一种脱硫脱硝自动控制方法、系统、设备及可读存储介质与流程

本申请涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种脱硫脱硝自动控制方法、系统、设备及可读存储介质。

背景技术：

目前，在国内的发电机组中，脱硫脱硝系统一般采用pid自动控制系统，即通过pid自动控制跟踪硫氮氧化物，即二氧化硫、氮氧化物的给定浓度。

在实际运行中，发电机组的燃煤量和二氧化硫、氮氧化物的生成量呈正比例关系，但二氧化硫、氮氧化物的生成与燃煤量存在一定的滞后性，若自动控制中只单纯地跟踪二氧化硫、氮氧化物浓度，会造成调节不及时且脱硫脱硝剂用量大的问题，使得控制精度低，经过脱硫脱硝系统后二氧化硫、氮氧化物的浓度极易超标，带来环保问题。

因此，如何提供一种能解决上述技术问题的方案，是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种脱硫脱硝自动控制方法，可以使得调节更及时，在一定程度上减小脱硫脱硝剂的用量，硫氮氧化物的浓度得到平稳控制，有利于解决环保问题；本申请的另一目的是提供一种脱硫脱硝自动控制系统、设备以及可读存储介质。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种脱硫脱硝自动控制方法，包括：

获取硫氮氧化物的浓度；

根据所述硫氮氧化物的浓度与给定值的偏差，并结合脱硫脱硝系统的预设扰动量计算被控对象的初始开度；

获取发电机组的燃煤量，并根据所述硫氮氧化物的浓度和所述燃煤量计算所述被控对象的补偿开度；

根据所述初始开度与所述补偿开度计算实际开度，根据所述实际开度调整所述被控对象的开度，以投入与所述实际开度对应剂量的脱硫脱硝剂。

优选地，所述被控对象包括所述脱硫脱硝系统中脱硝剂给料装置和脱硫剂给料装置。

优选地，所述脱硝剂给料装置包括流量与阀门开度的线性度大于预设线性度阈值的调节阀。

优选地，所述脱硫剂给料装置为密封、均匀的磨盘式旋转给料机。

优选地，所述获取发电机组的燃煤量，并根据所述硫氮氧化物的浓度和所述燃煤量计算所述被控对象的补偿开度的过程具体为：

获取发电机组的燃煤量，计算所述燃煤量增量和所述燃煤量增量的微分之和，得到第一变量；

根据所述硫氮氧化物的浓度，计算所述硫氮氧化物浓度增量和所述硫氮氧化物浓度增量的微分之和，得到第二变量；

将所述第一变量与预设第一比例系数相乘得到所述燃煤量的变化量，所述第二变量与预设第二比例系数相乘得到所述硫氮氧化物浓度的变化量；

计算所述燃煤量的变化量以及所述硫氮氧化物浓度的变化量之和，得到第三变量；

当所述燃煤量和所述硫氮氧化物浓度上升时，将所述第三变量与预设上升速率相乘得到所述补偿开度；当所述燃煤量和所述硫氮氧化物浓度下降时，将所述第三变量与预设下降速率相乘得到所述补偿开度。

优选地，所述预设上升速率大于所述预设下降速率。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种脱硫脱硝自动控制系统，包括：

获取单元，用于获取硫氮氧化物的浓度以及发电机组的燃煤量；

第一计算单元，用于根据所述硫氮氧化物的浓度与给定值的偏差，并结合脱硫脱硝系统的预设扰动量计算被控对象的初始开度；

第二计算单元，用于根据所述燃煤量和所述硫氮氧化物的浓度计算所述被控对象的补偿开度；

调整单元，用于根据所述初始开度与所述补偿开度计算实际开度，并根据所述实际开度调整所述被控对象的开度，以投入与所述实际开度对应剂量的脱硫脱硝剂。

优选地，所述第二计算单元具体包括：

第一加法子单元，用于根据所述燃煤量计算所述燃煤量增量和所述燃煤量增量的微分之和，得到第一变量；

第二加法子单元，用于根据所述硫氮氧化物的浓度计算所述硫氮氧化物浓度增量和所述硫氮氧化物浓度增量的微分之和，得到第二变量；

第一比例子单元，用于将所述第一变量与预设第一比例系数相乘得到所述燃煤量的变化量，所述第二变量与预设第二比例系数相乘得到所述硫氮氧化物浓度的变化量；

第三加法子单元，用于计算所述燃煤量的变化量以及所述硫氮氧化物浓度的变化量之和，得到第三变量；

第二比例子单元，用于当所述燃煤量和所述硫氮氧化物浓度上升时，将所述第三变量与预设上升速率相乘得到所述补偿开度；当所述燃煤量和所述硫氮氧化物浓度下降时，将所述第三变量与预设下降速率相乘得到所述补偿开度。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种脱硫脱硝自动控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述的脱硫脱硝自动控制方法的步骤。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的脱硫脱硝自动控制方法的步骤。

