一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法及系统，涉及火力发电厂燃煤锅炉烟气脱硝技术领域，根据负荷变化、炉膛氧量偏差、SCR入口NOx含量的变化，实时生成多因子综合补偿值；利用多因子综合补偿值，对典型脱硝控制方法的喷氨量生成值进行补偿，输入到典型脱硝控制回路中的喷氨调门PID控制器，得到喷氨调门开度；将多因子综合补偿值转换为喷氨调门的开度变化量；基于喷氨调门开度和开度变化量，得到最终的喷氨调门开度，对锅炉脱硝喷氨量进行实时控制；本发明专利技术通过对根据均匀烟气流场理论建立的典型脱硝控制回路进行补偿改进，动态、实时、准确调整喷氨调门的开度，确保锅炉在工况变动条件下实现高效的脱硝效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法及系统


[0001]本专利技术属于火力发电厂燃煤锅炉烟气脱硝
，尤其涉及一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]电厂锅炉选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术，通过还原剂氨气NH3，在适当的温度并有催化剂存在的条件下，将氮氧化物NOx转化为氮气和水，从而对烟气中的氮氧化物NOx进行控制；由于SCR烟气脱硝技术成熟、对锅炉运行影响较小、无副产品、脱硝效率高等优点，在电厂烟气脱硝中得到广泛的应用。
[0004]SCR原理是将还原剂喷入燃烧产生的烟气中，两者在反应器中进行充分接触；在催化剂的作用下，还原剂氨气NH3优先选择性地与烟气中的氮氧化物NOx反应，将烟气中的氮氧化物NOx还原为无毒的氮气和水，其主要反应式为：
[0005]4NH3+4NO+O2→
4N2+6H2O(10
[0006]4NH3+2NO2+O2→
3N2+6H2O(2)
[0007]烟气中的氮氧化物NOx主要由NO和NO2组成，其中，NO体积约占NOx总体积的95％，NO2体积约占总体积的5％；因此，化学反应式(1)是脱硝反应的主要反应方程式。
[0008]脱硝系统运行时关键的动态参数为喷氨量，喷氨量即氨气(NH3)的喷入量是根据脱硝装置出口氮氧化物浓度及运行控制要求的脱硝效率计算出喷氨量，通过实时调整喷氨调节阀的开度，确保烟气脱硝效率满足要求。
[0009]脱硝控制难点在于SCR脱硝被控对象是一个大滞后、时变过程，滞后环节主要表现在两个方面：一方面，从喷氨调节阀动作到氨气和烟气中NOx进行催化还原反应存在滞后，另一方面，NOx相关信号的测量及反馈过程存在较长时间的滞后，同时负荷和燃烧状况发生变化时，由于燃烧过程的滞后，NOx不会及时地发生变化造成控制系统无法及时做出调整，容易引起SCR出口NOx浓度的超标。
[0010]国内对氨气流量的控制采用的方法有固定摩尔比控制方式、固定出口NOx浓度控制方式及根据摩尔比和SCR出口NOx浓度构造的串级控制三种控制方法，现普遍采用如图1所示的根据摩尔比和SCR出口NOx浓度构造的串级控制方法，即典型脱硝控制方法。
[0011]上述控制方法都是建立在烟气流场及氨气混合都均匀的基础上构建的控制逻辑；但是机组实际运行过程中，负荷的快速变化、工况快速调整等条件下，锅炉主要参数及SCR入口NOx、炉膛氧量均会大幅度波动，根据均匀烟气流场理论建立的喷氨控制回路，无法实现对喷氨量的快速调整，容易造成喷氨过程失调从而造成SCR出口NO
x
含量的剧烈波动，容易造成SCR出口烟气中NO
x
含量无法满足国家环保要求的问题。

