一种基于串级制造技术

本发明专利技术公开了一种基于串级

【技术实现步骤摘要】
一种基于串级PID的喷氨调节方法和设备


[0001]本申请涉及火电厂自动化
，更具体地，涉及一种基于串级
PID
的喷氨调节方法和设备
。

技术介绍

[0002]选择性催化还原法其基本原理是在催化剂作用下，还原剂
NH3在
290—400℃
下将
NO
和
NO2还原成
N2。
根据
《
火力发电厂大气污染物排放标准
》(
烟囱入口的
NO
X
排放量控制在
50mg/m3以内
)
以及
NH3本身的过量使用容易下游设备的负担
。
[0003]常见的脱硝喷氨控制有手动
、
自动两种模式，在手动控制方式下，运行人员控制
NO
X
排放量依据经验值，通过脱硝
A、B
侧出口的
NO
X
和烟囱入口的
NO
X
判断喷氨调阀的开度是否合适
。
该方法具有很大的局限性，很容易造成滞后或者过喷
。
[0004]在自动控制方式下，运行人员控制
NO
X
排放量在
A、B
侧喷氨调阀操作面板完成，运行设定脱硝单侧
NO
X
排放的目标值，
NO
X
排放的目标值与当前值进行比较，根据当前烟气流量
、
入口
NO
X
、
喷氨流量以及负荷参数等多参数辅助判断，
PID
计算得到喷氨调阀的开度指令
。
该自动模式下且理想情况下可以实现喷氨的控制
。
但是这种模式不是基于考核值设计的，不考虑烟囱入口的
NO
X
排放值，运行人员发现烟囱入口的
NO
X
排放值不合适时，只能手动改变
A、B
侧喷氨调阀的设定值
。
当负荷工况变化大，
A、B
侧脱硝
CEMS
表计失准时，很容易造成调节失控
。
脱硝被控对象
(NH3流量一烟囱入口
NO
X
浓度
)
的响应纯延迟时间接近3分钟，整个响应过程达十几分钟，是典型的大滞后被控对象，控制系统想要获得良好的控制品质，必须以基于大滞后被控对象的设计思路进行优化
。
而目前自动控制策略均采用简单的“PID+
前馈”的方案，必然无法获得良好的控制品质
。
[0005]因此，提出一种基于串级
PID
的喷氨调节方法，用以解决现有模型中调节滞后以及过喷或烟囱出口
NO
X
不能满足环保的问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于串级
PID
的喷氨调节方法，用以解决现有技术中调节滞后以及过喷或烟囱出口
NO
X
不能满足环保的技术问题，所述方法应用于包括主
PID
单元
、
副
PID
单元的喷氨调节系统中，所述主
PID
单元与所述副
PID
单元串级连接，所述方法包括：
[0007]获取出口氮氧化物测量值及出口氮氧化物设定值，并将出口氮氧化物测量值及出口氮氧化物设定值的差值记为第一差值，将所述第一差值及入口氮氧化物测量值输入到主
PID
单元，所述主
PID
单元输出喷氨计算值；
[0008]获取喷氨实际值，并将所述喷氨计算值与所述喷氨实际值的差值记为第二差值，将所述第二差值输入到副
PID
单元，所述副
PID
单元对喷氨调节阀的开度进行调节
。
[0009]在本申请一些实施例中，所述主
PID
单元输出喷氨计算值，具体为：
[0010]基于第一公式及所述入口氮氧化物测量值获取需要脱硝的烟气量；
[0011]基于第二公式
、
需要脱硝的烟气量
、
单侧烟气量
、
一氧化碳在氮氧化物中的占比及
氮氧化物中含氧量获取氮氧化物转化为一氧化氮后的流量；
[0012]基于第三公式及一氧化氮后的流量获取一氧化氮与氨气的比例，并根据所述比例及氨气密度获取喷氨计算值
。
[0013]在本申请一些实施例中，所述主
PID
单元输出喷氨计算值，具体为：
[0014]将所述第一差值输入所述主
PID
单元，并获取所述主
PID
单元输出的氨气流量需求值；
[0015]基于所述入口氮氧化物测量值及第一修正函数得到第一氨气流量修正值，并基于第二修正函数及锅炉烟气含氧量测量值得到第二氨气流量修正值，所述第一修正函数具体为氨气流量和的入口氮氧化物浓度的函数关系，所述第二修正函数具体为氨气流量和锅炉烟气含氧量的函数关系；
[0016]将氨气流量需求值
、
第一氨气流量修正值
、
第二氨气流量修正值相加得到所述喷氨计算值
。
[0017]在本申请一些实施例中，所述副
PID
单元对喷氨调节阀的开度进行调节，具体为：
[0018]当出口氮氧化物测量值与出口氮氧化物设定值一致，且烟囱处的氮氧化物测量值不符合第一预设值时，叠加喷氨量；
[0019]当出口氮氧化物测量值与出口氮氧化物设定值一致，且烟囱处的氮氧化物测量值符合预设值，且出口氨逃逸值超过第二预设值时，减少喷氨量；
[0020]当烟囱入口氮氧化物测量值偏离第一预定范围时，降低喷氨调阀设定值；
