基于喷氨敏感阀锁定的scr系统自动控制方法_2

文档序号:9921612阅读:来源:国知局
确定各非敏感阀开度的偏置量。
[0038] 所述喷氨逻辑控制器主控逻辑回路系统参数整定,需根据SCR系统历史运行特性 重点解析系统单侧喷氨总量或总调节阀开度随锅炉负荷变动情况、SCR系统进出口 N0X浓度 波动对喷氨总量或总调节阀开度波动的影响规律,从而实现主控逻辑系统参数整定。
[0039] 所述喷氨逻辑控制器副控逻辑回路系统参数整定,需首先基于变负荷工况下与 AIG型式相匹配的烟气"N0X流"分区域连续分布特性解析锁定敏感阀开度随负荷波动的敏 感性变化规律,从而确定各敏感阀自动控制逻辑,进而实现副控逻辑回路系统参数整定。
[0040] 所述喷氨逻辑控制器系统参数,指的是喷氨逻辑控制器主副控逻辑回路中所涉及 到的多组折线函数关系和PID参数,主控和副控逻辑回路折线函数的整定方法如上所述, PID参数的整定采用工程整定法。
[0041] 所述喷氨逻辑控制器系统参数多级优化整定,指的是首先实现模拟条件下喷氨逻 辑控制器对SCR系统喷氨的自动控制,并根据控制效果实现主副控逻辑回路系统参数的一 级优化整定;其次将喷氨逻辑控制器嵌入DCS系统进行现场调试运行,根据现场反馈结果完 成对控制器系统参数的现场二级优化整定。
[0042] 本发明所公布的一种基于喷氨敏感阀锁定的SCR系统自动控制方法,可实现对变 负荷工况下系统运行特性的全方位解析,并实现SCR系统单侧总调节阀及锁定敏感阀的自 动控制,据此所开发喷氨逻辑控制器实现系统参数的多级优化整定后投入生产运行,最终 实现基于喷氨敏感阀锁定的SCR系统自动控制。
[0043] 有益效果:与现有的SCR系统AIG调控方法相比,本发明具有的优点:
[0044] 当前对SCR系统运行特性的解析较多的依赖现场直接数据采集的技术手段,然而 因定负荷工况测试时间需求、人力需求等不利因素,直接导致所能够采集得到的定负荷工 况数据样本较少,不利于摸清系统真正的运行特性。本文所公开的一种基于喷氨敏感阀锁 定的SCR系统自动控制方法,提出基于现场测试及CH)数值模拟技术的SCR系统变负荷工况 运行特性全方位解析,充分利用高速发展的计算机技术,采用CH)数值模拟方法对SCR系统 的烟气流动、传热传质、多组分输运、等进行全方位预测,为全面解析SCR系统运行特性及敏 感阀锁定提供了充足的基础数据输入。
[0045] 当前国内部分机组SCR系统已实现了单侧喷氨总调节阀的自动控制,其控制策略 大致可以分为两类,即固定摩尔比控制与出口N0 X浓度定值控制,此类自动控制多属于"黑 箱"控制。但由于SCR系统几何尺寸较大及其所具有的非线性、大迟滞等特点,两种喷氨控制 方式均没有真正建立起SCR系统运行特性与喷氨控制特性的良好匹配,喷氨控制效果并不 理想。本文所公开的一种基于喷氨敏感阀锁定的SCR系统自动控制方法,指导开发喷氨逻辑 控制器主控逻辑回路,通过建立锅炉负荷-单侧喷氨总量(或总调节阀开度)之间的折线函 数关系式进行初步调节,同时引入锅炉负荷、入口 N0X浓度、出口 N0X浓度等前馈信号进行再 调节,可稳定、准确地实现SCR系统单侧喷氨总调节阀的自动控制。
[0046] 当前国内燃煤机组的SCR脱硝系统喷氨支管阀门几乎全部采用了手动阀门,一旦 完成对系统运行特性的解析及喷氨支管阀门确定后,所有手动阀门开度均保持不变。然而 系统内部实际运行特性会随着负荷波动等发生较大幅度的变化,固定开度的喷氨控制策略 显然不能保证系统运行特性与喷氨控制特性的良好匹配。对此,本发明所公开的一种基于 喷氨敏感阀锁定的SCR系统自动控制方法,基于对系统运行特性的全方法解析,研究各喷氨 支管阀门权重/开度随负荷波动的变化规律,并按照预定的敏感阀锁定原则,锁定一定数量 的敏感阀,并在各敏感阀位置更换安装自动调节阀;非敏感阀仍采用原手动调节阀,其开度 采用各变负荷工况对应开度的平均水平。进而开发喷氨逻辑控制器副控逻辑回路,实现锁 定敏感阀的自动控制。
