[发明专利]一种选择性催化还原法烟气脱硝系统的控制方法

摘要

本发明公开了一种选择性催化还原法烟气脱硝系统的控制方法，所述系统包括：入口NOx浓度预测器、喷氨流量控制器、入口NOx浓度测量器和NH₃浓度测量装置；所述方法利用神经网络单元将入口NOx浓度预测器得到的入口NOx浓度预测数值与入口NOx浓度测量器实测的NOx浓度测量值进行加权计算，得到修正的NOx浓度，根据该修正的NOx浓度和设定的氨氮摩尔比定位喷氨流量控制器的喷氨需求量，实现对脱硝喷氨量的自动控制。本发明方法把脱硝喷氨量与烟气中的实际NOx浓度及时匹配，有效减少仪器监测NOx浓度的延时问题带来的误差，提高了脱硝系统的可靠性和经济性。

主权项

一种选择性催化还原法烟气脱硝系统的控制方法，其特征在于：所述选择性催化还原法烟气脱硝系统包括：入口NOx浓度预测器、喷氨流量控制器、入口NOx浓度测量器和NH3浓度测量装置；所述方法为利用神经网络单元将入口NOx浓度预测器得到的入口NOx浓度预测数值与入口NOx浓度测量器实测的NOx浓度测量值进行加权计算，得到修正的NOx浓度，根据该修正的NOx浓度定位喷氨流量控制器的喷氨需求量，实现对脱硝的自动控制；所述NH3浓度测量装置实测NH 3浓度，当实测NH 3浓度超出排放标准值时，喷氨流量在当前量和当前量×(1‑0.05)的范围内对喷氨量进行闭环调节；其中，所述入口NOx浓度预测器采集锅炉运行信号，包括锅炉负荷、过量空气系数、锅炉燃烧温度、燃煤量、烟气流量和锅炉燃煤煤种，采用神经网络预测算法，根据燃煤锅炉历史运行数据和NOx生成量训练而得；NOx的排放与各信号参数的关系被认为是线性的；与温度的关系是一元二次方关系，即，确定以下五个关系式：Y1＝a1×W+b1  (1)Y2＝a2×α+b2  (2)Y3＝a3×Q+b3  (3)Y4＝a4×M+b4  (4)Y5＝a5×T2+b5×T+c5  (5)其中，Y1～Y5为NOx模型预测值，a1～a4为各影响因素与对应的模型预测值拟合函数的斜率，b1～b4为截距；a5、b5和c5为二次拟合函数的系数，W是锅炉负荷，α是过量空气系数，Q是空气的整体质量流量，M是燃煤量，T是烟道气的温度；通过上述关系式，结合电厂历史运行数据，运用最小二乘法，确定这些参数的范围，构建的算法包含所有影响因素的回归模型；$Y=\stackrel{~~}{Y}+E---\left(6\right)$$\stackrel{~~}{Y}=Y_m*B+\hat{b}---\left(7\right)$Y_m＝[Y1 Y2 Y3 Y4 Y5]    (8)$B={\left[\begin{array}{ccccc}\widehat{a_1}& \widehat{a_2}& \widehat{a_3}& \widehat{a_4}& \widehat{a_5}\end{array}\right]}^T---\left(9\right)$其中，Y和B为模型预测值和相关系数组成的矩阵，E是偏差，是临时预测值；通过分步计算的方法得到各影响因素对NOx生成的影响；引入以下计算模型：$U=\mathrm{\&Sigma;}{({\stackrel{~~}{Y}}_k-\stackrel{\&OverBar;}{Y})}^2---\left(10\right)$$\stackrel{\&OverBar;}{Y}=\frac{1}{n}{\mathrm{\&Sigma;Y}}_k---\left(11\right)$${\stackrel{~~}{Y}}_k=\widehat{a_1}\&times;Y_{k,1}+\widehat{a_2}\&times;Y_{k,2}+\widehat{a_3}\&times;Y_{k,3}+\widehat{a_4}\&times;Y_{k,4}+\widehat{a_5}\&times;Y_{k,5}+\hat{b}---\left(12\right)$式中，U为回归平方和；k＝1,2,3.....n，是数据样本的数目；同时，令Ui＝U‑Ui’    (13)其中Ui’通过下式计算：以U1计算为例，则如果Ui/ΣUi<0.05，那么模型中Yi的影响可忽略；在确定该模型的可运行变量后，通过最小二乘法获得模型中的系数；Y_c＝Y_in*B_in    (15)其中，Y_in是在模型中的参数，B_in是由最小二乘法计算出的系数，Y_c是运行参数的预测值；利用神经网络系统预测燃煤锅炉NOx生成浓度并与系统入口实测NOx浓度进行对比分析，得到参与控制系统运算的NOx浓度由下式所得：修正的NOx浓度＝F1(x)×预测NOx浓度+(1‑F1(x))×实测NOx浓度其中，F1(x)为非线性函数发生器产生[0,1]之间的值，当系统处于稳定运行时，其值为0.2，即修正的NOx浓度以实测值为主，当出现测量系统吹扫，负荷剧烈变动情况时，其值为0.8，即以预测值为主，当测量系统出现故障时，其值为1，即由预测值完全代替该测量机构。