[发明专利]喷氨控制系统

说明书

本发明涉及火电厂的燃煤锅炉的脱硝领域，具体涉及一种锅炉脱硝系统的喷氨控制系统，主要用于提高脱硝出口的NO_X浓度的控制精度。该喷氨优化控制系统包括：多模态预测模型，其用于预测脱硝入口的NO_X浓度；控制部，其用于根据预测出的所述脱硝入口的NO_X浓度，计算待补偿的喷氨量；以及执行机构，其用于根据所述控制部的指令使脱硝系统获得待补偿的喷氨量。本发明的喷氨控制系统通过前馈、超驰和反馈喷氨量，降低了锅炉脱硝系统的排放污染处理水平本发明通过建立脱硝入口处的NO_X浓度的多模态预测模型，使锅炉的燃烧系统处于不同负荷状态时均能够保证脱硝入口的NO_X浓度的预测精度。以及通过采用(前馈+超驰+反馈)相结合的喷氨控制机制，实现了对喷氨量的精确控制。

技术领域

本发明涉及火电厂的燃煤锅炉的脱硝领域，尤其涉及一种喷氨控制系统。

背景技术

由于火电厂锅炉系统燃烧效率和NOx是一对矛盾体，锅炉的出力需要达到一定的效率，导致NO_X排放总是不能达到令人满意的水平。因此锅炉需要配置有烟气脱硝系统以进一步降低NO_X的排放。目前的脱硝方法主要包括选择性催化还原法(SCR)、非选择性催化还原法(SNCR)以及在二者基础上发展起来的SNCR/SCR联合烟气脱硝技术。以SCR脱硝装置为例，其主要包括SCR脱硝系统和氨的储存和制备系统。其中，氨的储存和制备系统设备集中布置于远离锅炉房和SCR脱硝系统的氨站区域，液氨槽车经厂区公路进入氨站区域的卸料点，由氨的制备系统提供的气氨沿厂区综合管架的气氨管道进入SCR区域。气氨经过与空气混合稀释后，通过注射系统注入到SCR脱硝系统的入口烟道中，氨和空气的混合物与入口烟道的烟气充分混合后进入SCR脱硝反应器，在催化剂的作用下对烟气进行脱硝反应。

不过，SCR脱硝装置普遍存在的现象之一为：SCR脱硝反应器的烟道支撑及导流板由于调节过于频繁容易出现不同程度的磨损，而且SCR脱硝反应器下游的空气预热器也容易出现不同程度的压降偏差和堵塞现象。分析其原因得出，是由于现有的SCR脱硝系统中关于喷氨量的控制主要采用的是固定摩尔比的定值控制或串级PID控制器反馈控制相结合的机制，使得控制过程中对于喷氨量的调节过于频繁、波动大，因此造成控制的执行机构磨损较严重。此外，由于控制效果欠佳，造成控制结果对应的氨气过量，不仅增加了脱硝成本，而且氨逃逸率往往过高，这会导致剩余的氨气会与烟气中的SO₃和H₂O反应生成NH₄HSO₄，进而导致锅炉后续空预期出现压降、积灰和堵塞等现象。

此外，目前通常采用全部数据建立全局SVM预测模型的方式来对脱硝系统的脱硝入口处的NO_X进行预测。图5D示出全局SVM预测模型的仿真测试结果。可以看出，全局SVM预测模型并不能针对全局工况达到较为满意的预测精度。分析其原因，由于考虑到火电厂的锅炉在不同的负荷状态下的NO_X浓度与输入参量变化相对复杂，如具有多阶段、多模态性的特点，全局预测模型要么可能只能准确地描述出某一或某几个模态之间的对应关系，导致锅炉在其余模态下误差较大(即不能针对每个模态均达到期望的预测精度)。抑或是，全局预测模型虽然涵盖了所有阶段的变化特性，但对每个模态都不能精准地预测(即针对每个模态均达不到期望的预测精度)。

发明内容

技术问题

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何提高喷氨量的控制精度。

解决方案