一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制方法及控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制方法及控制系统，供氨自动回路由主控回路和辅控回路构成，所述主控回路取SCR反应器的出口NOx浓度作为过程值进行调节，所述辅控回路包括多个单控回路，每个单控回路取供氨流量作为过程值进行调节。本发明的有益效果为：通过多个函数关系，将锅炉负荷、入口NOx浓度、出口NOx浓度等参数变化所引起的扰动对自动控制回路的影响消除或者降到最低，它能够使供氨自动回路提前响应，快速调节，消除扰动带来的影响，达到精确控制的目的。
【专利说明】
一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制方法及控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及脱硝供氨技术领域，具体而言，涉及一种火电厂脱硝供氨自动回路的 控制方法及控制系统。
【背景技术】
[0002] 随着我国环境保护法律、法规和标准的日趋严格，烟气脱硝技术已广泛应用于绝 大多数火电燃煤机组。对于燃烧产生的N0 X控制方法主要有燃烧前控制、燃烧中控制和燃 烧后控制3类。燃烧前控制就是将燃料煤转化为低氮燃料，但其难度很大，成本很高，工程 应用极少；燃烧中控制是指改进燃烧方式和生产工艺，采用低N0J1烧技术，降低炉内^，生 成量，该方法费用较低，但由于炉内低氮燃烧技术的局限性，使得N0 X控制效果并不理想；燃 烧后控制是指在烟道尾部加装脱硝装置，将烟气中的N0X转变为无害的N 2或有用的肥料，因 其具有技术成熟、脱硝效率高、运行可靠等优点，是目前国际上应用最广泛的N0X控制技术。
[0003] 我国的火电机组中，有92 %以上的脱硝装置采用燃烧后控制方式的 SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原法）脱硝工艺，该技术是将氨类还 原剂喷入烟气中，在催化剂的作用下有选择地与N0X进行还原反应，将烟气中的NO x转化为 N2和 H20。
[0004] 常用的脱硝还原剂有液氨、氨水和尿素3种。液氨的投资、运输和使用费用最低， 但液氨属于危险品，必须有严格的安全保证和防火措施，其运输和储存涉及到当地法规和 劳动卫生标准；氨水运输体积庞大，运输和储存费用最高；尿素是一种安全的颗粒状农业 肥料，无运输和储存问题，但制氨系统复杂，初期投资较大。
[0005] 脱硝系统在运行过程中，如果还原剂喷入过少，会导致放超标，发电企业将 面临高额的环保处罚；如果还原剂喷入过多，不仅会造成还原剂的浪费，增加运行成本，而 且还会增大氨气的逃逸率，进而大大增加空预器堵塞的风险。因此，火力发电厂在确保N0 X 排放达标的同时，还要增强脱硝系统运行的可靠性、连续性和经济性。其中，精确控制脱硝 系统的还原剂喷入量（以下简称供氨量）成为避免超标排放、有效降低运行成本的关键。 [0006] 从目前国内脱硝系统的运行情况来看，脱硝系统对供氨量的控制通常采用基本控 制方式，即固定摩尔比控制方式（Constant Mole Ratio Control)。在该控制方式下系统 按照固定的NH3/N0x摩尔比脱除烟气中NO x。供氨调节执行机构的供氨流量作为单回路PID 控制的过程值（PV)，每个执行机构的供氨流量设定值（SP)计算原理如下：
[0007] (1) N0JM量流量=烟气流量X入口 NO x浓度；
[0008] (2)还原剂质量流量=N0JM量流量X氨氮摩尔比X转换系数；
[0010] 这种控制策略是设定值可调的单回路控制策略，其控制原理框图如图1所示。其 中，烟气流量的数值可以通过流量计测量直接获得，也可根据锅炉负荷对应的理论值获得。
[0011] 也有部分脱硝系统对A侧、B侧反应器分别采用双PID串级调节的控制方式来实 现对供氨量的控制。主PID调节器调节脱硝效率或SCR反应器出口 N0X浓度（以下简称出 口 N0X浓度），副PID调节器调节供氨流量。为了使自动回路在负荷变动时能够快速响应， 增强自动回路的稳定性，这种串级调节回路通常还会引入锅炉负荷作为前馈信号。单侧双 PID串级调节控制方式的原理框图如图2所示。
