防止尿素过量喷射的SCR脱硝系统控制方法技术方案

一种防止尿素过量喷射的SCR脱硝系统控制方法,包括如下步骤：步骤1.检测排气口处的氮氧化物浓度，小于浓度设定值则进入PID模式，否则进入步骤2；步骤2.控制尿素喷射速度，使其随时间增加而增加，检测排气口处的氮氧化物浓度，如果氮氧化物浓度随时间增加而降低，则进入PID模式；否则进入步骤3；步骤3.降低尿素喷射速度，检测排气口处的氮氧化物浓度，直至氮氧化物浓度小于浓度设定值后，进入PID模式。本发明专利技术通过开环控制与闭环PID模式结合控制，可以对尿素过量喷射状态进行纠正，使控制模式始终朝设定的最低氮氧化物浓度方向进行控制，避免氮氧化物浓度的连续异常升高。

Control method of SCR denitration system to prevent urea from excessive injection

A control method of SCR denitrification system for preventing the excessive injection of urea includes the following steps: step 1. test the nitrogen oxide concentration at the exhaust port and enter the PID mode less than the concentration setting value, or enter step 2; step 2. control the urea jet speed, and increase the nitrogen oxide at the exhaust port to detect the nitrogen oxides at the exhaust port. The concentration, if the nitrogen oxide concentration decreases with time, enters the PID mode; otherwise, it enters step 3; step 3. reduces the rate of urea injection and detects the nitrogen oxide concentration at the exhaust port until the nitrogen oxide concentration is less than the concentration setting value and enters the PID mode. Through the combined control of open loop control and closed loop PID mode, the invention can correct the excessive injection state of urea, so that the control mode is always controlled in the direction of the minimum nitrogen oxide concentration set, so as to avoid the continuous abnormal increase of the nitrogen oxide concentration.

