SCR烟气脱硝系统控制方法及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种SCR烟气脱硝系统控制方法及设备，其中，SCR烟气脱硝系统控制方法包括：根据锅炉运行参数和SCR烟气脱硝系统的NOx的采样浓度，使用第一RBF神经网络获得锅炉燃烧后生成的NOx的预测值；根据所述NOx的预测值和所述SCR烟气脱硝系统的运行参数，使用第二RBF神经网络获得用于进行SCR烟气脱硝的各喷氨阀的喷氨量设定值；使用基于DMC的喷氨量控制器，按照各喷氨阀的喷氨量设定值控制总喷氨量，进行SCR烟气脱硝处理。通过本发明专利技术，可有效提高脱硝效率，降低SCR脱硝系统出口NH3逃逸率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烟气脱硝
，特别是涉及一种SCR(SelectiveCatalyticReduction，选择性催化还原法)烟气脱硝系统控制方法及设备。
技术介绍
随着我国对环境保护政策要求的逐年提高，火电机组排放烟气中的NOx(氮氧化物)已纳入严格监管，SCR的烟气脱硝技术因其具有很高的脱硝率、技术可靠、结构简单且氨气逃逸率小等优点已成为燃煤电站锅炉控制NOx排放的主要选择。SCR是指在催化剂的作用下，利用还原剂(如NH3、液氨、尿素)来“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2(氮气)和H2O(水)，SCR是保障脱硝系统安全连续运行，满足脱硝系统性能指标的重要组成部分。目前，SCR通过直接读取脱硝入口处NOx浓度测量值作为计算喷氨量的一个重要依据，然而，NOx浓度测量传感器在测量过程中存在较长时间的滞后(一般为5～10分钟)，造成了NOx浓度测量值偏离较大，不能很好地实现喷氨量的准确设定，进而导致氨逃逸率较高。当氨逃逸率过高时，剩余的氨会与烟气中SO3和H2O反应生成硫酸氢氨(NH4HSO4)，易造成锅炉后续设备(例如空预器)的积灰、堵塞等问题，且过量的供氨量还使脱硝系统成本增大。由上可见，目前的SCR烟气脱硝过程存在着脱硝入口处NOx浓度测量信号滞后，氨逃逸率较高，脱硝系统成本高，整体脱硝效率较低的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种SCR烟气脱硝系统控制方法及设备，以解决目前的SCR烟气脱硝过程存在着脱硝入口处NOx浓度测量信号滞后，氨逃逸率较高，脱硝系统成本高，整体脱硝效率较低的问题。为解决上述问题，本专利技术提供了一种SCR烟气脱硝系统控制方法，包括：根据锅炉运行参数和SCR烟气脱硝系统的NOx(氮氧化物)的采样浓度，使用第一RBF(Radialbasisfunction，径向基函数)神经网络获得锅炉燃烧后生成的NOx的预测值；根据所述NOx的预测值和所述SCR烟气脱硝系统的运行参数，使用第二RBF神经网络获得用于进行SCR烟气脱硝的各喷氨阀的喷氨量设定值；使用基于DMC(DynamicMatrixControl，动态矩阵控制)的喷氨量控制器，按照各喷氨阀的喷氨量设定值控制总喷氨量，进行SCR烟气脱硝处理。为解决上述问题，本专利技术还提供了一种SCR烟气脱硝系统控制设备，包括：第一RBF神经网络模块，用于根据锅炉运行参数和SCR烟气脱硝系统的氮氧化物NOx的采样浓度，使用第一RBF神经网络获得锅炉燃烧后生成的NOx的预测值；第二RBF神经网络模块，用于根据所述NOx的预测值和所述SCR烟气脱硝系统的运行参数，使用第二RBF神经网络获得用于进行SCR烟气脱硝的各喷氨阀的喷氨量设定值；DMC控制模块，用于使用基于DMC的喷氨量控制器，按照各喷氨阀的喷氨量设定值控制总喷氨量，进行SCR烟气脱硝处理。本专利技术提供的SCR烟气脱硝系统控制方案中，通过第一RBF神经网络，建立锅炉燃烧可调输入变量(包括锅炉运行参数和SCR烟气脱硝系统的NOx的采样浓度)与脱硝入口处NOx浓度之间的非线性预测模型，从而预测脱硝入口处NOx浓度，为喷氨量的准确计算奠定基础；采用第二RBF神经网络，建立脱硝系统输入输出优化模型，将NOx的预测值和SCR烟气脱硝系统的运行参数等作为网络输入，将喷氨量、脱硝效率作为网络输出来训练神经网络获得优化模型，通过该模型准确获取喷氨量及分布比例，合理调整NH3的浓度场，减少NH3的逃逸率，降低脱硝系统成本，提高脱硝效率。此外，本方案还基于DMC控制喷氨量，以解决传统PID控制器(ProportionIntegrationDifferentiation，比例-积分-微分控制器)不能实现变工况下喷氨量的准确控制的问题。本方案的DMC控制喷氨量与PID控制器相似，根据设定值和过程变量之间的偏差和偏差变化率决定如何最好的控制过程，但与传统PID控制器不同的是，它通过前N个采样值来分析偏差和偏差变化率来实现控制，使控制器可以观察到过程的动态特性，其基于大量历史数据趋势指导控制，可实现对脱硝系统喷氨量的大滞后、强非线性等特点的比较精确控制，保证优化策略实施。可见，本专利技术通过准确预测脱硝入口NOx浓度，控制进入脱硝系统的烟气温度，优化喷氨总量和喷氨阀门的喷氨量，达到了提高反应器中催化剂活性和调整NH3的浓度场分布均匀性，有效解决了电厂锅炉低负荷运行脱硝效率低的问题。