[0012] 固定摩尔比的控制策略在理论上是可行的，但在实际应用的过程中，往往因烟气 量波动过大、调节响应迟缓等原因导致自动回路投入不稳定，经常出现还原剂喷入过少或 喷入过多的现象，严重影响脱硝系统的长期稳定运行，不仅增大了运行人员的工作强度，而 且还大大增加了运行成本。
[0013] 而双PID串级调节的控制策略，尽管采用双PID调节器进行调节，又引入了锅炉负 荷前馈信号，在一定程度上改善了自动回路的控制效果，但由于并未消除其他干扰因素带 来的影响，在实际应用过程中仍然存在调节幅度偏大、调节周期过长等问题。
[0014] 排除脱硝CEMS设备故障和调节执行机构的本体特性等对供氨自动回路的影响， 通过系统性分析，造成供氨自动回路调节品质差的主要原因可归纳为以下几点：
[0015] (1)烟气流量参数不准确。在实际应用中，无论是通过仪表直接测量获得，还是根 据锅炉负荷对应的理论值获得，所得到的烟气流量数据都无法准确反映实际工况中烟气流 量的真实变化情况。尤其是通过仪表测量获得的烟气流量，即使是仪表本身工作正常，其测 量值也会经常大幅波动，导致调节输出值上下波动频繁，甚至有时真实的烟气流量在增大 (可通过锅炉负荷和入口 NOJ^度的变化判断），而仪表的测量值却在减小或基本不变，进 而导致应该增加还原剂喷入量的时候调节输出却没有增加，使得控制效果非常不理想。而 根据锅炉负荷对应的理论值所获得的烟气流量也是不准确的，因为即使在锅炉负荷相同的 情况下，不同的入炉煤质和燃烧工况所产生的烟气量也是不同的。
[0016] (2)自动回路响应迟缓。这是由于工艺系统本身造成的，因为化学反应需要一定 的时间，加之工艺管道、设备设施布置的缘故，使得刚刚喷入的还原剂不能马上参与还原反 应，而需要几分钟甚至更长时间才能使出口 NOJ^度降低。在这种情况下，如果将供氨自动 回路的调节作用增强，就会造成超调；相反，如果将调节作用减弱，就会出现调节滞后、自动 回路跟不上的现象。
[0017] (3)自动回路干扰因素较多。锅炉负荷变动时，会引起烟气量的大幅变化，使得 SCR反应器入口的^^^量随之大幅波动，进而导致自动回路的调节输出上下频繁波动。另 外，在锅炉负荷基本平稳时，入炉煤质和燃烧调整的变化，也会使SCR反应器入口的^^^量 发生变化，进而影响自动回路的调节效果。CEMS设备在进行自动反吹、校准等定期维护任 务时，会将CEMS系统对外传输的数据锁定保持，不同的设备厂家，CEMS自动维护所需的时 间也有所不同，有的CEMS设备仅需使数据保持1~3分钟，而有的则需保持数据10分钟以 上；对于供氨自动回路来说，保持后的数值就是一个定值，如果长时间按照此数值进行自动 调节，一旦保持的CEMS数据被释放，释放前后的数值偏差往往会很大，这就会造成阶跃式 的扰动；如果在CEMS数据保持的同时锁定保持PID调节器的输出值，那么保持的数据被释 放后，同样会引起自动回路振荡，自动回路往往需要很长时间才能调整到稳态，甚至有时会 出现偏差过大、无法调整回来的现象。
【发明内容】
[0018] 为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种消除干扰因素、达到精确控制目的 的火电厂脱硝供氨自动回路的控制方法及控制系统。
[0019] 本发明提供了 一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制方法，供氨自动回路由主控回 路和辅控回路构成，所述主控回路取SCR反应器的出口 N0X浓度作为过程值进行调节，所述 辅控回路包括多个单控回路，每个单控回路取供氨流量作为过程值进行调节，具体包括步 骤：
[0020] 步骤1，锅炉负荷通过第一函数F1⑴得到不同负荷下对应的所需供氨量的基数；
[0021] 步骤2,通过判断选择得到主控回路的PID调节器的过程值：
[0022] 如果A侧出口和B侧出口均正常，则A侧出口 N0X*度值和B侧出口 N0，农度值通 过第一模拟量二选一模块进行选择运算，所述第一模拟量二选一模块输出的出口 N0X浓度 值作为主控回路的PID调节器的过程值；
[0023] 如果A侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用B侧出口啤浓度值作为主控回路 的PID调节器的过程值；
