一种SCR脱硝系统均匀性优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种SCR脱硝系统均匀性优化方法，属于烟气处理技术领域，包括以下步骤：(a1)建立SCR脱销反应机理模型，设计NH

【技术实现步骤摘要】
一种SCR脱硝系统均匀性优化方法
本专利技术属于烟气处理
，尤其涉及一种SCR脱硝系统均匀性优化方法。
技术介绍
由于早期对于燃煤电厂烟气污染物排放标准要求较低，长期以来，对燃煤电厂SCR脱硝系统的研究主要关注脱硝原理、催化剂、反应器流场等方面，SCR脱硝系统控制方法的研究没有得到重视。但脱硝系统控制精度不仅决定烟气排放是否达标，也影响着电厂运行成本。SCR烟气脱硝过程中的主要控制量是喷氨量，喷氨量过少会导致烟气中的NOx反应不充分，脱硝后的NOx浓度无法达到国家规定的排放标准，而过量喷氨不仅会增加SCR脱硝系统中氨气浓度，提高副反应速度，导致重新生成NOx，影响脱硝效率，过量喷氨导致的氨逃逸量升高也会造成环境的二次污染。同时，过量的NH3与SO3反应会生成硫酸氢氨等有害副产物，这些副产物会导致催化剂失活和催化剂孔板堵塞，从而降低脱硝效率，也会造成空气预热器积灰堵塞，影响机组的安全运行。因此，在烟气处理
中，对于SCR脱硝系统均匀性优化方法仍存在研究和改进的需求，这也是目前烟气处理
中的一个研究热点和重点，更是本专利技术得以完成的出发点。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种SCR脱硝系统均匀性优化方法，以解决目前氨气浓度难以控制导致脱硝效率低的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种SCR脱硝系统均匀性优化方法，包括以下步骤：(a1)建立SCR脱销反应机理模型，设计NH3覆盖率、出口NH3浓度观测器；(a2)验证控制器的稳定性，计算喷氨总量；(a3)基于最小二乘法建立喷氨阀门与检测点的数据驱动模型，初始化权重系数；(a4)获取SCR烟道出口区取样点结果值与喷氨阀门原始开度；(a5)基于当前阀门开度、检测值和模型计算最优输入调整量，得出最终阀门的建议开度值；(a6)基于建议开度值调整阀门开度，再次检测出口取样点结果，在线迭代权重系数，更新模型。作为一种改进，在步骤(a1)中，基于实际SCR脱销工况，用阿伦尼乌斯公式对各反应中反应物的速率进行定量表示，并利用反应速率方程将各反应物的反应量建立机理模型。作为进一步的改进，在步骤(a1)中，利用李雅普诺夫导数将系统机理模型改写成降阶后的状态方程和输出方程，再利用全阶观测器设计方法，对系统进行观测器设计，并设计观测器增益，保证系统观测器的观测值渐近稳定到系统的实际值，得出氨气覆盖率和出口氨气浓度的观测器。作为进一步的改进，在步骤(a2)中，将系统观测值代入系统机理模型，得到复合状态模型，并结合控制器，利用李雅普诺夫方程验证系统稳定性，得到喷氨总量。作为进一步的改进，在步骤(a3)中，测量不同工况下喷氨阀门与出口NOx浓度检测值的大量数据，通过离线辨识一次性得到未知MIMO系统的传递函数矩阵，利用最小二乘法建立数据驱动模型。作为进一步的改进，在步骤(a4)中，测量各出口检测点的NOx浓度，计算各出口检测点的NOx浓度的偏差值，将出口NOx浓度偏差值代入数据模型中，得到当前各喷氨阀门的理想调整量。作为进一步的改进，在步骤(a6)中，将喷氨阀门按照阀门建议开度值进行调节，等SCR系统内部稳定后，测量下一次的各检测点出口NOx浓度，根据当前检测值与阀门开度，判别数据模型中的权重系数是否能够准确反应当前工况下的输出输入关系，通过增加步长参数或减小步长参数将权重系数进行优化更新，将优化后的权重参数代入数据模型进行更新，并再次计算当前喷氨输入阀门建议开度值，如此迭代直至得出最符合工况的最优数据模型。采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用反馈控制结构，并利用更加先进的非线性控制算法对系统进行控制，保证了系统稳定工作，与传统的比例控制、前馈控制等比较简单的控制方法相比较，本专利技术对于外界扰动应变能力强，系统鲁棒性较高，降低了喷氨调平难度，提高了脱硝效率。(2)本专利技术既保证了实时高效控制，又满足了喷氨调平的实际需求，降低了氨逃逸率。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。本说明书中所引用的如“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。本专利技术提供了一种SCR脱硝系统均匀性优化方法，包括以下步骤：(a1)建立SCR脱销反应机理模型，设计NH3覆盖率、出口NH3浓度观测器；(a2)验证控制器的稳定性，计算喷氨总量；(a3)基于最小二乘法建立喷氨阀门与检测点的数据驱动模型，初始化权重系数；(a4)获取SCR烟道出口区取样点结果值与喷氨阀门原始开度；(a5)基于当前阀门开度、检测值和模型计算最优输入调整量，得出最终阀门的建议开度值；(a6)基于建议开度值调整阀门开度，再次检测出口取样点结果，在线迭代权重系数，更新模型。其中，在步骤(a1)中，基于实际SCR脱销工况，用阿伦尼乌斯公式对各反应中反应物的速率进行定量表示，并利用反应速率方程将各反应物的反应量建立机理模型。其中，在步骤(a1)中，利用李雅普诺夫导数将系统机理模型改写成降阶后的状态方程和输出方程，再利用全阶观测器设计方法，对系统进行观测器设计，并设计观测器增益，保证系统观测器的观测值渐近稳定到系统的实际值，得出氨气覆盖率和出口氨气浓度的观测器。其中，在步骤(a2)中，将系统观测值代入系统机理模型，得到复合状态模型，并结合控制器，利用李雅普诺夫方程验证系统稳定性，得到喷氨总量。其中，在步骤(a3)中，测量不同工况下喷氨阀门与出口NOx浓度检测值的大量数据，通过离线辨识一次性得到未知MIMO系统的传递函数矩阵，利用最小二乘法建立数据驱动模型。其中，在步骤(a4)中，测量各出口检测点的NOx浓度，出口NOx浓度分为AB两通道各八分区，如59，111，53，41，111，32，71，56，57，69，26，58，53，67，80，54(mg/nm3)，计算平均浓度为62.375(mg/nm3)，计算各出口检测点的NOx浓度的偏差值，分别为(59-62.375)＝-3.375mg/nm3；(111-62.375)＝48.625mg/nm3；(53-62.375)＝-9.375mg/nm3；(41-62.375)＝-21.375mg/nm3；(111-62.375)＝48.625mg/nm3；(32-62.375)＝-30.375mg/nm3；(71-62.375)＝8.625mg/nm3；(56-62.375)＝-6.375mg/nm3；(57-62.375)＝-5.375mg/nm3；(69-62.375)＝6.625mg/nm3；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCR脱硝系统均匀性优化方法，其特征在于，包括以下步骤：(a1)建立SCR脱销反应机理模型，设计NH

