[发明专利]一种火电机组脱硝控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种火电机组脱硝控制装置，其特征在于，包括：

自适应PID调节器：用于接收脱硝反应器出口NOx浓度的实测值，将实测值与预设值进行差值运算得出NOx浓度偏差值，并将NOx浓度偏差值送入反馈控制系统计算得出反馈控制指令；

简化预测控制单元：用于根据脱硝反应器出口和入口的NOx浓度实测值生成前馈控制指令；

计算单元：用于接收同一采样时刻下反馈控制指令和前馈控制指令叠加计算获得喷氨流量的设定值，结合喷氨流量的设定值、喷氨流量的实测值计算生成喷氨流量指令；

内回路副调节器：用于根据喷氨流量指令调节内回路中喷氨阀的开度，从而在脱硝反应器脱硝过程中对经过喷氨阀的喷氨过流面积进行比例控制。

2.根据权利要求1所述的一种火电机组脱硝控制装置，其特征在于，自适应PID调节器的传递函数公式为：

式中，K_p(D_air)为控制器的比例增益，T_i(D_air)为控制器的积分时间，D_air为总风量函数，APID为自适应PID调节器。

3.一种火电机组脱硝控制方法，其特征在于，包括：

接收脱硝反应器出口的NOx浓度实测值和入口的NOx浓度实测值，出口的NOx浓度实测值和入口的NOx浓度实测值分别与各自的预设值进行差值计算，分别获得出口的NOx浓度偏差值和入口的NOx浓度偏差值；

将出口的NOx浓度偏差值输入反馈控制系统计算得出反馈控制指令；

将出口的NOx浓度偏差值和入口的NOx浓度偏差值输入简化预测控制单元计算得出前馈控制指令；

将同一采样时刻下生成的反馈控制指令与前馈控制指令叠加计算，从而获得喷氨流量的设定值；

采集脱硝反应器的喷氨流量的实测值，结合喷氨流量的设定值、喷氨流量的实测值计算生成喷氨流量指令，并将喷氨流量指令发送给内回路副调节器；

喷氨流量指令经内回路副调节器换算得出喷氨阀门开度指令，开度指令控制喷氨阀的开度，从而在脱硝反应器脱硝过程中对喷氨阀喷氨流量的过流面积进行实时的比例控制。

4.根据权利要求3所述的火电机组脱硝控制方法，其特征在于，喷氨流量的设定值的计算公式如下：

D'_nsp(k)＝APID(C_o(k)-C_osp(k))；

式中，C_o(k)为控制器当前计算周期内的脱硝反应器出口实际NOx浓度，C_osp(k)为自适应PID调节器当前计算周期内的脱硝反应器出口NOx浓度设定值，k为当前时刻；D'_nsp(k)为自适应PID调节器当前k时刻计算的喷氨流量的设定值。

5.根据权利要求3所述的火电机组脱硝控制方法，其特征在于，输入简化预测控制单元计算得出前馈控制指令的方法包括：

结合之前时刻获得的多个喷氨流量指令，提取出喷氨流量指令的波动区间，从而确定喷氨流量指令增量的可行空间；

在确定喷氨流量指令增量的可行空间中计算喷氨流量基本增量指令单元，获得喷氨流量基本增量指令单元向量；

将喷氨流量基本增量指令单元向量逐一代入脱硝系统的预测模型中，从而得出未来各个采样时刻脱硝反应器出口NOx浓度预测值；

根据多个时刻的脱硝反应器出口NOx浓度预测值，定义对应的简化预测控制单元计算的性能指标；

将多个时刻NOx浓度预测值定义的性能指标进行对比，选择作为下限值的性能指标，并将作为下限值的性能指标中所代入的喷氨流量基本增量指令单元向量输出为前馈控制指令。