[0024] 如果B侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用A侧出口啤浓度值作为主控回路 的PID调节器的过程值；
[0025] 步骤3,将步骤2中得到的出口啤浓度值通过第三函数F3⑴得到出口 N0冰度 值的不同速度变化率对应的第一输出补偿参数，并将所述第一输出补偿参数作为前馈信号 参与调节运算；
[0026] 步骤4,所述主控回路的PID调节器将步骤2中得到的出口 NOJJ度值和步骤3中 得到的所述第一输出补偿参数进行调节运算，运算后的输出值通过第二函数F2(X)得到所 需供氨量的修正系数；
[0027] 步骤5,将步骤1得到的基数和步骤4得到的修正系数相乘得到供氨量值；
[0028] 步骤6,将所述锅炉负荷的速度变化率通过第五函数F5 (X)得到不同的速度变化 率对应的第二输出补偿参数；
[0029] 步骤7, A侧入口 N0X*度值和B侧入口 N0 ^农度值通过第二模拟量二选一模块进 行选择运算，所述第二模拟量二选一模块输出的值作为选择后的入口 N0X浓度值，将输出的 入口 N0X浓度值的速度变化率通过第四函数F4(X)得到不同的速度变化率对应的第三输出 补偿参数；
[0030] 步骤8,将所述第二输出补偿参数和所述第三输出补偿参数与步骤5获得的供氨 量值相加，得到实际所需的供氨量，并将此数值平均分配给投入自动的供氨调节执行机构， 得到每个执行机构供氨流量设定值，作为辅控回路中每个单控回路中的PID调节器的供氨 流量设定值；
[0031] 步骤9,将每个单控回路的供氨流量与每个单控回路中的PID调节器的供氨流量 设定值进行调节运算，得到每个供氨调节执行机构的供氨调节流量。
[0032] 作为本发明的进一步改进，步骤2中，所述第一模拟量二选一模块输出的出口 N0X 浓度值为A侧出口啤浓度值和B侧出口 NO x浓度值中的最大值或A侧出口 NO冰度值和B 侧出口 N0X浓度值中的最小值或A侧出口 NO 度值和B侧出口 NO x浓度值的平均值。
[0033] 作为本发明的进一步改进，步骤7中，所述第二模拟量二选一模块输出的入口 N0X 浓度值为A侧入口 NOJ^度值和B侧入口 NO x浓度值中的最大值或A侧入口 NO ^农度值和B 侧入口 N0X浓度值中的最小值或A侧入口 NO 度值和B侧入口 NO x浓度值的平均值。
[0034] 本发明还提供了一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制系统，供氨自动回路由主控 回路和辅控回路构成，所述主控回路取SCR反应器的出口 N0X浓度作为过程值进行调节， 所述辅控回路包括多个单控回路，每个单控回路取供氨流量作为过程值进行调节，具体包 括：
[0035] 第一运算模块，锅炉负荷通过第一函数F1(X)得到不同负荷下对应的所需供氨量 的基数；
[0036] 判断选择模块，通过判断选择得到主控回路的PID调节器的过程值：
[0037] 如果A侧出口和B侧出口均正常，则A侧出口 N0X*度值和B侧出口 N0，农度值通 过第一模拟量二选一模块进行选择运算，所述第一模拟量二选一模块输出的出口 N0X浓度 值作为主控回路的PID调节器的过程值；
[0038] 如果A侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用B侧出口 N0X浓度值作为主控回路 的PID调节器的过程值；
[0039] 如果B侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用A侧出口 N0X浓度值作为主控回路 的PID调节器的过程值；
[0040] 第一补偿模块，将所述判断选择模块输出的出口 N0X浓度值通过第三函数F3(X) 得到出口 NOJ^度值的不同速度变化率对应的第一输出补偿参数，并将所述第一输出补偿 参数作为前馈信号参与调节运算；
[0041] 第一调节模块，所述主控回路的PID调节器将所述判断选择模块输出的出口 N0X 浓度和所述第一补偿模块中得到的所述第一输出补偿参数进行调节运算，运算后的输出值 通过第二函数F2(X)得到所需供氨量的修正系数；
[0042] 第二运算模块，将所述第一运算模块得到的基数和所述第一调节模块得到的修正 系数相乘得到供氨量值；