技术实现思路

[0012]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法及系统，基于机组负荷、锅炉氧量与氧量设定值偏差、SCR入口NOx测量值三项指标，计算多因子综合补偿值，对根据均匀烟气流场理论建立的典型脱硝控制方法的喷氨量生成值进行补偿，并将补偿后的喷氨量转换为喷氨调门的开度变化量，动态、实时、准确调整喷氨调门的开度，确保锅炉在工况变动条件下实现高效的脱硝效率。
[0013]为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0014]本专利技术第一方面提供了一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法。
[0015]一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法，包括：
[0016]根据负荷变化、炉膛氧量偏差、SCR入口NOx含量的变化，实时生成对应的多因子综合补偿值；
[0017]利用所述多因子综合补偿值，对典型脱硝控制方法的喷氨量生成值进行补偿，输入到典型脱硝控制回路中的喷氨调门PID控制器，得到喷氨调门开度；
[0018]将所述多因子综合补偿值转换为喷氨调门的开度变化量；
[0019]基于喷氨调门开度和开度变化量，得到最终的喷氨调门开度，对锅炉脱硝喷氨量进行实时控制。
[0020]进一步的，所述多因子综合补偿值，由氧量校正补偿值与SCR入口NOx动态补偿值相加后，再与机组负荷对应的静态补偿值相乘得到。
[0021]进一步的，所述氧量校正补偿值，具体为：
[0022]根据锅炉氧量测量值与设定值的偏差，通过PID控制器计算氧量校正值，基于氧量校正值，生成氧量校正补偿值。
[0023]进一步的，所述SCR入口NOx动态补偿值，具体为：
[0024]利用锅炉脱硝装置SCR入口NOx测量值，引入超前滞后算法构造的微分环节，以两个微分环节之和为NOx校正量，基于NOx校正值，生成动态补偿值。
[0025]进一步的，所述机组负荷对应的静态补偿值，是以机组实际负荷值为基准量生成相应补偿值。
[0026]进一步的，所述对典型脱硝控制方法的喷氨量生成值进行补偿，具体为：
[0027]采用典型脱硝控制方法，根据摩尔比和SCR出口NOx浓度，计算喷氨量生成值；
[0028]将所述多因子综合补偿值与典型脱硝控制方法的喷氨量生成值相加，得到补偿后的喷氨量；
[0029]将补偿后的喷氨量输入到典型脱硝控制回路中的喷氨调门PID控制器，生成喷氨调门开度。
[0030]进一步的，所述得到最终的喷氨调门开度，具体为：
[0031]将喷氨调门开度和开度变化量相加，得到最终的喷氨调门开度。
[0032]本专利技术第二方面提供了一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制系统。
[0033]一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制系统，包括多因子补偿模块、调门开度计算模块、开度变化量计算模块和喷氨调门控制模块；
[0034]多因子补偿模块，被配置为：根据负荷变化、炉膛氧量偏差、SCR入口NOx含量的变化，实时生成对应的多因子综合补偿值；
[0035]调门开度计算模块，被配置为：利用所述多因子综合补偿值，对典型脱硝控制方法的喷氨量生成值进行补偿，输入到典型脱硝控制回路中的喷氨调门PID控制器，得到喷氨调门开度；
[0036]开度变化量计算模块，被配置为：将所述多因子综合补偿值转换为喷氨调门的开度变化量；
[0037]喷氨调门控制模块，被配置为：基于喷氨调门开度和开度变化量，得到最终的喷氨调门开度，对锅炉脱硝喷氨量进行实时控制。
[0038]本专利技术第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法中的步骤。
[0039]本专利技术第四方面提供了电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法中的步骤。
[0040]以上一个或多个技术方案存在以下有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法，其特征在于，包括：根据负荷变化、炉膛氧量偏差、SCR入口NOx含量的变化，实时生成对应的多因子综合补偿值；利用所述多因子综合补偿值，对典型脱硝控制方法的喷氨量生成值进行补偿，输入到典型脱硝控制回路中的喷氨调门PID控制器，得到喷氨调门开度；将所述多因子综合补偿值转换为喷氨调门的开度变化量；基于喷氨调门开度和开度变化量，得到最终的喷氨调门开度，对锅炉脱硝喷氨量进行实时控制。2.如权利要求1所述的一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法，其特征在于，所述多因子综合补偿值，由氧量校正补偿值与SCR入口NOx动态补偿值相加后，再与机组负荷对应的静态补偿值相乘得到。3.如权利要求1所述的一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法，其特征在于，所述氧量校正补偿值，具体为：根据锅炉氧量测量值与设定值的偏差，通过PID控制器计算氧量校正值，基于氧量校正值，生成氧量校正补偿值。4.如权利要求1所述的一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法，其特征在于，所述SCR入口NOx动态补偿值，具体为：利用锅炉脱硝装置SCR入口NOx测量值，引入超前滞后算法构造的微分环节，以两个微分环节之和为NOx校正量，基于NOx校正值，生成动态补偿值。5.如权利要求1所述的一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法，其特征在于，所述机组负荷对应的静态补偿值，是以机组实际负荷值为基准量生成相应补偿值。6.如权利要求1所述的一种基于多因子补偿的锅炉脱硝喷氨量控制方法，其特征在于，所述对典型脱硝控制方法的喷氨量生成值进行补偿，具体为：采用典型脱硝控制方法，根据摩尔比和SCR...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍教旗，安建军，贾国栋，储怡芳，于明双，张鹏，
申请(专利权)人：华能曲阜热电有限公司，
类型：发明
国别省市：