[01116307]基于先进控制技术的SCR脱硝优化控制系统研究

1.课题来源与背景 目前国内大型火电机组的SCR脱硝控制系统由于控制策略设计不完善、控制目标不明确、现场测量条件等问题,系统的自动投入率和投入效果较差,且为保证脱硝往往多喷氨导致空预器堵塞,使得整个脱硝系统的运行性能受到明显影响;为解决这些问题特开展本项目的研究应用;本成果可以推广应用到所有火力发电机组,对火力发电厂机组的安全运行和优化控制将有特别的价值。 2.技术原理与性能指标 根据对脱硝系统特性分析的结果,采用大滞后控制理论及非线性优化等先进技术,设计出新型的脱硝控制系统,主要包括：脱硝系统的NOx、脱硝效率和使氨气消耗量最小的优化回路。为检验其有效性,对新型脱硝控制系统在计算机上进行仿真模拟试验,最终获得适合于徐州电厂机组脱硝系统的新型脱硝控制方案,并确定控制系统的初始参数。 控制性能优良,稳定负荷时烟囱入口NOx浓度与设定值偏差控制在±4mg/NM3之内,变负荷时浓度偏差控制在±13mg/NM3以内,脱硝效率82%以上,在全工况下烟囱入口的NOx浓度低于50 mg/NM3,并且性能完全能满足电厂运行需要和环保考核。 3.技术的创造性与先进性 与当前国内同类技术相比,具有如下优势： （1）直接以烟囱入口的NOx浓度测量值作为,提高NOX的自动控制精度和鲁棒性; （2）应用了目前国际上最前沿的解决大滞后对象控制问题的预测控制技术,同时融合改进的状态变量控制、相位补偿控制技术有效提前调节过程,从而大幅提高脱硝系统的闭环稳定性和抗扰动能力; （3）采用智能前馈技术与竞争型的神经网络学习算法进行实时的动态特性校正和补偿; （4）根据机组负荷指令的变化规律,实时预测NOx浓度的波动,调整控制算法始终保持与负荷指令变化反相位,从而减少不必要的控制调节,使氨气消耗明显减少。; （5）可以根据SCR反应器氨气的使用量及机组的运行参数,实时监控催化剂的功能及氨逃逸率。 4.技术的成熟程度 该技术已成熟,可推广应用。 5.应用情况及存在问题 （1）系统长期稳定运行,NOx排放满足环保要求;（2）现场数据统计,在保证NOx和控制性能的前提下,氨气使用量节约15%左右。