[0043] 第二补偿模块，将所述锅炉负荷的速度变化率通过第五函数F5(X)得到不同的速 度变化率对应的第二输出补偿参数；
[0044] 第三补偿模块，A侧入口勵^农度值和B侧入口 N0 ^农度值通过第二模拟量二选一 模块进行选择运算，所述第二模拟量二选一模块输出的值作为选择后的入口 N0X浓度值，将 输出的入口 N0X浓度值的速度变化率通过第四函数F4 (X)得到不同的速度变化率对应的第 三输出补偿参数；
[0045] 第三运算模块，将所述第二输出补偿参数和所述第三输出补偿参数与所述第二运 算模块获得的供氨量值相加，得到实际所需的供氨量，并将此数值平均分配给投入自动的 供氨调节执行机构，得到每个执行机构供氨流量设定值，作为辅控回路中每个单控回路中 的PID调节器的供氨流量设定值；
[0046] 第二调节模块，将每个单控回路的供氨流量与每个单控回路中的PID调节器的供 氨流量设定值进行调节运算，得到每个供氨调节执行机构的供氨调节流量。
[0047] 作为本发明的进一步改进，所述判断选择模块中，所述第一模拟量二选一模块输 出的出口 N0X*度值为A侧出口 N0，农度值和B侧出口 NO x浓度值中的最大值或A侧出口 NOjJ度值和B侧出口 NO 度值中的最小值或A侧出口 N0，农度值和B侧出口 NO x浓度值 的平均值。
[0048] 作为本发明的进一步改进，所述第三补偿模块中，所述第二模拟量二选一模块输 出的入口 N0X*度值为A侧入口 N0，农度值和B侧入口 NO x浓度值中的最大值或A侧入口 NOjJ度值和B侧入口 NO 度值中的最小值或A侧入口 N0 ^农度值和B侧入口 NO x浓度值 的平均值。
[0049] 本发明的有益效果为：通过多个函数关系，将锅炉负荷、入口 N0X浓度、出口 N0，农 度等参数变化所引起的扰动对自动控制回路的影响消除或者降到最低，它能够使供氨自动 回路提前响应，快速调节，消除扰动带来的影响，达到精确控制的目的。
【附图说明】
[0050] 图1为固定摩尔比控制方式的原理框图；
[0051] 图2为单侧双PID串级调节控制方式的原理框图；
[0052] 图3为本发明实施例所述的一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制方法的流程图；
[0053] 图4为本发明实施例所述的主控回路原理框图；
[0054] 图5为本发明实施例所述的辅控回路原理框图；
[0055] 图6为本发明实施例所述的偏置修正功能原理框图；
[0056] 图7为本发明实施例所述的一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制系统的结构框 图。
【具体实施方式】
[0057] 下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0058] 实施例1，如图3所示，本发明实施例的一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制方 法，供氨自动回路由主控回路和辅控回路构成，主控回路取SCR反应器的出口 NOJ^度作为 过程值进行调节，辅控回路包括多个单控回路，每个单控回路取供氨流量作为过程值进行 调节，具体包括步骤：
[0059] 步骤1，锅炉负荷通过第一函数F1⑴得到不同负荷下对应的所需供氨量的基数；
[0060] 步骤2,通过判断选择得到主控回路的PID调节器的过程值：
[0061 ] 如果A侧出口和B侧出口均正常，则A侧出口 N0X*度值和B侧出口 N0，农度值通 过第一模拟量二选一模块进行选择运算，第一模拟量二选一模块输出A侧出口 N0X浓度值 和B侧出口 N0X浓度值中的最大值或A侧出口 N0，农度值和B侧出口 N0，农度值中的最小 值或A侧出口 NOJ^度值和B侧出口 N0 ^农度值的平均值作为主控回路的PID调节器的过 程值；
[0062] 如果A侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用B侧出口 N0X浓度值作为主控回路 的PID调节器的过程值；
[0063] 如果B侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用A侧出口 N0X浓度值作为主控回路 的PID调节器的过程值；
