扫信号未出现时，选择模块的输出值为第二偏差计算模块的输出值。作为优选，步骤S3中，第三偏差计算模块的输出为实际需要被中和的NOx。作为优选，第一至第七惯性延时模块分别用于使信号变换缓慢，并有一定时间的延时，传递函数为:其中，G(s)为传递函数是描述线性系统动态特性的基本数学工具，Y(s)为出量的拉普拉斯变化，X(s)为输入量的拉普拉斯变化，k为惯性环节的比例系数，T1、T2为性环节的时间常数，S为复频域。其优点在于，能够改善大惯性控制对象的动态特性，加快系统响应速度。作为优选，第一至第六加法计算模块分别用于计算出两个输入值的和，计算公式为A＝输入值1*输入值1增益+输入值2*输入值2增益；第一与第二乘法计算模块用于计算两个输入值的积，计算公式为A＝输入值1*输入值2；输入值1增益和输入值2增益的范围分别为0至2。其优点在于，一般系统作用系数为1，个别系统作用系数会产生偏差，考虑到逻辑的一致性，在加法计算模块中设置增益。作为优选，第一至第五系数放大模块分别用于将输入值根据增益进行缩放，计算公式为A＝输入值*输入值增益；输入值增益的范围为0至2。其优点在于，作为优选，控制模块用于提供比例积分微分控制器功能，其传递函数为：其中，G(S)为传递函数是描述线性系统动态特性的基本数学工具，U(S)为输出量的拉普拉斯变化，E(S)为输入量的拉普拉斯变化，Kp为控制模块中的比例系数，Ti为控制模块中的积分时间，Td为控制模块中的微分时间，S为复频域。其优点在于，使得整个控制过程更加可控，提高脱硝效率和发电机组效率。作为优选，积分模块用于计算输入值的积分；第一至第三偏差计算模块用于计算两个输入值的算术差，计算公式为A＝输入值1-输入值2；小值选择模块用于对输入的两个值进行小选择，当输入值1大于输入值2时，模块输出为输入值2；当输入值1小于输入值2时，模块输出为输入值1。本专利技术同现有技术相比具有以下优点及效果：1、由于本专利技术主要包括四部分内容，最小脱硝效率控制、积分分离控制、喷氨流量设定值修正和喷氨量前馈控制，能够有效防止控制回路积分饱和，有效控制火电机组出口NOx排放，减少氨逃逸率，减少厂用电率，提高机组发电效率。2、由于本专利技术采用串级回路控制，喷氨流量设定值修正回路以及氨量前馈控制回路减少了实际运行情况中煤种的变化、燃烧的随机性、等诸多不确定性与扰动性对控制产生的影响。3、由于本专利技术采用积分分离控制，当仪表在维护过程中，进入积分功能块的偏差值切换至0，积分作用停止，防止积分作用向饱和方向发展，有利于控制回路获得更好的调节品质附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术火电厂脱硝控制系统的积分分离方法实现逻辑图。标号说明：1、最小脱硝效率控制回路2、积分分离控制回路3、喷氨流量设定值修正回路4、喷流量前馈控制回路102、第一偏差计算模块103、第一乘法计算模块104、第一惯性延迟模块105、小值选择模块106、第二偏差计算模块107、第二加法计算模块108、第二惯性延迟模块109、第三惯性延迟模块110、第四惯性延迟模块111、第一加法计算模块112、第一系数放大模块113、选择模块116、积分模块117、第三加法计算模块118、第二系数放大模块119、第三偏差计算模块120、第四加法计算模块121、第五惯性延迟模块122、第五加法计算模块123、第四系数放大模块124、第二乘法计算模块125、函数功能模块126、第三系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火电厂脱硝控制系统的积分分离的控制方法，其特征是：包括如下步骤：S1.最小脱硝效率控制：将脱硝效率设定值输入给第一偏差计算模块，将第一偏差计算模块的输出和入口NOx的测量值分别输入给第一乘法计算模块，将第一乘法计算模块的输出输入给第一惯性延迟模块，所述第一惯性延迟模块的输出值为出口最大NOx的设定值；S2.