【技术特征摘要】
1.一种SCR脱硝系统均匀性优化方法，其特征在于，包括以下步骤：(a1)建立SCR脱销反应机理模型，设计NH3覆盖率、出口NH3浓度观测器；(a2)验证控制器的稳定性，计算喷氨总量；(a3)基于最小二乘法建立喷氨阀门与检测点的数据驱动模型，初始化权重系数；(a4)获取SCR烟道出口区取样点结果值与喷氨阀门原始开度；(a5)基于当前阀门开度、检测值和模型计算最优输入调整量，得出最终阀门的建议开度值；(a6)基于建议开度值调整阀门开度，再次检测出口取样点结果，在线迭代权重系数，更新模型。


2.根据权利要求1所述的SCR脱硝系统均匀性优化方法，其特征在于，在步骤(a1)中，基于实际SCR脱销工况，用阿伦尼乌斯公式对各反应中反应物的速率进行定量表示，并利用反应速率方程将各反应物的反应量建立机理模型。


3.根据权利要求2所述的SCR脱硝系统均匀性优化方法，其特征在于，在步骤(a1)中，利用李雅普诺夫导数将系统机理模型改写成降阶后的状态方程和输出方程，再利用全阶观测器设计方法，对系统进行观测器设计，并设计观测器增益，保证系统观测器的观测值渐近稳定到系统的实际值，得出氨气覆盖率和出口氨气浓度的观测器。


4.根据权利要求3所述的SCR脱硝系统均匀性优...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓东，刘炳军，
申请(专利权)人：山东微立方信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37