[0064] 步骤3,将步骤2中得到的出口啤浓度值通过第三函数F3⑴得到出口 N0冰度 值的不同速度变化率对应的第一输出补偿参数，并将第一输出补偿参数作为前馈信号参与 调节运算；
[0065] 步骤4,主控回路的PID调节器将步骤2中得到的出口啤浓度值和步骤3中得到 的第一输出补偿参数进行调节运算，运算后的输出值通过第二函数F2(X)得到所需供氨量 的修正系数；
[0066] 步骤5,将步骤1得到的基数和步骤4得到的修正系数相乘得到供氨量值；
[0067] 步骤6,将锅炉负荷的速度变化率通过第五函数F5 (X)得到不同的速度变化率对 应的第二输出补偿参数；
[0068] 步骤7，A侧入口 N0X*度值和B侧入口 NO 度值通过第二模拟量二选一模块进 行选择运算，第二模拟量二选一模块输出A侧入口 NOJ^度值和B侧入口 NO x浓度值中的最 大值或A侧入口 N0X*度值和B侧入口 NO x浓度值中的最小值或A侧入口 N0 ^农度值和B侧 入口 N0X浓度值的平均值作为选择后的入口 NO x浓度值，将输出的入口 N0 ^农度值的速度变 化率通过第四函数F4(X)得到不同的速度变化率对应的第三输出补偿参数；
[0069] 步骤8,将第二输出补偿参数和第三输出补偿参数与步骤5获得的供氨量值相加， 得到实际所需的供氨量，并将此数值平均分配给投入自动的供氨调节执行机构，得到每个 执行机构供氨流量设定值，作为辅控回路中每个单控回路中的PID调节器的供氨流量设定 值；
[0070] 步骤9,将每个单控回路的供氨流量与每个单控回路中的PID调节器的供氨流量 设定值进行调节运算，得到每个供氨调节执行机构的供氨调节流量。
[0071] 如图4和图5所示，锅炉负荷通过第一函数FI (X)确定不同负荷下对应的所需供 氨量的基数。图4中，（￡)表示速度变化率。主控回路的PID调节器以出口 N〇Jj度作为 过程量进行调节运算，其输出值通过第二函数F2(X)确定所需供氨量的修正系数。基数与 修正系数相乘即可获得实际所需的供氨量，再将此数值平均分配给每个投入自动的执行机 构，作为辅控回路中每个单控回路中的PID调节器的供氨流量设定值。出口 NOJ^度的速 度变化率通过第三函数F3 (X)确定不同的速度变化率对应的第一输出补偿参数，并作为前 馈信号参与调节运算。入口 N0X浓度的速度变化率通过第四函数F4(X)确定不同的速度变 化率对应的第三输出补偿参数；锅炉负荷的速度变化率通过第五函数F5(X)确定不同的速 度变化率对应的第二输出补偿参数。
[0072] 其中，第一函数F1(X)、第二函数F2(X)、第三函数F3(X)、第四函数F4⑴和第五 函数F5(X)的参数取值如表1。第一函数F1(X)中，X为锅炉负荷，Y为所需供氨量的基数。 第二函数F2(X)中，X为主控PID调节器输出值，Y为所需供氨量的修正系数。第三函数 F3(X)中，X为出口啤浓度的速度变化率，Y为第一输出补偿参数。第四函数F4⑴中，X 为入口 N0X浓度的速度变化率，Y为第三输出补偿参数。第五函数F5(X)中，X为锅炉负荷 的速度变化率，Y为第二输出补偿参数。在表1的第三函数F3(X)、第四函数F4(X)和第五 函数F5 (X)的X的取值中，正数表示上升的速度变化率，负数表示下降的速度变化率。
[0073] 通过第一函数F1(X)、第二函数F2(X)、第三函数F3(X)、第四函数F4(X)和第五函 数F5 (X)，可将锅炉负荷、入口啤浓度、出口 N0冰度等扰动因素对自动控制回路的影响消 除或者降到最低。
[0074] 表 1
[0075]
[0076] 针对CEMS系统定期校准维护的问题，可以采用多层选择的控制模式，即正常情况 下使用A侧出口、B侧出口 N0X浓度通过第一模拟量二选一模块来输出值，作为主控回路的 PID调节器的过程值参与调节运算；当A侧出口 CEMS系统校准维护时，则选用B侧出口 N0X 浓度作为主控回路PID调节器的过程值；同理，当B侧出口 CEMS系统校准维护时，则选用A 侧出口 N0X浓度作为主控回路PID调节器的过程值。因入口 CEMS系统校准维护对本策略 的控制回路影响很小，故不予考虑。针对A侧出口、B侧出口 CEMS系统可能同时发生校准 维护的情况，可调整出口 CEMS系统定期校准维护的时间，错开两侧出口 CEMS系统校准维护 的时间节点，避免两侧出口 CEMS系统同时维护的情况发生。
