[发明专利]一种脱硝尿素热解工艺的模糊控制器

权利要求书

1.一种用于尿素热解装置的模糊控制器，其特征在于，以尿素溶液流量作为控制目标进行自动控制，尿素供给泵将尿素溶液储罐中的尿素溶液通过尿素管道输送到位于尿素热解炉中部的雾化喷枪，热解用热空气从热解炉上部进入，雾化喷枪向热解炉内喷入尿素溶液微小液滴，利用热空气的高温对喷入的尿素溶液液滴进行热解，对尿素热解控制包括以下步骤：

1)在热空气通道上设置空气流量测量装置测量空气流量，设置温度传感器测量热解炉入口热空气温度，在热解炉出口设置温度测点，空气温度设置三个并列均布的测点以保证温度测量准确性，在脱硝反应器的入口和出口设置在线监测装置，测量烟气中氮氧化物浓度、含氧量和烟气流量；

2)根据脱硝反应器入口氮氧化物浓度、含氧量、烟气流量以及目标脱硝效率值计算出所需的尿素溶液流量，同时设定热解炉出口温度320℃之上连锁条件，以此计算量作为前馈输出同时作为尿素溶液流量控制回路的给定值，采用变给定值方式得到尿素溶液流量偏差信号；

3)以脱硝反应器出口氮氧化物浓度值与氮氧化物给定浓度值的偏差值、尿素溶液流量测量值与尿素溶液流量给定值的偏差值为模糊控制输入参数，以调节阀开度为控制输出量，在控制系统中建立二输入一输出的模糊控制器；

4)控制系统由建立的二输入一输出的模糊控制器和步骤1)测量的实时数据，控制尿素溶液给料调节阀的开度，对脱硝供氨量进行热解控制。

2.根据权利要求1所述的一种用于尿素热解装置的模糊控制器，其特征在于，采用模糊数学解释方法来描述控制规则表的建立，其中对应的控制规则模糊关系如下：

R＝(BE×CE)×UE；

解模糊后控制输出连续量U＝αBE+(1-α)CE；

式中，UE为控制输出尿素调节阀开度模糊变量，BE为出口氮氧化物浓度值与氮氧化物给定浓度值的偏差值模糊变量，CE为尿素溶液流量测量值与尿素溶液流量给定值的偏差值模糊变量，U为控制输出尿素调节阀开度连续变量，k_u为控制输出比例因子，u_H和u_L为控制输出尿素调节阀开度的上下限，其中0≤α≤1。

3.根据权利要求2所述的一种用于尿素热解装置的模糊控制器，其特征在于，设置模糊变量BE、CE、UE的模糊集如下：

BE＝{负大，负中，负小，零，正小，正中，正大}，简记为BE＝{NB，NM，NS，O，PS，PM，PB}；CE＝＝{负大，负中，负小，零，正小，正中，正大}，简记为CE＝{NB，NM，NS，O，PS，PM，PB}；UE＝{负大，负小，正常，正小，正大}，简记为UE＝{NB，NS，O，PS，PB}；定义尿素溶液流量测量值与尿素溶液流量给定值的偏差值e(t)＝Q(t)-Q(t-1)，其中Q(t)是指尿素溶液流量测量值，Q(t-1)是指尿素溶液流量给定值；基本论域为[-1.6,1.6]，单位是t/h；量化等级范围为[-5,5]；初始量化因子为1.39；出口氮氧化物浓度的基本论域为[-50,50]，单位是mg/Nm3；量化等级范围为[-5,5]；初始量化因子为0.46；调节阀开度的基本论域为[50,100]，单位是百分比；量化等级范围为[-5,5]；初始比例因子为4.5；隶属度函数采用钟型隶属度函数作为模糊变量的隶属度函数；控制规则表为：