[发明专利]一种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方法及系统在审
申请号: | 201510938812.5 | 申请日: | 2015-12-15 |
公开(公告)号: | CN105446137A | 公开(公告)日: | 2016-03-30 |
发明(设计)人: | 高嵩;林波;李军;李克雷;韩英昆;于庆彬;庞向坤;姚常青;周长来;孟祥荣;李昌卫 | 申请(专利权)人: | 国网山东省电力公司电力科学研究院;山东中实易通集团有限公司;国家电网公司 |
主分类号: | G05B13/04 | 分类号: | G05B13/04 |
代理公司: | 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 | 代理人: | 张勇 |
地址: | 250002 山东*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 消除 滞后 火电 机组 自动控制 方法 系统 | ||
技术领域
本发明涉及火电机组SCR烟气脱硝系统喷氨自动调节技术领域,尤其涉及一种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方法及系统。
背景技术
随着环保要求越来越严格,大型火电机组的烟气排放质量受到广泛关注。在烟气脱硝中,较多使用选择性催化还原(SCR)方法。
某火电机组SCR烟气脱硝系统如图1所示。喷氨量通过一个流量控制阀控制,与稀释空气混合后在炉内喷氨格栅上喷射,与炉内烟气充分混合后,进入反应区,在催化剂的作用下发生选择性催化反应,将烟气中的NOX转化为无害的氮气和水蒸气,达到烟气洁净目的。在SCR烟气脱硝系统中,喷氨自动调节非常重要。喷氨过少会造成NOX排放超标,喷氨过量则导致运行成本浪费。因此,如何精准的控制喷氨量对机组安全性和经济性均有重要意义。
由于装置系统庞大、化学反应时间长,喷氨脱硝系统具有大滞后性的特点。图2为工业现场常用的喷氨自动控制回路。
喷氨自动控制系统中,PID控制器的传递函数为C(s),被控对象传递函数为P(s),被控对象中不包含纯滞后部分的传递函数为被控对象纯滞后部分的传递函数为整个控制系统的闭环传递函数为
由此可以看出,系统特征方程中含有纯滞后环节,它会降低系统的稳定性,目前工业控制方案90%以上采用PID控制,难以克服其滞后特性。因此,有必要设计更优的自动控制系统严格控制好喷氨量大小。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方法及系统,该方法及系统通过构建对象模型对单回路PID方案进行补偿,消除了对象纯滞后性对调节性能的影响,且此方案可用常见工业模块搭建,易于工程实现。
为实现上述目的,本发明的具体方案如下:
一种消除大滞后性的火电机组喷氨自动控制方法,包括:
(1)PID控制器根据出口NOX设定值向被控对象输出喷氨量指令,被控对象根据接收到的喷氨量指令进行化学反应后,得到出口的NOX测量值;
(2)PID控制器输出的喷氨量指令依次经过比例模块和一阶滞后模块后,产生控制信号s1;
PID控制器输出的喷氨量指令依次经过比例模块、一阶滞后模块和纯滞后模块后,输出值与出口的NOX测量值做差后,产生控制信号s2;
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