一种基于串级变参数脱硝自动控制方法技术

本发明专利技术提供一种基于串级变参数脱硝自动控制方法，包括以下步骤：调节反应器出口NOx标态值，通过反应器出口NOx设定值和测量值的差值计算出所需氨气流量的变化量；调节所喷射的氨气流量，利用氨氮摩尔比原理，控制系统根据当前的烟气流量、SCR入口NOx浓度和设定氨氮摩尔比计算出氨气流量，然后加上主调计算出的氨气流量的变化量做为副调的设定值，氨气流量设定值与实际氨气流量差值计算出阀门开度，副调为粗调，快速响应入口NOx变化和烟气流量的变化；CEMS仪表自动标定；喷氨自动控制回路设置安全措施；当反应器跳闸、烟气温度低于300℃或喷氨关断阀已关时强制关闭对应的喷氨调节阀。解决了脱硝反应系统有大滞后、有自平衡等特性给控制系统带来的影响。

An Automatic Control Method of Denitrification Based on Cascade Variable Parameters

The invention provides an automatic control method for denitrification based on cascade variable parameters, which includes the following steps: adjusting the NOx standard value at the outlet of the reactor, calculating the required ammonia flow rate by the difference between the NOx set value and the measured value at the outlet of the reactor, adjusting the ammonia flow rate injected, and using the principle of ammonia-nitrogen molar ratio, controlling the system according to the current flue gas flow rate, the NOx concentration at the inlet of SCR and Set the molar ratio of ammonia to nitrogen to calculate the ammonia flow rate, and then add the change of the ammonia flow rate calculated by the main regulation as the setting value of the secondary regulation. The difference between the set value of the ammonia flow rate and the actual ammonia flow rate can calculate the opening of the valve. The secondary regulation can be roughly adjusted to quickly respond to the change of the inlet NOx and the flue gas flow; the automatic calibration of the CEMS instrument; the safety measures for the automatic control loop of ammonia injection; When the device trips, the flue gas temperature is below 300 C or the ammonia injection shutoff valve is closed, the corresponding ammonia injection control valve is forced to close. It solves the problem that the denitrification reaction system has the characteristics of large lag and self-balancing, which brings the influence to the control system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于串级变参数脱硝自动控制方法
本专利技术属于脱硝自动控制
，具体涉及一种基于串级变参数脱硝自动控制方法。
技术介绍
