[发明专利]带烟气量扰动抑制的燃烧后CO2捕集系统预测控制方法

说明书

本发明公开了一种带烟气量扰动抑制的燃烧后CO₂捕集系统预测控制方法，该预测控制方法以基于化学吸附的燃烧后CO₂捕集系统为被控对象，贫液流量和汽轮机低压缸抽汽量为系统控制输入量，CO₂捕集率和再沸器温度为系统输出量，以火电厂烟气流量为扰动信号，基于子空间辨识方法，利用系统运行产生的数据建立预测器，在此基础上建立带烟气量扰动抑制的燃烧后CO₂捕集系统预测控制方法。本发明方法在保有预测控制所有优点的前提下大幅提高系统主动克服烟气量扰动的能力，从而进一步提高CO₂捕集系统对电站变负荷运行的适应性和灵活性。

技术领域

本发明涉及一种带烟气量扰动抑制的燃烧后CO₂捕集系统预测控制方法，属于预测控制方法技术领域。

背景技术

随着温室效应及相关气候生态问题的日益严峻，减排CO₂已成为国际社会应对气候变化的关键举措。作为电力供应的主要设备，火电机组是CO₂最稳定、最集中的排放源，世界30％-40％，我国40％～50％的CO₂排放来自于火电机组。在积极发展新能源技术、努力提高火电机组发电效率的同时，火电机组CO₂捕集被众多权威机构公认为未来30年内实现大规模CO₂减排最直接有效的技术手段。

在现有火电机组CO₂捕集技术中，基于化学吸收法的燃烧后CO₂捕集技术直接从电厂燃烧后的烟气中分离CO₂，具有对已有机组优秀的继承性和较好的技术适用性，是当前CO₂捕集电站采用的主流技术。由于CO₂的吸附和解析涉及到一系列化学反应，燃烧后CO₂捕集系统存在很大的惯性，导致传统控制方法往往难以取得满意的控制效果。近年来预测控制算法在CO₂捕集应用中取得一定成效，然而随着火电站变负荷运行参与电网调峰日益频繁，CO₂捕集系统常规预测控制算法在应对烟气流量等扰动时，由于缺乏对烟气信号的利用，控制效果并不理想。目前CO₂捕集系统预测控制器单纯考虑解决系统约束、惯性和耦合问题，未考虑利用可获取的烟气信号主动抗干扰。因此一种在燃烧后CO₂捕集系统中加入对烟气信号利用的预测控制算法的开发很有必要。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种带烟气量扰动抑制的燃烧后CO₂捕集系统预测控制方法，该预测控制方法通过利用烟气量信号，提高了CO₂捕集系统的调节品质，改善了其对火电机组变负荷运行的适应性。

本发明还要解决的技术问题是提供上述带烟气量扰动抑制的燃烧后CO₂捕集系统预测控制方法在火电机组燃烧后CO₂捕集系统方面的应用。

发明内容：为解决上述技术问题，本发明所采用的技术手段为：

带烟气量扰动抑制的燃烧后CO₂捕集系统预测控制方法，该预测控制方法以基于化学吸附的燃烧后CO₂捕集系统为被控对象，贫液流量和汽轮机低压缸抽汽量为系统控制输入量，CO₂捕集率和再沸器温度为系统输出量，以火电厂烟气流量为扰动信号，基于子空间辨识方法，利用系统运行产生的数据建立预测器，在此基础上建立带烟气量扰动抑制的燃烧后CO₂捕集系统预测控制方法。

上述带烟气量扰动抑制的燃烧后CO₂捕集系统预测控制方法，具体包括如下步骤：