本申请提供了一种脱硫脱硝自动控制方法，包括获取硫氮氧化物的浓度；根据硫氮氧化物的浓度与给定值的偏差，并结合脱硫脱硝系统的预设扰动量计算被控对象的初始开度；获取发电机组的燃煤量，并根据硫氮氧化物的浓度和燃煤量计算被控对象的补偿开度；根据初始开度与补偿开度计算实际开度，根据实际开度调整被控对象的开度，以投入与实际开度对应剂量的脱硫脱硝剂。

本申请中通过硫氮氧化物的浓度和发电机组的燃煤量计算得到对被控对象的补偿开度，被控对象的初始开度计算时还考虑到脱硫脱硝系统可能存在的扰动，由于补偿开度相当于进行了超前控制，因此根据初始开度与补偿开度计算的实际开度可以更好地跟随硫氮氧化物浓度的快速变化量，使得调节更及时，在一定程度上减小了脱硫脱硝剂的用量，硫氮氧化物的浓度得到平稳控制，有利于解决环保问题。

本申请还提供了一种脱硫脱硝自动控制系统、设备及可读存储介质，与上述脱硫脱硝自动控制方法具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的一种脱硫脱硝自动控制方法的流程示意图；

图2为本申请所提供的一种脱硫脱硝自动控制方法的原理框图；

图3为本申请所提供的一种脱硫脱硝自动控制系统的结构示意图；

图4为本申请所提供的一种脱硫脱硝自动控制设备的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种脱硫脱硝自动控制方法，可以使得调节更及时，在一定程度上减小脱硫脱硝剂的用量，硫氮氧化物的浓度得到平稳控制，有利于解决环保问题；本申请的另一核心是提供一种脱硫脱硝自动控制系统、设备以及可读存储介质。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请所提供的一种脱硫脱硝自动控制方法的流程示意图，包括：

步骤s11：获取硫氮氧化物的浓度。

具体地，本申请自动控制的调节量为脱硫脱硝工艺系统出口的二氧化硫和氮氧化物的浓度。本申请可以通过设置在脱硫脱硝工艺系统出口的监测仪表实时获取二氧化硫和氮氧化物的浓度。

需要说明的是，这里的硫氮氧化物是二氧化硫和氮氧化物的总称，为了便于描述，本申请在以下的介绍中均采用这一总称。

还需要说明的是，本申请的脱硫脱硝自动控制方法可以基于分散控制系统(dcs，distributedcontrolsystem)或可编程逻辑控制器(plc，programmablelogiccontroller)组态编程；分散控制系统或可编程逻辑控制器实现脱硫脱硝自动控制方法的程序，最终输出控制指令给被控对象。当然，还可以采用其他的控制器和控制系统，本申请在此不做特别的限定。

步骤s12：根据硫氮氧化物的浓度与给定值的偏差，并结合脱硫脱硝系统的预设扰动量计算被控对象的初始开度。

具体地，为了应对自动控制过程中的扰动，避免传统自动控制对扰动的滞后性，本申请可以采用自抗扰控制系统，如图2所示的原理框图。自抗扰控制系统在硫氮氧化物的浓度与给定值偏差的基础上还考虑了脱硫脱硝系统的扰动量。自抗扰控制系统主要对脱硫脱硝自动控制过程中产生的内部扰动分量和外部扰动分量进行综合处理，其中，内部扰动分量主要指设备本身原因导致的出力效率变化量，外部扰动分量主要指脱硫脱硝剂在反应时出现的不确定因素，也就是将内部扰动和外部扰动叠加处理后直接补偿到自抗扰控制系统输出，对自抗扰控制系统输出进行调整。

需要说明的是，本申请的自抗扰控制系统在调节量超过给定值一定范围时，可以使自抗扰控制系统的调节作用增强，这可以通过自抗扰控制系统的两套不同强弱的控制参数实现。

步骤s13：获取发电机组的燃煤量，并根据硫氮氧化物的浓度和燃煤量计算被控对象的补偿开度。

具体地，为了更好地适应扰动，对硫氮氧化物的浓度进行超前控制，本申请可以采用如图2所示的前馈控制，根据硫氮氧化物的浓度和燃煤量计算得到前馈控制的补偿开度。引入燃煤量前馈作用后能很好的进行超前控制，前馈中二氧化硫、氮氧化物的浓度对环保参数的控制作用亦然，引入前馈作用中可以更好地控制二氧化硫、氮氧化物浓度的快速变化量，使得环保参数得到平稳控制。