[0047] 基于以上所述优点,本发明专利所公开的一种基于喷氨敏感阀锁定的SCR系统自 动控制方法,可实现对变负荷工况下系统运行特性的全方位解析,并实现SCR系统单侧总调 节阀及锁定敏感阀的自动控制,据此所开发喷氨逻辑控制器实现系统参数的多级优化整定 后投入生产运行,最终实现基于喷氨敏感阀锁定的SCR系统自动控制。从而真正实现变负荷 工况下SCR系统运行特性与喷氨控制特性的实时匹配,变"黑箱控制"为"透明控制",变"粗 放控制"为"精确控制",从而实现SCR系统喷氨的精确自动控制,显著提升SCR脱硝反应效 率,节约氨用量,减少氨逃逸,有效控制ABS的生成。
【附图说明】
[0048]图1为本发明实施案例中SCR系统喷氨格栅(AIG)结构示意图。
[0049] 图2为本发明实施案例中锁定敏感阀自动控制特性。
[0050] 图3为本发明实施案例中AIG自动控制副控回路控制逻辑图。
【具体实施方式】
[0051]下面结合附图对本发明进行详细说明,本实施案例在以本技术方案为前提下进行 实施,应当理解实施案例是为了说明本发明,但是本发明的保护范围不局限于所述的实施 案例。
[0052]本实施案例针对某660MW燃煤机组进行SCR系统AIG自动控制开发,该SCR喷氨系统 共由1个总阀、2个总自动调节阀、48个喷氨支管阀门(单侧各24个)等部件协同控制喷氨量。 下面以该SCR系统A侧AIG自动控制开发为例进行叙述,具体实施步骤如下:
[0053] 1、基于现场测试及CH)数值模拟技术的SCR系统变负荷工况运行特性全方位解析
[0054]采集变负荷工况下喷氨格栅(AIG)前烟道横向截面内离散测点处的烟气"N0X流" 运行数据,在此基础上获得AIG前烟气"N0X流"区域连续分布特性;同时基于CH)数值模拟技 术研究对应变负荷工况下AIG前烟气"N0 X流"区域连续分布特性。
[0055] 结合AIG自身结构型式(如附图1所示),获得对应定负荷工况下与AIG型式相匹配 的烟气"N0X流"分区域连续分布特性。
[0056] 2、喷氨支管阀门敏感阀锁定及安装自动调节阀
[0057]根据AIG前烟气"N0X流"分区域连续分布特性,确定对应定负荷工况下的喷氨支管 阀门权重,并解析变动负荷下各阀门权重随负荷波动的敏感性变化规律,同时根据阀门权 重与开度之间的对应关系,解析各阀门开度随负荷波动的敏感性变化规律,即获得每个阀 门开度随负荷波动的具体调节特性。随后根据预设敏感阀锁定原则锁定一定数量敏感阀, 在各敏感阀位置更换安装自动调节阀,非敏感阀仍采用原手动调节阀,其开度采用各变负 荷工况对应开度的平均水平。
[0058]经分析,本具体实施案例中max { AWi} ? 1.42,在喷氨支管阀门平均开度:Μ定义 为〇. 5(平均开度为50% )的基础上,压缩系数CP ? 2.84。
[0059]据此,不同定负荷工况下各喷氨支管阀门开度确定方法可按下式计算获得:
[0061] 随后通过数值方法获得变负荷工况下喷氨支管阀门开度0Κ与锅炉负荷MW之间的 函数关系式。并依据与敏感性评判系数ε之间的相对关系锁定敏感 阀,本具体实施案例中定义 ε =0.15%。
[0062] 表1:某660MW燃煤机组SCR系统Α侧非敏感阀具体开度情况

[0064] 据此本实施案例中锁定的SCR系统喷氨支管敏感阀共计6个,其编号依次为:03#、 15#、24#、06#、05#、14#(敏感性由强到弱排序)。所锁定敏感阀更换为自动调节阀,其具体自 动控制特性如附图2所示,各非敏感阀的具体开度情况如表1所示。
[0065] 3、喷氨逻辑控制器开发及系统参数多级优化整定
[0066] 开发喷氨逻辑控制器实现SCR系统喷氨总调节阀及所述敏感阀的自动控制,并开 发对应的主控逻辑回路和副控逻辑回路(本具体实施案例中AIG精确自动控制所采用的副 控逻辑图如附图3所示)。继而根据步骤1所得变负荷工况下与AIG型式相匹配的烟气"N0 X 流"分区域连续分布特性实现副控逻辑回路系统参数整定,根据SCR系统历史运行特性解析 实现主控逻辑回路系统参数整定。
[0067] 开发0PC运行库,0PC测试服务器和SCR控制器三个软件包实现模拟条件下对喷氨 逻辑控制器主副控逻辑回路系统参数的一级优化整定。首先在PC机上注册0PC运行库,事先 需根据主副控回路控制逻辑回路编写model, json模
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