【技术实现步骤摘要】
防止尿素过量喷射的SCR脱硝系统控制方法
本专利技术属于化工
，涉及SCR脱硝技术，具体涉及一种防止尿素过量喷射的SCR脱硝系统控制方法。
技术介绍
SCR脱硝是目前最成熟的烟气脱硝技术,它是一种炉后脱硝方法,利用还原剂NH3或尿素在金属催化剂作用下,选择性地与NOx反应生成N2和H2O。世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR2种。此2种方法都是利用氨对NOx的还原功能,在催化剂的作用下将NOx(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水,还原剂为NH3。SCR方法脱硝效率高，价格相对低廉，广泛应用在国内外工程中，成为发电厂烟气脱硝的主流技术。目前，尿素喷射系统是SCR脱硝系统中最为核心的部分，尿素泵喷射的控制技术的优良与否，直接决定了脱硝的效率及脱硝参数运行的稳定型。由PID(比例-积分-微分控制)反馈控制技术可知，当PID功能刚投入系统运行时，偏差e（t）如果较大，系统的控制输出量U就越大，执行机构正向动作的响应速率越快，使得反馈值与目标值的偏差快速缩小，从而快速达到系统运行的稳定性。但是，由于尿素溶液的特殊性，即喷射雾化的尿素在过多时会导致反应物质的过度饱和，氮氧化物反而反应不完全，使得传感器测量的氮氧浓度值更高，输入偏差更大，如图1所示，尿素喷射速度与氮氧化物浓度曲线存在一个转折点，在尿素过量喷射的情况下，PID反馈控制技术难以实现控制目的。
技术实现思路
为克服现有技术存在的技术缺陷，本专利技术公开了一种防止尿素过量喷射的SCR脱硝系统控制方法。本专利技术所述防止尿素过量喷射的SCR脱硝系统控制方法,,包括如下步骤：步骤1.开机进入PID模式，在PID模式下，设定一个浓度预期值，比较浓度预期值与浓度设定值，选择其中较大的一个值作为PID模式下对氮氧化物浓度的控制目标；所述浓度设定值为与工作条件相关的参数；步骤2.控制尿素喷射速度，使其随时间增加而增加，检测排气口处的氮氧化物浓度，如果氮氧化物浓度随时间增加而降低，则维持在PID模式下；否则进入步骤3；进入PID模式后，将尿素喷射速度最终限制在速度设定值以下；步骤3.持续降低尿素喷射速度，检测排气口处的氮氧化物浓度，直至氮氧化物浓度小于浓度设定值，再返回PID模式。优选的，所述速度设定值VM=Vbset+D1，其中Vbset为不同工作条件下排气口处达到最低氮氧化物浓度时对应的尿素喷射速度，D1为一个设定的裕量值。优选的，所述浓度设定值Cmnox=Cnox+D2，其中Cnox为不同工作条件下排气口处可以达到的最低氮氧化物浓度，D2为一个设定的裕量值。进一步的，所述不同工作条件为不同的发电机输出功率。进一步的，所述PID模式的控制目标为浓度设定值。采用本专利技术所述防止尿素过量喷射的SCR脱硝系统控制方法，通过开环控制与闭环PID模式结合控制，可以对尿素过量喷射状态进行纠正，使控制模式始终朝设定的最低氮氧化物浓度方向进行控制，避免过量状态下的正反馈造成氮氧化物浓度的连续异常升高。附图说明图1为
技术介绍
中所述尿素喷射速度与氮氧化物浓度曲线示意图；图2为实测某发电机在不同功率下取得排放物最低氮氧化物浓度与尿素喷射速度曲线示意图；图3为实测某发电机不同功率与排放物最低氮氧化物浓度曲线示意图；图4为本专利技术所述防止尿素过量喷射的SCR脱硝系统控制方法的一种具体实施方式流程示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。如图1所示，在尿素喷射速度大于转折点后，由于尿素过量喷射状态下导致继续增加尿素喷射不但不能减少氮氧化物排放，反而会使氮氧化物排放大幅增加，传统的PID模式对其无法进行有效控制，定义图1中穿越转折点的直线左侧为线性工作区，右侧为非线性工作区。为克服传统控制方式的缺陷，本专利技术公开了一种防止尿素过量喷射的SCR脱硝系统控制方法,包括如下步骤：步骤1.开机进入PID模式，在PID模式下，设定一个浓度预期值，比较浓度预期值与浓度设定值，选择其中较大的一个值作为PID模式下对氮氧化物浓度的控制目标；所述浓度设定值为与工作条件相关的参数；步骤2.控制尿素喷射速度，使其随时间增加而增加，检测排气口处的氮氧化物浓度，如果氮氧化物浓度随时间增加而降低，则维持在PID模式下；否则进入步骤3；进入PID模式后，将尿素喷射速度最终限制在速度设定值以下；步骤3.持续降低尿素喷射速度，检测排气口处的氮氧化物浓度，直至氮氧化物浓度小于浓度设定值，再返回PID模式。