需要说明的是，步骤s12和步骤s13的执行顺序不分先后，也可以先计算补偿开度，再计算初始开度，本申请在此并不做特别的限定。

步骤s14：根据初始开度与补偿开度计算实际开度，根据实际开度调整被控对象的开度，以投入与实际开度对应剂量的脱硫脱硝剂。

具体地，在得到初始开度和补偿开度后，就可以得到被控对象的实际开度，确定对被控对象的出力，这样就可以投入合适剂量的脱硫脱硝剂。

本申请提供了一种脱硫脱硝自动控制方法，包括获取硫氮氧化物的浓度；根据硫氮氧化物的浓度与给定值的偏差，并结合脱硫脱硝系统的预设扰动量计算被控对象的初始开度；获取发电机组的燃煤量，并根据硫氮氧化物的浓度和燃煤量计算被控对象的补偿开度；根据初始开度与补偿开度计算实际开度，根据实际开度调整被控对象的开度，以投入与实际开度对应剂量的脱硫脱硝剂。

本申请中通过硫氮氧化物的浓度和发电机组的燃煤量计算得到对被控对象的补偿开度，被控对象的初始开度计算时还考虑到脱硫脱硝系统可能存在的扰动，由于补偿开度相当于进行了超前控制，因此根据初始开度与补偿开度计算的实际开度可以更好地跟随硫氮氧化物浓度的快速变化量，使得调节更及时，在一定程度上减小了脱硫脱硝剂的用量，硫氮氧化物的浓度得到平稳控制，有利于解决环保问题。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，被控对象包括脱硫脱硝系统中脱硝剂给料装置和脱硫剂给料装置。

具体地，脱硫脱硝工艺系统最终通过投入合适剂量的脱硫脱硝剂来对发电机组产生的二氧化硫、氮氧化物进行处理，以达到环保参数，适合排放标准。具体来说，脱硫脱硝剂是由脱硝剂给料装置和脱硫剂给料装置给出的，作用在脱硝剂给料装置和脱硫剂给料装置的出力不同，投入的脱硫剂和脱硝剂也不同，对二氧化硫、氮氧化物的处理效果也不同。给料装置的线性度要达到工艺要求，用于接收脱硫脱硝自动控制系统的输出信号，对脱硫脱硝剂精准给料，对环保参数精准控制。

作为一种优选的实施例，脱硝剂给料装置包括流量与阀门开度的线性度大于预设线性度阈值的调节阀。

具体地，本申请的脱硝剂给料装置可以包括流量与阀门开度的线性度大于预设线性度阈值的调节阀，采用流量与阀门开度高线性度的调节阀，以达到给料的准确性。

还需要说明的是，除了调节阀外，脱硝剂给料装置还可以包括其他装置或器件，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，脱硫剂给料装置为密封、均匀的磨盘式旋转给料机。

具体地，本申请的脱硝剂给料装置可以采用具备高密封性和均匀性的磨盘式旋转给料机，旋转给料机可以接收脱硫脱硝自动控制系统的输出信号，实现脱硫剂的精准给料。

当然，除了旋转给料机外，脱硫剂给料装置还可以包括其他装置或器件，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选的实施例，获取发电机组的燃煤量，并根据硫氮氧化物的浓度和燃煤量计算被控对象的补偿开度的过程具体为：

获取发电机组的燃煤量，计算燃煤量增量和燃煤量增量的微分之和，得到第一变量；

根据硫氮氧化物的浓度，计算硫氮氧化物浓度增量和硫氮氧化物浓度增量的微分之和，得到第二变量；

将第一变量与预设第一比例系数相乘得到燃煤量的变化量，第二变量与预设第二比例系数相乘得到硫氮氧化物浓度的变化量；

计算燃煤量的变化量以及硫氮氧化物浓度的变化量之和，得到第三变量；

当燃煤量和硫氮氧化物浓度上升时，将第三变量与预设上升速率相乘得到补偿开度；当燃煤量和硫氮氧化物浓度下降时，将第三变量与预设下降速率相乘得到补偿开度。

具体地，如图2所示，本申请的前馈控制为两部分之和：第一，采用发电机组燃煤量的增量以及燃煤量增量的微分；第二，采用脱硫脱硝工艺系统出口二氧化硫、氮氧化物浓度的增量以及二氧化硫、氮氧化物浓度增量的微分。由于实际运行中，发电机组燃煤量和二氧化硫、氮氧化物的生成量成正向比例关系，但二氧化硫、氮氧化物的生成较燃煤量存在一定的滞后性，若自动控制中只单纯地跟踪二氧化硫、氮氧化物浓度，而忽略燃煤量的扰动因素，会给控制带来相当大的难度，造成调节不及时，过量投入脱硫脱硝剂，以及环保参数极易超标的问题。

相应地，引入燃煤量增量及其增量微分的前馈作用后，能很好的对环保参数进行超前控制，前馈中的二氧化硫、氮氧化物浓度增量及增量微分对环保参数的控制作用亦然，引入前馈作用中也可以更好地控制二氧化硫、氮氧化物浓度的快速变化量，使得环保参数得到平稳控制。而前馈中燃煤量和二氧化硫、氮氧化物浓度的增量及增量微分对被控对象控制的强弱可以分别用系数k1和k2进行调整，最终得到与发电机组匹配较好的参数。