[0077] 考虑到A侧反应器、B侧反应器的运行状况可能会不同，从而导致两侧实际的需氨 量不一致；如果只是简单的平均分配，就会出现某一侧反应器还原剂喷入过多的现象。因 此，在总的供氨流量平均分配获得每个执行机构流量设定值之后，并在该设定值进入每个 单控回路PID调节器之前，添加偏置修正功能，可实现A侧反应器和B侧反应器按需供氨， 避免单侧反应器过喷的情况发生。本发明的偏置修正功能的原理框图如图6所示，运算原 理如下：
[0078] C高选=Max (CA 侧，CB 侧）；
[0079] AfC 高选-CA 侧；
[0080] A 2= C 高选一CB侧；
[0081 ] 其中：CA侧为A侧出口 NOx浓度值，CB侧为B侧出口 NOx浓度值。
[0082] 将A侧出口 NOx浓度值、B侧出口 NOx浓度值通过高选逻辑选出二者中的最大值， 将此值分别与A侧出口 NOx浓度值和B侧出口 NOx浓度值做差得出A JP A 2。如果A 1 < 1，则A侧供氨量不修正，即A侧供氨量的修正值为0 ;如果A 1，则根据第六函数F6 〇() 确定不同的A ^直对应的A侧供氨量的减少量。同理，如果A 2< 1，则B侧供氨量不修正， 即B侧供氨量的修正值为0 ;如果A2> 1，则根据第七函数F7(X)确定不同的A 2值对应的 B侧供氨量的减少量。第六函数F6(X)和第七函数F7(X)的输出值分别与主控回路求得的 每个执行机构供氨流量设定值相加，从而获得修正后的每个执行机构供氨流量设定值。第 六函数F6 (X)和第七函数F7 (X)的参数取值如表2。
[0083] 表 2
[0084]
[0085] 表2中，第六函数F6⑴中，X为A
1，Y为不同的A 1值对应的A侧供氨量的减少 量。第七函数F7⑴中，X为A2，Y为不同的A2值对应的B侧供氨量的减少量。
[0086] 由于尿素法脱硝工艺中A侧反应器入口和B侧反应器入口管道为手动调节门，因 此该偏置修正功能通常仅适用于液氨法脱硝工艺。
[0087] 实施例2,如图7所示，本发明还提供了一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制系 统，供氨自动回路由主控回路和辅控回路构成，主控回路取SCR反应器的出口 NOJ^度作为 过程值进行调节，辅控回路包括多个单控回路，每个单控回路取供氨流量作为过程值进行 调节，具体包括：
[0088] 第一运算模块，锅炉负荷通过第一函数F1(X)得到不同负荷下对应的所需供氨量 的基数；
[0089] 判断选择模块，通过判断选择得到主控回路的PID调节器的过程值：
[0090] 如果A侧出口和B侧出口均正常，则A侧出口 N0X*度值和B侧出口 N0，农度值通 过第一模拟量二选一模块进行选择运算，第一模拟量二选一模块输出A侧出口 N0X浓度值 和B侧出口 N0X浓度值中的最大值或A侧出口 N0，农度值和B侧出口 N0，农度值中的最小 值或A侧出口 NOJ^度值和B侧出口 N0 ^农度值的平均值作为主控回路的PID调节器的过 程值；
[0091 ] 如果A侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用B侧出口 N0X浓度值作为主控回路 的PID调节器的过程值；
[0092] 如果B侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用A侧出口 N0X浓度值作为主控回路 的PID调节器的过程值；
[0093] 第一补偿模块，将判断选择模块输出的出口 N0X浓度值通过第三函数F3 (X)得到 出口 NOJ^度值的不同速度变化率对应的第一输出补偿参数，并将第一输出补偿参数作为 前馈信号参与调节运算；
[0094] 第一调节模块，主控回路的PID调节器将判断选择模块输出的出口 N〇Jj度和 第一补偿模块中得到的第一输出补偿参数进行调节运算，运算后的输出值通过第二函数 F2(X)得到所需供氨量的修正系数；
[0095] 第二运算模块，将第一运算模块得到的基数和第一调节模块得到的修正系数相乘 得到供氨量值；
[0096] 第二补偿模块，将锅炉负荷的速度变化率通过第五函数F5(X)得到不同的速度变 化率对应的第二输出补偿参数；