[0021]当磨组启停时，通过发送脉冲，将喷氨前馈值增加
10
％，并在预设时间后按照预定速率撤出喷氨前馈值；
[0022]当入口氮氧化物测量值
、
喷氨流量坏质量或偏离第二预定范围时，切换为手动控制喷氨；
[0023]当氨逃逸大于
4ppm
，延时
10
秒条件满足时，发出
10
秒脉冲，把调阀开度切为氨逃逸过高前的一半；
[0024]若喷氨快关阀条件关，喷氨调阀联锁关闭并且切调阀为手动，在反吹过程中，保持调阀开度不变；
[0025]当出口氮氧化物测量值低于设定值，且下降速率高于
10
％，脉冲叠加喷氨量；
[0026]当出口氮氧化物测量值低于设定值，且上升速率高于
20
％，延时
5s
脉冲保持当前喷氨量；
[0027]当出口氮氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于串级
PID
的喷氨调节方法，其特征在于，所述方法应用于包括主
PID
单元
、
副
PID
单元的喷氨调节系统中，所述主
PID
单元与所述副
PID
单元串级连接，所述方法包括：获取出口氮氧化物测量值及出口氮氧化物设定值，并将出口氮氧化物测量值及出口氮氧化物设定值的差值记为第一差值，将所述第一差值及入口氮氧化物测量值输入到主
PID
单元，所述主
PID
单元输出喷氨计算值；获取喷氨实际值，并将所述喷氨计算值与所述喷氨实际值的差值记为第二差值，将所述第二差值输入到副
PID
单元，所述副
PID
单元对喷氨调节阀的开度进行调节
。2.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主
PID
单元输出喷氨计算值，具体为：基于第一公式及所述入口氮氧化物测量值获取需要脱硝的烟气量；基于第二公式
、
需要脱硝的烟气量
、
单侧烟气量
、
一氧化碳在氮氧化物中的占比及氮氧化物中含氧量获取氮氧化物转化为一氧化氮后的流量；基于第三公式及一氧化氮后的流量获取一氧化氮与氨气的比例，并根据所述比例及氨气密度获取喷氨计算值
。3.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主
PID
单元输出喷氨计算值，具体为：将所述第一差值输入所述主
PID
单元，并获取所述主
PID
单元输出的氨气流量需求值；基于所述入口氮氧化物测量值及第一修正函数得到第一氨气流量修正值，并基于第二修正函数及锅炉烟气含氧量测量值得到第二氨气流量修正值，所述第一修正函数具体为氨气流量和的入口氮氧化物浓度的函数关系，所述第二修正函数具体为氨气流量和锅炉烟气含氧量的函数关系；将氨气流量需求值
、
第一氨气流量修正值
、
第二氨气流量修正值相加得到所述喷氨计算值
。4.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述副
PID
单元对喷氨调节阀的开度进行调节，具体为：当出口氮氧化物测量值与出口氮氧化物设定值一致，且烟囱处的氮氧化物测量值不符合第一预设值时，叠加喷氨量；当出口氮氧化物测量值与出口氮氧化物设定值一致，且烟囱处的氮氧化物测量值符合预设值，且出口氨逃逸值超过第二预设值时，减少喷氨量；当烟囱入口氮氧化物测量值偏离第一预定范围时，降低喷氨调阀设定值；当磨组启停时，通过发送脉冲，将喷氨前馈值增加
10
％，并在预设时间后按照预定速率撤出喷氨前馈值；当入口氮氧化物测量值
、
喷氨流量坏质量或偏离第二预定范围时，切换为手动控制喷氨；当氨逃逸大于
4ppm
，延时
10
秒条件满足时，发出
10
秒脉冲，把调阀开度切为氨逃逸过高前的一半；若喷氨快关阀条件关，喷氨调阀联锁关闭并且切调阀为手动，在反吹过程中，保持调阀开度不变；当出口氮氧化物测量值低于设定值，且下降速率高于
10
％，脉冲叠加喷氨量；当出口氮氧化物测量值低于设定值，且上升速率高于
20
％，延时
5s
脉冲保持当前喷氨量；
当出口氮氧化物测量值高于设定值，且上升速率高于
10
％，脉冲减少喷氨量；当出口氮氧化物测量值高于设定值，且下降速率高于
20
％，延时
5s
脉冲保持当前喷氨量
。5.
如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一公式具体包括所述第二公式具体包括：所述第二公式具体包括：
M
NOA
＝
V
NOA
×
P
NOA
；所述第三公式具体包括：所述第三公式具体包括：所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：包小涵，林金星，陈飞翔，葛永逢，杨泽秋，张鹏飞，江成，邓杨，杨尹，潘赫男，陈石，
申请(专利权)人：华能国际电力江苏能源开发有限公司南通电厂，
类型：发明
国别省市：