【技术】脱硝系统精细化靶向控制系统介绍-第3页-北极星大气网

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4.2.2整体控制与分区控制算法优化

将分区串级控制系统加入上一级带有前馈回路的串级控制系统，当各区域间NOx浓度偏差较小时，分区控制回路解除，利用同操器进行同操控制，同操器输出直接控制各区域喷氨阀门，以利增加调节系统的快速性;当各区域内NOx浓度偏差超过一定数值时，同操自动解除，控制系统自动切入分区控制系统。利用优化算法的控制策略，喷口出口处氨气浓度分布更加均匀，还原剂的利用率将得到大幅提高。

4.2.3基于预测控制的分区控制策略

带有前馈回路的分区串级控制系统已可达到分区精细化控制目标，但为实现喷氨量更优控制、使得控制目标与环保考核目标相一致，按照环保考核特点，设计了基于预测控制的优化策略。选择烟囱入口处NOx测量值作为控制目标，即优化的总喷氨量，烟道两侧SCR脱硝塔出口分区NOx测量值则通过的加权平均后作为参考校正，用于决定左右烟道各自的喷氨需求量。

下图展示了总喷氨量控制策略，MPC控制器通过实际工业过程数据辨识并内置了NH3流量至烟囱入口NOx间的动态模型，以适应控制过程中存在的大滞后延迟问题。MPC控制器根据内置模型预测未来NOx的控制轨迹，并根据实测NOx轨迹，不断修正并在当前时刻给出最优的控制量。同时根据SCR脱硝机理，以烟道入口NOx含量、给煤量、烟气流量作为控制器前馈，提高控制响应时间。

下图为靶向喷氨控制策略，实际控制中，将各分区NOx以及NH3逃逸控制设定值或范围输入MPC控制器。控制器辨识并内置相应喷氨调节阀开度对应各分区出口的NOx以及氨逃逸动态响应模型，并对各分区的NOx及NH3逃逸测量值进行分析，按模型中对被控对象的影响程度选择合适的喷氨阀进行调节控制。

5 经济性分析

采用精细化靶向控制技术，可以大幅度提高氨气的利用率，降低氨气耗量，以330MW机组例，节省耗氨量10%，年节约液氨费用约为25万元。

SCR自动控制采用优化控制策略情况下，可以提高SCR的最大脱硝效率，预计提高催化剂使用寿命7%;同时由于还原剂的利用率提高，在最优的控制状态下，可以降低氨逃逸40%，大大减少了对尾部烟道内设备的威胁，降低了因空预器、电除尘腐蚀堵塞造成的维护运营成本。

6 展望

节能减排已经成为中国经济和政治的一项中心任务，针对火电机组节能减排的现实需求，研发用于电厂锅炉节能减排的自适应预测控制系统应运而生，预测控制可以对多个被控变量进行预测、使用过程模型和优化算法计算过程控制变量控制动作;模型预测控制器不改变原有DCS系统的常规控制和安全保护机制，投运预测控制不需停产、减产、无安全隐患。经过20多年的努力，国内一些研发人员已经开发出高品质、低使用成本的预测控制技术，已经在燃烧优化等领域有了逐步的应用。

精细化靶向控制理念有望与预测控制实现进一步完美结合，以克服以往脱硝控制中受监测手段、流场分布、还原剂混合效果、多个被控变量等不良因素的影响，通过小区域及预测控制，实现喷氨量最优控制，减少SCR出口NOx排放量和氨逃逸量，为火电厂SCR脱硝控制系统迈上一个新的高度。

原标题：脱硝系统精细化靶向控制系统

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