[0097] 第三补偿模块，A侧入口 N0X*度值和B侧入口 N0 ^农度值通过第二模拟量二选一 模块进行选择运算，第二模拟量二选一模块输出A侧入口 NOJ^度值和B侧入口 NO x浓度值 中的最大值或A侧入口 NOjJ度值和B侧入口 NO冰度值中的最小值或A侧入口 NO冰度 值和B侧入口 NOjJ度值的平均值作为选择后的入口 NO 度值，将输出的入口 NO x浓度值 的速度变化率通过第四函数F4(X)得到不同的速度变化率对应的第三输出补偿参数；
[0098] 第三运算模块，将第二输出补偿参数和第三输出补偿参数与第二运算模块获得的 供氨量值相加，得到实际所需的供氨量，并将此数值平均分配给投入自动的供氨调节执行 机构，得到每个执行机构供氨流量设定值，作为辅控回路中每个单控回路中的PID调节器 的供氨流量设定值；
[0099] 第二调节模块，将每个单控回路的供氨流量与每个单控回路中的PID调节器的供 氨流量设定值进行调节运算，得到每个供氨调节执行机构的供氨调节流量。
[0100] 本发明的供氨自动回路的调节效果优良，为脱硝系统的安全、稳定、经济运行提供 了保障。本发明的控制方法能够达到各项控制指标，较好地满足SCR脱硝自动化控制的要 求，对于SCR脱硝系统，具有较强的通用性和实用性。
[0101] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制方法，其特征在于，供氨自动回路由主控回路 和辅控回路构成，所述主控回路取SCR反应器的出口 NOx浓度值作为过程值进行调节，所述 辅控回路包括多个单控回路，每个单控回路取供氨流量作为过程值进行调节，具体包括步 骤： 步骤1，锅炉负荷通过第一函数Fl (X)得到不同负荷下对应的所需供氨量的基数； 步骤2,通过判断选择得到主控回路的PID调节器的过程值： 如果A侧出口和B侧出口均正常，则A侧出口 NOx*度值和B侧出口 NO x浓度值通过第 一模拟量二选一模块进行选择运算，所述第一模拟量二选一模块输出的出口 Ν0Χ*度值作 为主控回路的PID调节器的过程值； 如果A侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用B侧出口 NOx浓度值作为主控回路的 PID调节器的过程值； 如果B侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用A侧出口 NOx浓度值作为主控回路的 PID调节器的过程值； 步骤3,将步骤2中得到的出口 NOx浓度值通过第三函数F3 (X)得到出口 NO，农度值的 不同速度变化率对应的第一输出补偿参数，并将所述第一输出补偿参数作为前馈信号参与 调节运算； 步骤4,所述主控回路的PID调节器将步骤2中得到的出口 NOJi度值和步骤3中得到 的所述第一输出补偿参数进行调节运算，运算后的输出值通过第二函数F2 (X)得到所需供 氨量的修正系数； 步骤5,将步骤1得到的基数和步骤4得到的修正系数相乘得到供氨量值； 步骤6,将所述锅炉负荷的速度变化率通过第五函数F5 (X)得到不同的速度变化率对 应的第二输出补偿参数； 步骤7, A侧入口 NOx*度值和B侧入口 NO x浓度值通过第二模拟量二选一模块进行选 择运算，所述第二模拟量二选一模块输出的值作为选择后的入口 NOx浓度值，将输出的入口 NOx浓度值的速度变化率通过第四函数F4 (X)得到不同的速度变化率对应的第三输出补偿 参数； 步骤8,将所述第二输出补偿参数和所述第三输出补偿参数与步骤5获得的供氨量值 相加，得到实际所需的供氨量，并将此数值平均分配给投入自动的供氨调节执行机构，得到 每个执行机构供氨流量设定值，作为辅控回路中每个单控回路中的PID调节器的供氨流量 设定值； 步骤9,将每个单控回路的供氨流量与每个单控回路中的PID调节器的供氨流量设定 值进行调节运算，得到每个供氨调节执行机构的供氨调节流量。2. 根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤2中，所述第一模拟量二选一模 块输出的出口 NOJ^度值为A侧出口 NO ^农度值和B侧出口 NO x浓度值中的最大值或A侧 出口 NOji度值和B侧出口 NO x浓度值中的最小值或A侧出口 NO ,浓度值和B侧出口 NO ,浓 度值的平均值。