一种基于多变量校正的脱硝喷氨控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于多变量校正的脱硝喷氨控制方法，属于火力发电机组脱硝系统喷氨控制技术领域，解决了现有技术中SCR系统出口NOx波动剧烈的问题。包括：实时获取脱硝系统仪表的测量数据及工况信息；构建SCR脱硝系统入口NOx含量预测模型，预测当前时刻SCR系统入口的NOx含量；基于上述预测的SCR系统入口的NOx含量及测量数据，进行喷氨量前馈控制和预测矫正，生成当前时刻喷氨量控制指令，控制喷氨调阀，调节喷氨量。本发明专利技术通过SCR入口脱硝系统NOx含量精确预测模型和智能前馈控制方法在保证烟气NOx排放满足环保指标的前提下，大幅减少SCR脱硝系统出口NOx的波动和空间上的偏差，提高出口NOx平均值，减少喷氨量，降低氨逃逸水平，降低脱硝成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多变量校正的脱硝喷氨控制方法
本专利技术涉及火力发电机组脱硝系统喷氨控制
，尤其涉及一种基于多变量校正的脱硝喷氨控制方法。
技术介绍
长期以来人们对SCR(SelectiveCatalyticReduction，选择性催化还原法)脱硝系统的研究主要集中在其物理原理、设备结构和运行方式方面，尚未开展脱硝自动控制策略的研究，而脱硝系统的自动控制品质与电厂的长期运行成本密切相关。由于脱硝被控对象(NH3流量-烟囱入口NOx浓度)的响应纯延迟时间接近3min，整个响应过程长达十几分钟，是典型的大滞后被控对象，而且SCR脱硝过程本身就是一个复杂的非线性化学反应过程，并随着催化剂的不断消耗，脱硝被控过程的动态特性会发生较大的变化。因此，采用简单的PID控制(比例-积分-微分控制器)方案很难取得理想的控制品质。目前，对于氨喷射系统控制方面的研究，也主要集中在对现有的控制系统进行优化。比如：1.引入负荷前馈，增强变负荷时控制系统的及时性，以及整定控制器中的比例积分控制参数，使得出口氮氧化物的浓度随着负荷的变化而变化，从而增强变负荷时控制系统的稳定性。但这种方法只是将负荷这一影响因素加入了控制过程，其他影响因素仍未考虑；2.依靠建立严格的数学模型应用现代控制理论的方法优化喷氨过程，此种方法不适合工程实际应用；3.应用混结构径向基函数神经网络方法控制氨喷射系统中的喷氨量，通过建立氨氮比和进出口NOx(氮氧化物)的广义数学模型，此结构具有一定的动态调整能力，但是隐含层的神经元个数选择为固定值，不能保证所选择的隐含层个数是最优值；4.基于模型来预测控制氨喷射系统的喷氨量，但釆用的是几个固定负荷点上的数据来建立模型，与控制系统实际运行情况存在较大偏差。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于多变量校正的脱硝喷氨控制方法，用以解决现有技术中因SCR系统入口和出口NOx测量滞后巨大，使得喷氨控制回路无法适应脱硝过程非线性、大滞后和快时变的特点造成的出口NOx波动剧烈的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：提供了一种基于多变量校正的脱硝喷氨控制方法，包括以下步骤：实时获取SCR脱硝系统仪表的测量数据、及发电机组的工况信息；构建SCR脱硝系统入口NOx含量预测模型，并根据上述发电机组的工况信息预测当前时刻SCR脱硝系统入口的NOX含量；基于上述预测的当前时刻SCR脱硝系统入口的NOX含量及SCR脱硝系统仪表的测量数据，进行喷氨量前馈控制与预测矫正，生成当前时刻喷氨量控制指令；根据上述喷氨量控制指令，控制喷氨调阀，调节喷氨量。本专利技术有益效果如下：本专利技术通过SCR入口NOx精确预测模型和超弛模型的智能前馈控制方法可以很好地解决由于脱硝过程的大滞后性、复杂性和非线性带来的问题，在保证烟气NOx排放满足环保指标的前提下，大幅减少出口NOx的波动和空间上的偏差，提高出口NOx平均值，减少喷氨量，降低氨逃逸水平，降低脱硝成本。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，所述进行喷氨量前馈控制包括：通过SCR脱硝系统出口NOx含量设定值、SCR脱硝系统入口NOx含量预测模型、SCR脱硝系统入口NOx含量实际值进行喷氨量前馈控制。进一步，还包括：根据实时获得的SCR脱硝系统出口的氨逃逸率对SCR脱硝系统出口NOx含量设定值进行校正。进一步，所述进行喷氨量预测矫正包括：SCR脱硝系统出口NOx含量设定值与SCR脱硝系统出口NOx含量反馈值进行偏差计算，进而进行喷氨量预测矫正；在不同机组负荷下，进行喷氨量扰动试验，获得SCR脱硝系统出口NOX含量的动态特性，根据上述动态特性，通过实时获取的SCR脱硝系统出口的NOX含量反馈值的波动趋势对喷氨量预测矫正。采用上述进一步方案的有益效果是：本专利技术采取了基于SCR出口氨逃逸闭环校正对喷氨控制过程进行优化，即将脱硝出口的氨逃逸率加入喷氨量校正环节，可以有效降低出口氨逃逸率和喷氨量。由此优化可以实现氨逃逸率相对优化前降低3ppm以上。进一步，所述进行喷氨量预测矫正还包括：通过分析机组不同负荷下，SCR脱硝系统出口烟气中NO和NO2的比例分配，确定出不同负荷工况下合理的氨氮摩尔比，调整喷氨量，防止冒黄烟现象的发生。