积分分离控制：第二惯性延迟模块的输入为出口NOx的测量值，并输出至第三惯性延迟模块，第三惯性延迟模块输出至第四惯性延迟模块，第四惯性延迟模块输出至第一加法计算模块，第一加法计算模块的输入还包括出口NOx的测量值，并输出至第一系数放大模块，第二加法计算模块的输入为第一系数放大模块的输出和出口NOx的测量值，且第二加法计算模块的输出值为修正后的出口NOx测量值，小值选择模块的输入为出口NOx的设定值和出口最大NOx设定值，第二偏差计算模块的输入为小值选择模块的输出和修正后的NOx测量值，并分别输出至选择模块和第二系数放大模块，选择模块输出至积分模块，第三加法计算模块的输入为积分模块的输出和第二系数放大模块的输出，且第三加法计算模块的输出值为外回路的喷氨校正值；S3.喷氨流量设定值修正：第三偏差计算模块的输入为入口NOx测量值和出口NOx测量值，第四加法计算模块的输入为第三加法计算模块输出和第三偏差计算模块输出，第二乘法计算模块的输入为第四加法计算模块的输出和函数功能模块的输出，函数功能模块的输入为总燃料量的测量值，输出为理论氨气流量计算值，第三系数放大模块的输入为第二乘法模块的输出，第三系数放大模块的输出为内回路的喷氨流量设定值；其中，所述函数功能模块用于将燃料量测量值转换为对应的烟气流量；S4.喷流量前馈控制：第五惯性延迟模块的输入为入口NOx测量值，第五加法计算模块的输入为第五惯性延迟模块的输出和入口NOx测量值，第五加法计算模块输出至第四系数放大模块；第六惯性延迟模块的输入为氧含量，第六加法计算模块的输入为第六惯性延迟模块的输出和氧含量，并输出至第五系数放大模块；控制模块的输入为第四系数放大模块的输出、第五系数放大模块的输出、第三系数放大模块的输出和第七惯性延迟模块的输出，控制模块的输出为喷氨流量控制信号。...

【技术特征摘要】
1.一种火电厂脱硝控制系统的积分分离的控制方法，其特征是：包括如下步骤：S1.最小脱硝效率控制：将脱硝效率设定值输入给第一偏差计算模块，将第一偏差计算模块的输出和入口NOx的测量值分别输入给第一乘法计算模块，将第一乘法计算模块的输出输入给第一惯性延迟模块，所述第一惯性延迟模块的输出值为出口最大NOx的设定值；S2.积分分离控制：第二惯性延迟模块的输入为出口NOx的测量值，并输出至第三惯性延迟模块，第三惯性延迟模块输出至第四惯性延迟模块，第四惯性延迟模块输出至第一加法计算模块，第一加法计算模块的输入还包括出口NOx的测量值，并输出至第一系数放大模块，第二加法计算模块的输入为第一系数放大模块的输出和出口NOx的测量值，且第二加法计算模块的输出值为修正后的出口NOx测量值，小值选择模块的输入为出口NOx的设定值和出口最大NOx设定值，第二偏差计算模块的输入为小值选择模块的输出和修正后的NOx测量值，并分别输出至选择模块和第二系数放大模块，选择模块输出至积分模块，第三加法计算模块的输入为积分模块的输出和第二系数放大模块的输出，且第三加法计算模块的输出值为外回路的喷氨校正值；S3.喷氨流量设定值修正：第三偏差计算模块的输入为入口NOx测量值和出口NOx测量值，第四加法计算模块的输入为第三加法计算模块输出和第三偏差计算模块输出，第二乘法计算模块的输入为第四加法计算模块的输出和函数功能模块的输出，函数功能模块的输入为总燃料量的测量值，输出为理论氨气流量计算值，第三系数放大模块的输入为第二乘法模块的输出，第三系数放大模块的输出为内回路的喷氨流量设定值；其中，所述函数功能模块用于将燃料量测量值转换为对应的烟气流量；S4.喷流量前馈控制：第五惯性延迟模块的输入为入口NOx测量值，第五加法计算模块的输入为第五惯性延迟模块的输出和入口NOx测量值，第五加法计算模块输出至第四系数放大模块；第六惯性延迟模块的输入为氧含量，第六加法计算模块的输入为第六惯性延迟模块的输出和氧含量，并输出至第五系数放大模块；控制模块的输入为第四系数放大模块的输出、第五系数放大模块的输出、第三系数放大模块的输出和第七惯性延迟模块的输出，控制模块的输出为喷氨流量控制信号。2.根据权利要求1所述的火电厂脱硝控制系统的积分分离的控制方法，其特征是：所述的步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：张方，黄道火，雷璐源，刘洋，许伟强，张毅杰，王蓝珏，贾宁波，刘思捷，潘宇乐，王凯阳，陈哲盼，柯亚唯，李明，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33