相应地，前馈中燃煤量及二氧化硫、氮氧化物浓度均上升时，其增量和增量微分的上升速率可以为k3，可以看做正作用，燃煤量及二氧化硫、氮氧化物浓度均下降时，其增量和增量微分的下降速率可以为k4，可以看做负作用。研究发现环保参数若控制不及时，达到报警值附近且持续快速上升时，需要将控制对象出力快速加大，但也很难达到理想的控制状态，对脱硫脱硝剂造成一定的过量投入。因此前馈作用中的上升速率系数k3和下降速率系数k4可以不同。

作为一种优选的实施例，预设上升速率大于预设下降速率。

具体地，为了达到更好的控制效果，本申请的预设上升速率k3大于预设下降速率k4，当预设上升速率k3较大时，在前馈作用增大时可以使给料装置快速开大，迅速稳定环保参数，而较小的预设下降速率k4可以保证前馈作用减弱时，给料装置缓慢关小，同样是稳定环保参数的作用，速率k3和k4的引入可以更好地实现环保参数的控制。调节量在监测仪表反吹时，被控对象输出在反吹时的开度基础上跟踪前馈变化量。

可见，本申请通过自抗扰控制技术，对发电机组实际运行时产生的扰动分量进行处理，配合灵活的前馈控制及控制速率的调节，提高了脱硫脱硝自动控制的调节品质，一定程度上节约了脱硫脱硝剂用量。

此外，基于本申请的脱硫脱硝自动控制方法，可以实现自动控制与手动控制的无扰切换，手动控制切换为自动控制时，自抗扰控制系统的输出值可以一直跟踪手动状态的给料装置开度，所以切换为自动控制时，给料装置开度可以在手动控制开度上继续调整；自动控制切换为手动控制时，给料装置开度可以在自动控制开度的基础上继续调整。

请参考图3，图3为本申请所提供的一种脱硫脱硝自动控制系统的结构示意图，包括：

获取单元1，用于获取硫氮氧化物的浓度以及发电机组的燃煤量；

第一计算单元2，用于根据硫氮氧化物的浓度与给定值的偏差，并结合脱硫脱硝系统的预设扰动量计算被控对象的初始开度；

第二计算单元3，用于根据燃煤量和硫氮氧化物的浓度计算被控对象的补偿开度；

调整单元4，用于根据初始开度与补偿开度计算实际开度，并根据实际开度调整被控对象的开度，以投入与实际开度对应剂量的脱硫脱硝剂。

作为一种优选的实施例，第二计算单元3具体包括：

第一加法子单元，用于根据燃煤量计算燃煤量增量和燃煤量增量的微分之和，得到第一变量；

第二加法子单元，用于根据硫氮氧化物的浓度计算硫氮氧化物浓度增量和硫氮氧化物浓度增量的微分之和，得到第二变量；

第一比例子单元，用于将第一变量与预设第一比例系数相乘得到燃煤量的变化量，第二变量与预设第二比例系数相乘得到硫氮氧化物浓度的变化量；

第三加法子单元，用于计算燃煤量的变化量以及硫氮氧化物浓度的变化量之和，得到第三变量；

第二比例子单元，用于当燃煤量和硫氮氧化物浓度上升时，将第三变量与预设上升速率相乘得到补偿开度；当燃煤量和硫氮氧化物浓度下降时，将第三变量与预设下降速率相乘得到补偿开度。

本申请还提供了一种脱硫脱硝自动控制系统，具有如上脱硫脱硝自动控制方法相同的有益效果。

对于本申请提供的一种脱硫脱硝自动控制系统的介绍请参照上述脱硫脱硝自动控制方法的实施例，本申请在此不再赘述。

请参考图4，图4为本申请所提供的一种脱硫脱硝自动控制设备的结构示意图，包括：

存储器5，用于存储计算机程序；

处理器6，用于执行计算机程序时实现如上任一实施例所描述的脱硫脱硝自动控制方法的步骤。

本申请还提供了一种脱硫脱硝自动控制设备，具有如上脱硫脱硝自动控制方法相同的有益效果。

对于本申请提供的一种脱硫脱硝自动控制设备的介绍请参照上述脱硫脱硝自动控制方法的实施例，本申请在此不再赘述。

本申请还提供了一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一实施例所描述的脱硫脱硝自动控制方法的步骤。

本申请还提供了一种可读存储介质，具有如上脱硫脱硝自动控制方法相同的有益效果。

对于本申请提供的一种可读存储介质的介绍请参照上述脱硫脱硝自动控制方法的实施例，本申请在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。