进一步，机组负荷、风量、煤量作为输入参数构建SCR脱硝系统入口NOx含量预测模型。进一步，所述构建SCR脱硝系统入口NOx含量预测模型，并根据上述发电机组的工况信息预测当前时刻SCR脱硝系统入口的NOX含量，包括：通过SPSS对发电机组的工况信息数据筛选处理，提取主成分；结合粒子群优化算法寻找最优参数，获得最优参数组合；通过SVM预测模型，预测当前时刻SCR脱硝系统入口的NOx含量。进一步，所述根据实时获得的SCR脱硝系统出口的氨逃逸率对SCR脱硝系统出口NOx含量设定值进行校正，包括：实时测量SCR脱硝系统两侧烟道的氨逃逸率和脱硝效率；比较上述两侧烟道的氨逃逸率和脱硝效率，对氨逃逸率较高的一侧烟道进行出口NOx设定值校正。进一步，还包括：利用SCR脱硝系统入口NOx含量实际值对SCR脱硝系统入口NOx含量预测模型进行校正。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例中基于多变量校正的脱硝喷氨控制流程图；图2为本专利技术实施例中SCR脱硝系统出口NOx含量设定值校正流程图；图3为本专利技术实施例中混合SPSS-PSO-SVMSCR脱硝系统入口的NOX含量预测流程图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术的一个具体实施例，公开了一种基于多变量校正的脱硝喷氨控制方法，如图2所示，包括以下步骤：步骤S1、实时获取SCR脱硝系统仪表的测量数据、及发电机组的工况信息；步骤S2、构建SCR脱硝系统入口NOx含量预测模型，并根据上述发电机组的工况信息预测当前时刻SCR脱硝系统入口的NOX含量；步骤S3、基于上述预测的当前时刻SCR脱硝系统入口的NOX含量及SCR脱硝系统仪表的测量数据，进行喷氨量前馈控制与预测娇正，生成当前时刻喷氨量控制指令；步骤S4、根据上述喷氨量控制指令，控制喷氨调阀，调节喷氨量。与现有技术相比，本实施例提供的基于多变量校正的脱硝喷氨控制方法，通过SCR入口NOx精确预测模型和智能前馈控制方法可以很好地解决由于脱硝过程的大滞后性、复杂性和非线性带来的问题，在保证烟气NOx排放满足环保指标的前提下，大幅减少出口NOx的波动和空间上的偏差，提高出口NOx平均值，减少喷氨量，降低氨逃逸水平，降低脱硝成本。基于理论计算和数值模拟结果，本实施例方法可以使脱硝出口NOx波动相对优化前降低20％以上，使总喷氨量相对优化前降低4％以上。具体来说，在步骤S1中，实时获取SCR脱硝系统仪表的测量数据、及发电机组的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多变量校正的脱硝喷氨控制方法，其特征在于，包括以下步骤：实时获取SCR脱硝系统仪表的测量数据、及发电机组的工况信息；构建SCR脱硝系统入口NOx含量预测模型，并根据上述发电机组的工况信息预测当前时刻SCR脱硝系统入口的NOX含量；基于上述预测的当前时刻SCR脱硝系统入口的NOX含量及SCR脱硝系统仪表的测量数据，进行喷氨量前馈控制与预测矫正，生成当前时刻喷氨量控制指令；根据上述喷氨量控制指令，控制喷氨调阀，调节喷氨量。

【技术特征摘要】
1.一种基于多变量校正的脱硝喷氨控制方法，其特征在于，包括以下步骤：实时获取SCR脱硝系统仪表的测量数据、及发电机组的工况信息；构建SCR脱硝系统入口NOx含量预测模型，并根据上述发电机组的工况信息预测当前时刻SCR脱硝系统入口的NOX含量；基于上述预测的当前时刻SCR脱硝系统入口的NOX含量及SCR脱硝系统仪表的测量数据，进行喷氨量前馈控制与预测矫正，生成当前时刻喷氨量控制指令；根据上述喷氨量控制指令，控制喷氨调阀，调节喷氨量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SCR脱硝系统仪表的测量数据包括：SCR脱硝系统入口的NOX含量实际值、SCR脱硝系统出口的氨逃逸率、SCR脱硝系统出口的NOX含量反馈值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行喷氨量前馈控制包括：通过SCR脱硝系统出口NOx含量设定值、SCR脱硝系统入口NOx含量预测模型、SCR脱硝系统入口NOx含量实际值进行喷氨量前馈控制。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：根据实时获得的SCR脱硝系统出口的氨逃逸率对SCR脱硝系统出口NOx含量设定值进行校正。5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述进行喷氨量预测矫正包括：SCR脱硝系统出口NOx含量设定值与SCR脱硝系统出口NOx含量反馈值进行偏差计算，进而进行喷氨量预测矫正；在不同机组负荷下，进行喷氨量扰动试验，获得SCR脱硝系统出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：周飞，丁旭春，钱勇武，陈宏伟，李俊，钟治锟，钱强，刘洲，宜清正，钱能，范潇，李小岗，
申请(专利权)人：江苏国信靖江发电有限公司，北京新叶能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32