以将本专利技术具体应用在火力发电机组为例，火力发电站燃烧煤产生水蒸气推动发电，对于不同的发电功率，可以通过前期实测取得发电功率与对应的气体排放口处可以达到的最低氮氧化物浓度，尿素的喷射速度与排放气体的氮氧化物浓度密切相关，对于不同发电功率取得最低氮氧化物浓度时，可以检测到此时对应的尿素喷射速度。在某实际烟气排放装置中，系统采用外部直接调节尿素喷射速度模式下，随着尿素喷射速度的增加，氮氧化物的反应消耗量增加，排放的氮氧化物浓度减小，记录下最低氮氧化物浓度时对应的反馈值，对于不同的发电机功率，重复上述步骤，这样就得到一个关于尿素喷射量的最佳反应效率曲线。如图1所示，根据图1曲线，可以得到不同发电机功率下的尿素最佳喷射量：Vbset=K1*P其中K1为图1中的曲线参数，P表示发电机功率。图2为对应的发电机功率-最低氮氧化物浓度曲线。由图2可得在不同发电机功率下进行喷射时获得最低氮氧化物浓度：Cnox=1/K2*P其中K2为图2中的曲线参数，P表示发电机功率。由此可见，最低氮氧化物浓度和对应的尿素喷射速度均只与发电机功率有关，在发电机功率不变的情况，调节氮氧化物浓度只需要调节尿素喷射速度即可。本专利技术在运行时，首先检测检测排气口处的氮氧化物浓度，小于浓度设定值则认为发电机工作在图1所示转折点的左侧线性工作区，此时PID模式可以进行调节，系统进入PID模式即传统的PID模式控制。步骤1中首先设定一个浓度预期值C预期，比较浓度预期值C预期与浓度设定值CMNOX，选择其中较大的一个值作为PID模式下对氮氧化物浓度的控制目标。浓度预期值通常为一个外部指标，例如根据电厂排污要求所设定的期望值。选择一个较大值作为PID模式的控制目标，控制过程稳定，不会频繁更换控制模式。如果氮氧化物浓度大于浓度设定值，则需要进一步判断是否工作在线性工作区，控制尿素喷射速度，使其随时间增加而增加，检测排气口处的氮氧化物浓度，如果氮氧化物浓度随时间增加而降低，则符合图1中的线性工作区特征，进入PID模式，进入PID模式后，尿素喷射速度应最终限制在速度设定值以下。如果氮氧化物浓度随尿素喷射速度增加而增加，说明此时发电机工作在图1所示的非线性工作区，PID模式不再起作用。控制系统进入开环手动控制模式，不再增加尿素喷射速度，转而降低尿素喷射速度，直接控制尿素泵的喷射速度，并随时检测排气口处的氮氧化物浓度，直至氮氧化物浓度小于浓度设定值，同时在尿素喷射速度低于速度设定值后，再操作系统进入PID模式。可以根据图1和图2的曲线选择发电机功率对应的尿素喷射速度和氮氧化物浓度作为速度设定值和浓度设定值。也可以重新设定速度设定值VM=Vbset+D1；浓度设定值Cmnox=Cnox+D2，D1，D2为可调整的大于零的速度和浓度裕量值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.防止尿素过量喷射的SCR脱硝系统控制方法, 其特征在于,包括如下步骤：步骤1.开机进入PID模式，在PID模式下，设定一个浓度预期值，比较浓度预期值与浓度设定值，选择其中较大的一个值作为PID模式下对氮氧化物浓度的控制目标；所述浓度设定值为与工作条件相关的参数；步骤2.控制尿素喷射速度，使其随时间增加而增加，检测排气口处的氮氧化物浓度，如果氮氧化物浓度随时间增加而降低，则维持在PID模式下；否则进入步骤3；进入PID模式后，将尿素喷射速度最终限制在速度设定值以下；步骤3.持续降低尿素喷射速度，检测排气口处的氮氧化物浓度，直至氮氧化物浓度小于浓度设定值，再返回PID模式。

【技术特征摘要】
1.防止尿素过量喷射的SCR脱硝系统控制方法,其特征在于,包括如下步骤：步骤1.开机进入PID模式，在PID模式下，设定一个浓度预期值，比较浓度预期值与浓度设定值，选择其中较大的一个值作为PID模式下对氮氧化物浓度的控制目标；所述浓度设定值为与工作条件相关的参数；步骤2.控制尿素喷射速度，使其随时间增加而增加，检测排气口处的氮氧化物浓度，如果氮氧化物浓度随时间增加而降低，则维持在PID模式下；否则进入步骤3；进入PID模式后，将尿素喷射速度最终限制在速度设定值以下；步骤3.持续降低尿素喷射速度，检测排气口处的氮氧化物浓度，直至氮氧化物浓度小于浓度设定值，再返回PID模式。2.如权利要求1所述的防止尿素过量喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曾甫，李家琛，杨全坤，杨和平，
申请(专利权)人：成都市润天祥环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51