3. 根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤7中，所述第二模拟量二选一模 块输出的入口 NOJ^度值为A侧入口 NO ^农度值和B侧入口 NO x浓度值中的最大值或A侧 入口 NOji度值和B侧入口 NO x浓度值中的最小值或A侧入口 NO 度值和B侧入口 NO，农 度值的平均值。4. 一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制系统，其特征在于，供氨自动回路由主控回路 和辅控回路构成，所述主控回路取SCR反应器的出口 NOx浓度作为过程值进行调节，所述辅 控回路包括多个单控回路，每个单控回路取供氨流量作为过程值进行调节，具体包括： 第一运算模块，锅炉负荷通过第一函数Fl (X)得到不同负荷下对应的所需供氨量的基 数； 判断选择模块，通过判断选择得到主控回路的PID调节器的过程值： 如果A侧出口和B侧出口均正常，则A侧出口 NOx*度值和B侧出口 NO x浓度值通过第 一模拟量二选一模块进行选择运算，所述第一模拟量二选一模块输出的出口 Ν0Χ*度值作 为主控回路的PID调节器的过程值； 如果A侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用B侧出口 NOJ^度值作为主控回路的PID 调节器的过程值； 如果B侧出口的CEMS系统在校准维护，则选用A侧出口 NOJ^度值作为主控回路的PID 调节器的过程值； 第一补偿模块，将所述判断选择模块输出的出口 NOx浓度值通过第三函数F3 (X)得到 出口 NOJ^度值的不同速度变化率对应的第一输出补偿参数，并将所述第一输出补偿参数 作为前馈信号参与调节运算； 第一调节模块，所述主控回路的PID调节器将所述判断选择模块输出的出口 ^^^浓度 和所述第一补偿模块中得到的所述第一输出补偿参数进行调节运算，运算后的输出值通过 第二函数F2 (X)得到所需供氨量的修正系数； 第二运算模块，将所述第一运算模块得到的基数和所述第一调节模块得到的修正系数 相乘得到供氨量值； 第二补偿模块，将所述锅炉负荷的速度变化率通过第五函数F5 (X)得到不同的速度变 化率对应的第二输出补偿参数； 第三补偿模块，A侧入口 NOJ^度值和B侧入口 NO χ浓度值通过第二模拟量二选一模块 进行选择运算，所述第二模拟量二选一模块输出的值作为选择后的入口 NOx浓度值，将输出 的入口 NOx浓度值的速度变化率通过第四函数F4 (X)得到不同的速度变化率对应的第三输 出补偿参数； 第三运算模块，将所述第二输出补偿参数和所述第三输出补偿参数与所述第二运算模 块获得的供氨量值相加，得到实际所需的供氨量，并将此数值平均分配给投入自动的供氨 调节执行机构，得到每个执行机构供氨流量设定值，作为辅控回路中每个单控回路中的PID 调节器的供氨流量设定值； 第二调节模块，将每个单控回路的供氨流量与每个单控回路中的PID调节器的供氨流 量设定值进行调节运算，得到每个供氨调节执行机构的供氨调节流量。5. 根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述判断选择模块中，所述第一模拟 量二选一模块输出的出口 NOx*度值为A侧出口 NO ^农度值和B侧出口 NO ^农度值中的最大 值或A侧出口啤浓度值和B侧出口 NO x浓度值中的最小值或A侧出口 NO ,浓度值和B侧 出口 NOx浓度值的平均值。6. 根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述第三补偿模块中，所述第二模拟 量二选一模块输出的入口 NOx*度值为A侧入口 NO ^农度值和B侧入口 NO ^农度值中的最大 值或A侧入口啤浓度值和B侧入口 NO x浓度值中的最小值或A侧入口 NO ,浓度值和B侧 入口 NOx浓度值的平均值。
【文档编号】G05D7/06GK105892504SQ201510459723
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年7月30日
【发明人】郑明欣, 齐勇, 李映斌, 王鸿宇
【申请人】大唐环境产业集团股份有限公司