目前大容量火电机组基本采用SCR脱硝装置，自动投入率和投入效果均不理想，单回路控制策略适应不了脱硝系统喷氨、SCR反应、出口NOx的变化整个控制系统具有延迟、大滞后等特性。存在以下问题：一、整个控制系统抗干扰性差，在负荷波动引起入口NOx浓度、烟气流量扰动，就会对整个控制系统带来很大的扰动，烟囱入口NOx超标；二、单回路控制系统，PID调节超调现象严重，反应器出口氨逃逸偏大，氨耗高，增加运行成本，且逃逸的氨在空预器中与SO3生成硫酸氢氨，由于硫酸氢氨物理性质较粘，吸附烟气中的灰尘，附着在空预器换热板上，造成空预器堵塞，严重影响机组的正常运行；三、单回路调节系统参数简单且为定值，不能适应工况的变动和系统的扰动，PID始终处在调节状态，执行器动作频繁，增加执行器的故障率和设备缺陷率，缩短执行器的使用寿命；四、脱硝CEMS系统气体分析仪容易出现零点漂移，为了保证分析仪零点准确性，分析仪每隔两个小时利用空气对零点进行自动标定，自动标定时间为10min，在此期间分析仪表参数的测量保持在标定前值，此时仪表显示NOx值不能够反应实际烟气中NOx的变化，NOx参与调解没有实际意义，自动标定结束后仪表恢复正常测量值与仪表保持值存在偏差，引起控制系统扰动。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于串级变参数脱硝自动控制方法，使脱硝自动投入率和投入效果得到很大程度的改善，降低运行人员工作量，降低了氨逃逸，保证了空预器进出口差压。本专利技术的技术方案是：一种基于串级变参数脱硝自动控制方法，包括以下步骤：1）调节反应器出口NOx标态值，通过反应器出口NOx设定值和测量值的差值计算出所需氨气流量的变化量；2）调节所喷射的氨气流量，利用氨氮摩尔比原理，控制系统根据当前的烟气流量、SCR入口NOx浓度和设定氨氮摩尔比计算出氨气流量，然后加上主调计算出的氨气流量的变化量做为副调的设定值，氨气流量设定值与实际氨气流量差值计算出阀门开度，副调为粗调，快速响应入口NOx变化和烟气流量的变化；3）CEMS仪表自动标定，系统每过两个小时利用空气对分析仪表的零位进行自动标定，自动标定时间为10min，在此期间分析仪表参数的测量保持在标定前值；4）喷氨自动控制回路设置安全措施；5）当反应器跳闸、烟气温度低于300℃或喷氨关断阀已关时强制关闭对应的喷氨调节阀。方案进一步地，所述步骤1）中反应器出口NOx设定值在20mg/Nm3～40mg/Nm3之间，设定反应器出口NOx与其设定值偏差为emg/Nm3，∣e∣>8mg/Nm3时，比例带200，积分时间250，调节器参数强，尽快减小偏差；4mg/Nm3<∣e∣<8mg/Nm3时，比例带260，积分时间350，调节器参相对弱，进行正常调整；∣e∣<4mg/Nm3时，比例带360，积分时间450，调节器参数很弱，维持氨气流量，使SCR反应完全，系统自动平衡。方案进一步地，所述步骤3）中仪表标定是脱硝A、B侧反应器出入口4块分析仪自动标定的时间设置相差半小时，当A侧入口分析仪自动标定时，A侧入口NOx依据B侧入口NOx变化来调节，记录自动标定前A侧入口NOx与B侧入口NOx比值，在A侧入口分析仪自动标定时，A侧入口NOX等于记录比值乘以B侧入口NOx比值，这样也能反应真实A侧入口NOx变化；当出入口分析仪自动标定时，出口NOx依据同侧入口NOx变化来调节，记录自动标定前出口NOx与同侧入口NOx比值，在出口分析仪自动标定时，出口NOx等于记录比值乘以同侧入口NOx，这样也能反应真实出口NOx变化。方案进一步地，所述步骤4）中的安全措施包括：1、当出口NOx浓度大于45mg/Nm3时，执行机构的手操器将闭锁关指令；2、设置喷氨调节阀指令上限90%，下限10%。为了防止积分饱和，副调节器输出上限90%，下限10%，主调节器输出上限88t/h，下限20t/h，阀门开至90%时，氨气流量88t/h，阀门开至10%时，氨气流量20t/h；3、合理设置调节阀切手动条件，任意条件触发，调节阀切至手动并软光字报警提醒运行人员。方案进一步地，所述合理设置调节阀且手动条件是：a、反应器入口NOx坏点；b、反应器出口NOx坏点；c、氨气流量坏点；d、调节阀指令与反馈偏差值大于10%；e、出口NOx设定值与测量值偏差大于25mg/Nm3；f、脱硝反应器跳闸。本专利技术的优点是：串级变参数和理论氨气流量作为副调的串级控制策略的使用，解决了脱硝反应系统有大滞后、有自平衡等特性给控制系统带来的影响，加强控制系统抗扰能力，使喷氨自动控制系统可以稳定投入，投入率提高至90%以上，大幅度的减少了氨气消耗量，也保证了空预器、电除尘的正常运行，减低运行人员操作强度，减少了脱硝超排时间，保证了机组的安全经济运行。具体实施方式下面对本专利技术做清楚完整的描述，以使本领域的技术人员在不需要作出创造性劳动的条件下，能够充分实施本专利技术。