脱硝喷氨自动控制在燃煤电厂的应用

摩尔比对应关系的决定是在现场调试期间来决定并记录在气氨流量控制系统的程序上。所计算出的气氨流量需求信号送到DCS控制器并和真实气氨流量的信号相比较，所产生的误差信号经比例加积分动作处理送氨气流量控制阀进行定位。

同时根据设计脱硝38.0%，依据入口NOx浓度和设计中要求的最大≤5.0ppm的氨逃逸率计算出修正的摩尔率(反馈信号)并输入在气氨流量控制系统的程序上。SCR控制系统根据计算出的氨气流量需求信号去定位气氨流量控制阀，实现对脱硝的自动控制。通过在不同负荷下的对气氨流量的调整，找到最佳的喷氨量。

常规自动控制逻辑设计

根据目前国内脱硝系统的运行情况，对脱硝氨气流量控制一般采用基本控制方式Constant Mole Ratio Control(固定摩尔比控制方式)。该控制方式是基于脱硝效率和催化剂脱硝能力的控制方式，在该控制方式下系统按照固定的氨氮摩尔比脱除烟气中NOx，这种控制方式是设定值可调的单回路控制系统，控制回路简单易于调试和整定，这是此种控制方式的优点，其缺点是会过度脱氮，增加运行成本。见图3。

图3 脱硝控制常规PID控制SAMA图

脱硝系统的关键参数为喷氨量，因此，采用良好的控制措施对供氨调门进行控制是脱硝自动的重点。

控制主体原则为前馈串级控制，控制的主参数为脱硝出口烟道NOx的含量，副参数为氨气流量，前馈量为根据进口NOx的流量算出的基本氨气需求量。主回路PID出口用于调整摩尔比修正值，副回路PID出口用于控制调门开度。在控制中3个氨气流量需要由计算流量公式得到，算出的氨气流量三取中后做滤波处理。

脱硝进口烟道NOx修正值=(脱硝进口烟道NOx检测×15)/(21-脱硝进口烟道含氧量检测)。脱硝出口烟道NOx修正值=(脱硝出口烟道NOx检测×15)/(21-脱硝出口烟道含氧量检测)。设定负荷跟实际负荷的偏差对于氨气量的修正根据实际情况得到。

由于脱硝喷氨自动系统具有较大的延迟性，目前用常规控制策略，容易导致脱硝喷氨控制系统不稳定，目前在国内不建议利用该方法进行喷氨自动控制。

脱硝喷氨系统模糊控制策略分析

设备概况

在国内，针对比如SCR脱硝控制系统这样大滞后、大延时的控制，引进了针对控制对象的预测控制技术、融合改进的状态变量控制、相位补偿控制技术，代替了经典PID控制。能够提前预测被调量未来变化趋势，根据被调量未来变化量进行控制、提前调节，提高了脱硝系统闭环稳定性和抗扰动能力。华润首阳山电厂脱硝大胆引入了由东南大学研究的英菲迪控制系统，通过和DCS常规系统的耦合，达到了精准的控制。

模糊控制的特点

实时动态特性校正和补偿。采用智能前馈技术对脱硝控制系统受到扰动进行动态补偿，从反应源头消除NOx浓度剧烈波动;模糊控制系统采用竞争型神经网络学习算法来实时校正上述动态补偿算法中各项特性参数，使得整个系统始终处于在线学习状态，控制结果不断向最优目标逼近。

增加AGC指令频繁变化特别节氨算法。AGC指令变化频繁将导致脱硝出口NOx浓度反复波动，若控制系统采用常规PID控制策略，因反馈调节作用与AGC指令变化同相位而造成叠加振荡，使控制品质明显变差。模糊控制系统根据机组AGC指令变化，实时预测NOx浓度波动规律，调整控制算法始终保持与AGC指令变化反相位，减少不必要的控制调节，氨气消耗明显减少。

在线评估测量仪表数据。模糊控制系统根据机组运行参数对NOx测量数据进行在线评估;系统发现测量参数失真现象后立即调整该测量参数在控制系统中的权重占比，将测量值失真给控制系统造成的影响降至最低，从而保证脱硝控制系统长期可靠运行。

常规控制和模糊控制的应用

1实施方式

常规控制以目前DCS为载体，而模糊控制系统以PLC为载体，采用SCL、STL语言开发高级算法模块，采用封装技术建立比DCS系统功能更强大的组态函数库，通过函数调用完成模糊控制系统的建立;模糊控制系统与机组DCS采用标准MODBUS通讯方式交换数据，取得机组负荷、NOx浓度、NOx设定等数据，借用常规控制逻辑的某些逻辑通道，将优化计算后控制指令传至DCS，与原有DCS脱硝控制系统进行切换完成喷氨自动调节。

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