该方案可有效提高脱硝效率，降低SCR脱硝系统出口NH3逃逸率，避免锅炉后续设备(例如空预器)的积灰、堵塞，降低NOx排放，提高锅炉脱硝系统的安全性、可靠性、和经济性。附图说明下面，参照附图对本专利技术所涉及的SCR烟气脱硝系统控制方法及设备进行说明。当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本专利技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定，其中：图1是本实施例中的一种SCR烟气脱硝系统控制方法的步骤流程图；图2是本实施例中的一种SCR烟气脱硝系统控制方法的原理图；图3是本实施例中的一种基于DMC控制的脱销系统的控制过程示意图；图4是本实施例中的一种DMC控制器的原理图；图5是本实施例中的一种SCR烟气脱硝系统控制设备的结构框图；图6是本实施例中的另一种SCR烟气脱硝系统控制设备的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚。下面将对本专利技术的技术方案进行清楚完整的描述，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术的实施例，本领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。SCR脱硝是在合适的工作温度(290-430摄氏度)范围内且有氧参与的条件下，还原剂在催化剂作用下有选择性地将烟气中的NOx还原为无毒无污染的N2和H2O的过程。对SCR脱硝系统的优化设计与运行的关键在于如何尽可能保证反应器内烟气的流动场、温度场及反应物的浓度场均匀分布，以确保设计要求的脱硝效率并降低氨气逃逸量。由于SCR脱硝系统的设备结构比较复杂且体型巨大，难以对已投入运行的SCR脱硝系统进行试验研究或采用常规搭建试验台的方法进行研究。但随着计算机技术的发展，人们可以利用计算机工具对SCR脱硝系统进行研究，进一步来优化改善SCR脱硝系统，以为SCR脱硝的还原反应提供最有利的条件，从而提高烟气脱硝效率。为此，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选择性催化还原法SCR烟气脱硝系统控制方法，其特征在于，包括：根据锅炉运行参数和SCR烟气脱硝系统的氮氧化物NOx的采样浓度，使用第一径向基函数RBF神经网络获得锅炉燃烧后生成的NOx的预测值；根据所述NOx的预测值和所述SCR烟气脱硝系统的运行参数，使用第二RBF神经网络获得用于进行SCR烟气脱硝的各喷氨阀的喷氨量设定值；使用基于动态矩阵控制DMC的喷氨量控制器，按照各喷氨阀的喷氨量设定值控制总喷氨量，进行SCR烟气脱硝处理。

【技术特征摘要】
1.一种选择性催化还原法SCR烟气脱硝系统控制方法，其特征在于，包括：
根据锅炉运行参数和SCR烟气脱硝系统的氮氧化物NOx的采样浓度，使用第一径向基函
数RBF神经网络获得锅炉燃烧后生成的NOx的预测值；
根据所述NOx的预测值和所述SCR烟气脱硝系统的运行参数，使用第二RBF神经网络获
得用于进行SCR烟气脱硝的各喷氨阀的喷氨量设定值；
使用基于动态矩阵控制DMC的喷氨量控制器，按照各喷氨阀的喷氨量设定值控制总喷
氨量，进行SCR烟气脱硝处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据锅炉运行参数和SCR烟气脱硝系
统的氮氧化物NOx的采样浓度，使用第一径向基函数RBF神经网络获得锅炉燃烧后生成的
NOx的预测值的步骤包括：
通过所述第一RBF神经网络的输入层获取锅炉运行参数和SCR烟气脱硝系统的NOx的采
样浓度；
通过所述第一RBF神经网络的隐含层，使用径向基函数对所述输入层接收的所述锅炉
运行参数和所述NOx的采样浓度进行变换处理；
通过所述第一RBF神经网络的输出层输出所述变换处理的结果，获得锅炉燃烧后生成
的NOx的预测值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在通过所述第一RBF神经网络的输出层输
出所述变换处理的结果，获得锅炉燃烧后生成的NOx的预测值的步骤之后，还包括：
使用往期NOx测量值对所述NOx的预测值进行修正。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述锅炉运行参数包括：机组负
荷、煤质测量值、一次总风量，各层二次风量、磨煤机出口风温、烟气含氧量、给煤机各层偏
置信号、和前次实测的滞后NOx浓度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述NOx的预测值和所述SCR烟气脱硝
系统的运行参数，使用第二RBF神经网络获得用于进行SCR烟气脱硝的各喷氨阀的喷氨量设
定值的步骤包括：
根据所述NOx的预测值和所述SCR烟气脱硝系统的运行参数，建立正向的SCR...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹金和，齐咏生，李引龙，李智林，
申请(专利权)人：内蒙古瑞特优化科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15