煤粉电站锅炉SCR与SNCR脱硝系统协同控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107831651A(43)申请公布日2018.03.23(21)申请号201710945847.0(51)Int.Cl.(22)申请日2017.10.12G05B13/04(2006.01)(71)申请人国网河北能源技术服务有限公司地址050000河北省石家庄市新石北路368号1号楼420室申请人国家电网公司国网河北节能服务有限公司国网河北省电力公司电力科学研究院(72)发明人刘永红彭钢徐欣航张洪涛高志存殷喆(74)专利代理机构石家庄新世纪专利商标事务所有限公司13100代理人侯巍巍权利要求书4页说明书10页附图5页(54)发明名称煤粉电站锅炉SCR与SNCR脱硝系统协同控制方法(57)摘要本发明公开了煤粉电站锅炉SCR与SNCR脱硝系统协同控制方法，包括燃烧优化控制和脱硝喷氨控制优化；所述燃烧优化控制包括数据测量及获取、数据清洗、建立稳态数据库、建立规则库；脱硝喷氨控制优化包括控制结构的优化及实现脱硝喷氨控制优化的算法。解决了火电厂燃烧过程中热力型NOx的排放数值高，波动性大的问题；解决了SCR装置由于供氨调节带来的氨逃逸过高的问题；解决了空预器氨逃逸引起的堵塞问题；提高SCR区，脱硝装置出口NOx的调节稳定性；具有较强的推广应用能力。CN107831651ACN107831651A权利要求书1/4页1.一种煤粉电站锅炉SCR与SNCR脱硝系统协同控制方法，其特征在于，包括如下控制步骤：（1）燃烧与SNCR优化控制，包括数据测量及获取、数据清洗、建立稳态数据库、建立规则库和预测模块；（2）脱硝喷氨控制优化，包括控制结构的优化及实现脱硝喷氨控制优化的算法。2.根据权利要求1所述的煤粉电站锅炉SCR与SNCR脱硝系统协同控制方法，其特征在于，所述控制结构的优化包括如下步骤：SCR出口与烟囱净烟气处NOx偏差大的优化：将空预器出口NOx分析仪表的自标定周期设定为2小时，采样探头每2小时进行一次反吹扫，将分析仪表的标定信号引入DCS，标定开始后对采样探头进行反吹扫120秒；SCR入口NOx测量信号存在迟延的优化：入口NOx测测量存在着较大的纯滞后，从入口NOx产生的机理出发，SCR入口NOx受到锅炉燃烧的影响，通过数据融合实现入口NOx预测；所述脱硝喷氨控制优化的算法包括如下步骤：（1）阶跃响应确定阶跃响应的采样频率和反应总的响应过程的采样点，i=1，2，……，T，……；T为采样频率的倒数；在kT这个时间点，当增量起作用后系统输出可表示为（1）（1）根据预测控制的原理，总是期望最终趋向于零；可以使以指数的形式趋向于零；设定期望衰减因子α，α是一个从0到1的常数；那么从K时刻起其控制增量可以表示为ΔU(k)=[1,α,α2,…αM-1]TΔu(k)=AΔu(k)（2）可以用简化方法表示在t=kT时刻在控制增量的作用下，系统在未来P个时刻的预测输出由（3）表示（3）为经过时间序列后的预测输出，是初始时刻被控量的预测输出；A为阶跃响应矩阵，由试验检测可知；（2）滚动优化在采样时刻t=kT的优化性能指标J（k），设定为如公式（4）所示，（4）为了使控制量，和被控量尽可能接近，并且使控制输出能够控制在合理的振动范围，控制输出的最终期望为Δu(k)=0；在不考虑输入输出约束的情况下，在t=kT时刻，均为己知，使J(k)取最小的可通过极值必要条件求得TTT-1TΔu(k)=(AuQAu+AαλAα)AuQ[Yr(k+1)-A0U(k-1)-he(k)](5)TTT-1令(AuQAu+AαλAα)=D；即为t=kT时刻解得的最优控制增量序列，即开环最优2CN107831651A权利要求书2/4页解；通过这个额优化可以使Au=AAα一个列向量，D只是一个纯数值求倒数的计算，从而减少计算步骤；Q为系数的矩阵；（3）反馈校正在t=kT时刻首先实施中的第一个控制作用TTT-1TΔu(k)=(AuQAu+AαλAα)AuQ[Yr(k+1)-A0U(k-1)-he(k)]（5）(6)u(k)为k时刻的控制输出；u(k-1)为k时刻的上一刻的控制输出；系数矩阵dT如公式（7）所示，（7)现时误差e(k+1)，如公式（8）所示，(8)y（k+1）为k+1时刻的实际被控量的数值；为k+1时刻的实际被控量的估计值；对现时误差e(k+1)加权系数，h(i=1,2,…,N)得到（9）式（9）中为t=(k+1)T时刻经误差校正后所预测的系统在t=(k+i)T（i=1,…，N）时刻的输出；为k时刻的实际被控量的估计值；为误差校正向量，其中，；经校正后的的各分量中，除第一项外其余各项分别是t=(k+1)T时刻在尚无等未来控制增量作用时对输出在t=(k+2)T，…，(k+N)T时刻的预测值，它们可作为