火電機組SCR噴氨量的智能優(yōu)化控制.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速增長，火電廠排放的氮氧化物(NOx)也逐年增多，對人類健康和自然環(huán)境造成一定威脅。近年來，國家對燃煤電廠NOx排放做出更嚴格的規(guī)定，因此，研究安全、環(huán)保、經(jīng)濟的氮氧化物脫除技術非常重要。選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction，SCR)技術具有設計簡單、控制方便、脫硝效率高等優(yōu)點，廣泛應用在燃煤電廠中。長期以來，對SCR脫硝系統(tǒng)的研究主要關注脫硝原理、催化劑、反應器流場等方面，SCR系

2、統(tǒng)控制方法的研究沒有得到重視。但脫硝系統(tǒng)控制精度不僅決定煙氣排放是否達標，也影響著電廠運行成本。本文分析研究了SCR脫硝系統(tǒng)的動力學過程，基于吸附脫附及化學反應，構建脫硝系統(tǒng)機理模型，同時將前饋控制與動態(tài)矩陣控制方法相結合，設計出基于智能前饋的SCR系統(tǒng)噴氨量預測控制方法，提高噴氨量的控制精度。
　　本研究主要內容包括：⑴闡述了動態(tài)矩陣控制算法(Dynamic Matrix Control，DMC)，同時考慮到SCR脫硝系統(tǒng)實際運

3、行時存在的約束條件，設計了DMC串級控制回路，并通過仿真分析了動態(tài)矩陣控制參數(shù)對控制效果的影響。其次介紹了最小二乘支持向量機(Least Squares Support Vector Machine，LS-SVM)的基本原理及特點。⑵介紹了SCR系統(tǒng)布置、工藝流程和反應原理兩種噴氨量控制方式:固定摩爾比控制方式和脫硝反應器出口NOx定值控制方式。設計了基于出口NOx定值控制方式的PID控制方案，并進行仿真，根據(jù)電廠實際運行特點，分析總結

4、了SCR脫硝系統(tǒng)特點及現(xiàn)有控制方案存在的不足。⑶分析SCR反應過程的動力學原理，建立SCR系統(tǒng)機理模型，作為被控對象。脫硝系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)受鍋爐燃燒狀態(tài)影響很大，而且，SCR反應器中的化學反應、出口NOx檢測以及噴氨閥門的調整都存在慣性和遲延，在工況變化時僅依靠反饋控制難以實現(xiàn)出口NOx濃度的準確快速控制。因此，本文依據(jù)電廠歷史數(shù)據(jù)，采用鍋爐側可調參數(shù)作為輸入，以鍋爐出口NOx濃度作為輸出，利用最小二乘支持向量機算法構建鍋爐出口NOx濃度