[发明专利]一种脱硝尿素热解工艺的模糊控制器

说明书

本发明公开了一种用于尿素热解装置的模糊控制器，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。该模糊控制器克服现有尿素热解控制系统的固有缺陷，它适用于脱硝尿素热解工艺的自动控制过程，避免热解不完全和热解量不足等问题。

技术领域

本发明属于烟气脱硝处理过程控制领域，涉及一种用于烟气脱硝尿素热解工艺的模糊控制器。

背景技术

选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术是我国目前应用最普遍的一种烟气脱硝技术，此项技术中最为重要的环节之一就是还原剂氨气的获取，其中一个主要的工艺路线就是通过尿素热解的方法，将尿素分解为氨气和二氧化碳。具体过程是利用高温空气作为热源，将高温空气连续鼓入尿素热解炉中，根据脱硝装置出口氮氧化物的浓度，通过控制尿素溶液的流量，分解产生不同流量的氨气在脱硝装置中与烟气中的氮氧化物进行还原反应，将氮氧化物还原成氮气和水。在此种工艺中，其传统的控制方法是将尿素溶液通过尿素供给泵的连续运行通过PID调节器控制调节阀的开度控制喷入尿素热解炉中的尿素量。采用此种方法通过调节阀控制尿素量，往往导致尿素量超过热空气的热解能力或尿素量远小于脱硝所需的尿素量，从而导致尿素热解炉堵塞或脱硝效率偏低，不能满足脱硝装置的运行要求。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题提供一种脱硝尿素热解工艺的模糊控制器，该模糊控制器克服现有尿素热解控制系统的固有缺陷，它适用于脱硝尿素热解工艺的自动控制过程，避免热解不完全和热解量不足等问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：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。

作为本发明的一种改进，采用模糊数学解释方法来描述控制规则表的建立，模糊控制器的控制作用取决于尿素喷射量偏差和出口氮氧化物浓度偏差。在不同的状态下，尿素喷射量偏差和出口氮氧化物浓度偏差对过程的影响是不同的，为了适应不同工况的控制要求，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