[实用新型]基于声波测量温度场、流场的喷氨装置

说明书

本实用新型公开了一种基于声波测量温度场、流场的喷氨装置，包括声波测量温度场、流场组件、智能前馈控制器、第一比较器、第二比较器、第三比较器、PI调节器、喷氨总阀、SCR反应器、不可预测扰动观测器、NO_X浓度预测控制器、多模型预测控制器，所述声波测量温度场、流场组件包括声波传感器、数据采集器、工业控制计算机。本实用新型采用声波法实现对烟气温度场、流场的测量，并根据入口NOx浓度、脱硫出口NOx浓度和烟气流场的变化设计智能前馈控制器，动态修改前馈控制器参数，以实现对可测扰动的全工况准确补偿，使喷氨控制更及时和精确。

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种基于声波测量温度场、流场的喷氨装置。

背景技术

国外许多学者在进行SCR脱硝系统控制研究时给传统PID控制回路增加前馈环节，引入了SCR反应器入口和出口NOx流量作为所需氨量的修正，其原理类似于固定摩尔比控制方式，都是利用SCR反应器入口NOx浓度乘以烟气流量得到反应器入口NOx流量，再利用摩尔比计算得到所需的氨气流量。

上述对于SCR脱硝系统控制方法的研究大都基于传统PID控制。传统PID 控制因原理简单，便于使用，适应性，鲁棒性强，易于进行参数整定等优点在工业领域得到了大量的应用，但其本身也存在着不足。由于脱硝系统是一个非线性、大滞后的系统，基于PID的事后控制会造成氨逃逸率过高、变负荷情况下NOx 波动大等问题。

采用传统的控制方式会出现如下问题：脱硝出口氨逃逸高、容易造成空预器堵塞、喷氨总阀动作频繁、排放NOx数据波动大，对电厂的经济、安全运行均带来困难。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种基于声波测量温度场、流场的喷氨装置，实现在线测量脱硝入口的烟道的温度场、烟道流场的情况，根据在线测量数结合其他有效数据设计智能前馈控制器，作为脱硝优化的直接依据。

根据本实用新型实施例的一种基于声波测量温度场、流场的喷氨装置，包括声波测量温度场、流场组件、智能前馈控制器7、第一比较器8、第二比较器9、第三比较器10、PI调节器11、喷氨总阀12、SCR反应器13、不可预测扰动观测器14、NO_X浓度预测控制器15、多模型预测控制器16，所述声波测量温度场、流场组件信号输出端与所述智能前馈控制器7信号输入端电信号连接，所述智能前馈控制器7信号输出端与所述第一比较器8正相输入端电信号连接，所述多模型预测控制器16信号输出端与所述第一比较器8反相输入端电信号连接，所述第一比较器8信号输出端与所述第二比较器9正相输入端电信号连接，所述第二比较器9信号输出端与所述第三比较器10正相输入端电信号连接，所述第三比较器10信号输出端与所述PI调节器11信号输入端电信号连接，所述PI调节器 11信号输出端与所述喷氨总阀12信号输入端电信号连接，所述喷氨总阀12与所述SCR反应器13通过管道连通，所述喷氨总阀12信号输出端与所述第三比较器10反相信号输入端电信号连接，所述SCR反应器13信号输出端与所述不可预测扰动观测器14信号输入端电信号连接，所述不可预测扰动观测器14信号输出端与所述第二比较器9反相输入端电信号连接，所述多模型预测控制器16信号输入端与所述NO_X浓度预测控制器15信号输出端电信号连接。

优选的，所述声波测量温度场、流场组件包括声波传感器1、数据采集器3、工业控制计算机5，所述声波传感器1信号输出端通过信号传输电缆2与所述数据采集器3信号输入端电信号连接，所述数据采集器3信号输出端通过通讯电缆 4与所述工业控制计算机5信号输入端电信号连接。

优选的，所述声波传感器1共设置有16个，所述声波传感器1分两组，每组8个，对应固定安装在烟道断面6左壁与右壁上，所述声波传感器1位于左壁与右壁上，呈正八边形分布。

优选的，所述不可预测扰动观测器14上还设置有信号反馈端口，所述第二比较器9信号输出端还与所述不可预测扰动观测器14信号反馈端口电信号连接。