本专利技术的具体实施方式是：一种基于串级变参数脱硝自动控制方法，包括以下步骤：1）调节反应器出口NOx标态值，通过反应器出口NOx设定值和测量值的差值计算出所需氨气流量的变化量；2）调节所喷射的氨气流量，利用氨氮摩尔比原理，控制系统根据当前的烟气流量、SCR入口NOx浓度和设定氨氮摩尔比计算出氨气流量，然后加上主调计算出的氨气流量的变化量做为副调的设定值，氨气流量设定值与实际氨气流量差值计算出阀门开度，副调为粗调，快速响应入口NOx变化和烟气流量的变化；3）CEMS仪表自动标定，系统每过两个小时利用空气对分析仪表的零位进行自动标定，自动标定时间为10min，在此期间分析仪表参数的测量保持在标定前值；4）喷氨自动控制回路设置安全措施；5）当反应器跳闸、烟气温度低于300℃或喷氨关断阀已关时强制关闭对应的喷氨调节阀。进一步地，所述步骤1）中反应器出口NOx设定值在20mg/Nm3～40mg/Nm3之间，设定反应器出口NOx与其设定值偏差为emg/Nm3，∣e∣>8mg/Nm3时，比例带200，积分时间250，调节器参数强，尽快减小偏差；4mg/Nm3<∣e∣<8mg/Nm3时，比例带260，积分时间350，调节器参相对弱，进行正常调整；∣e∣<4mg/Nm3时，比例带360，积分时间450，调节器参数很弱，维持氨气流量，使SCR反应完全，系统自动平衡。进一步地，所述步骤3）中仪表标定是脱硝A、B侧反应器出入口4块分析仪自动标定的时间设置相差半小时，当A侧入口分析仪自动标定时，A侧入口NOx依据B侧入口NOx变化来调节，记录自动标定前A侧入口NOx与B侧入口NOx比值，在A侧入口分析仪自动标定时，A侧入口NOX等于记录比值乘以B侧入口NOx比值，这样也能反应真实A侧入口NOx变化；当出入口分析仪自动标定时，出口NOx依据同侧入口NOx变化来调节，记录自动标定前出口NOx与同侧入口NOx比值，在出口分析仪自动标定时，出口NOx等于记录比值乘以同侧入口NOx，这样也能反应真实出口NOx变化。进一步地，所述步骤4）中的安全措施包括：1、当出口NOx浓度大于45mg/Nm3时，执行机构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于串级变参数脱硝自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1）调节反应器出口NOx标态值，通过反应器出口NOx设定值和测量值的差值计算出所需氨气流量的变化量；2）调节所喷射的氨气流量，利用氨氮摩尔比原理，控制系统根据当前的烟气流量、SCR 入口NOx 浓度和设定氨氮摩尔比计算出氨气流量，然后加上主调计算出的氨气流量的变化量做为副调的设定值，氨气流量设定值与实际氨气流量差值计算出阀门开度，副调为粗调，快速响应入口NOx变化和烟气流量的变化；3）CEMS仪表自动标定，系统每过两个小时利用空气对分析仪表的零位进行自动标定，自动标定时间为10min，在此期间分析仪表参数的测量保持在标定前值；4）喷氨自动控制回路设置安全措施；5）当反应器跳闸、烟气温度低于300℃或喷氨关断阀已关时强制关闭对应的喷氨调节阀。

【技术特征摘要】
1.一种基于串级变参数脱硝自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1）调节反应器出口NOx标态值，通过反应器出口NOx设定值和测量值的差值计算出所需氨气流量的变化量；2）调节所喷射的氨气流量，利用氨氮摩尔比原理，控制系统根据当前的烟气流量、SCR入口NOx浓度和设定氨氮摩尔比计算出氨气流量，然后加上主调计算出的氨气流量的变化量做为副调的设定值，氨气流量设定值与实际氨气流量差值计算出阀门开度，副调为粗调，快速响应入口NOx变化和烟气流量的变化；3）CEMS仪表自动标定，系统每过两个小时利用空气对分析仪表的零位进行自动标定，自动标定时间为10min，在此期间分析仪表参数的测量保持在标定前值；4）喷氨自动控制回路设置安全措施；5）当反应器跳闸、烟气温度低于300℃或喷氨关断阀已关时强制关闭对应的喷氨调节阀。2.根据权利要求1所述的一种基于串级变参数脱硝自动控制方法，其特征在于，所述步骤1）中反应器出口NOx设定值在20mg/Nm3～40mg/Nm3之间，设定反应器出口NOx与其设定值偏差为emg/Nm3，∣e∣>8mg/Nm3时，比例带200，积分时间250，调节器参数强，尽快减小偏差；4mg/Nm3<∣e∣<8mg/Nm3时，比例带260，积分时间350，调节器参相对弱，进行正常调整；∣e∣<4mg/Nm3时，比例带360，积分时间450，调节器参数很弱，维持氨气流量，使SCR反应完全，系统自动平衡。3.根据权利要求1所述的一种基于串级变参数脱硝自动控制方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨作栋，何理智，党阿娟，周冬梅，王宏家，
申请(专利权)人：大唐陕西发电有限公司，大唐宝鸡热电厂，
类型：发明
国别省市：陕西,61