[发明专利]一种火电机组超低排放脱硝控制系统

说明书

技术领域

本发明属于火电机组超低排放SCR脱硝系统的自动控制技术领域， 涉及一种火电机组超低排放脱硝控制系统。

背景技术

超低排放改造后要求NOx排放浓度须低于50mg/m³，这不仅是对NOx 排放浓度指标的提升，也对反应器氨氮摩尔比偏差、NOx排放浓度的波动 范围、反应器出口NOx的控制精度等都提出了更高的要求。

SCR脱硝反应器进出口NOx浓度测量的滞后性和控制设备的自身 特性使得脱硝系统喷氨量控制过程成为一个大延时环节，导致自动控制 难以取得良好效果。另外机组负荷波动、磨煤机启停切投，反应器入口 NOx波动幅度大且波动速度较快，都将严重影响反应器出口NOx的控 制效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种火电机组 超低排放脱硝控制系统，该系统能够实时、快速、稳定、有效的对SCR 脱硝系统出口处的NOx浓度进行控制。

为达到上述目的，本发明所述的火电机组超低排放脱硝控制系统， 用于超低排放锅炉SCR脱硝系统喷氨量控制中，所述锅炉SCR脱硝系 统包括液氨储罐、蒸发器、氨气缓冲罐、喷氨控制调节阀、稀释风机、 氨空气混合器及SCR脱硝反应器，其中，液氨储罐经蒸发器与氨气缓冲 罐入口相连通，氨气缓冲罐经喷氨控制调节阀与氨空气混合器的氨气入 口相连通，稀释风机的出口与氨空气混合器的空气入口相连通，氨空气 混合器的出口与SCR脱硝反应器的喷氨格栅入口相连通，锅炉的出口与 SCR脱硝反应器的烟气入口相连通，所述的火电机组超低排放脱硝控制 系统包括状态估计控制器、第一PID控制器、第二PID控制器、第一减 法器、第二减法器、第一加法器、用于检测SCR脱硝反应器出口处NOx 浓度的氮氧化物浓度检测器以及用于检测氨空气混合器入口处氨气流量 的氨气流量计，其中，氮氧化物浓度检测器的输出端与第一减法器的输 入端相连接，第一减法器的输出端与第一PID控制器的输入端相连接， 第一PID控制器的输出端及状态估计控制器的输出端与第一加法器的输 入端相连接，氨气流量计的输出端及第一加法器的输出端与第二减法器 的输入端相连接，第二减法器的输出端与第二PID控制器的输入端相连 接，第二PID控制器的输出端与喷氨控制调节阀的控制端相连接。

所述状态估计控制器包括第三减法器、第二乘法器、第三乘法器、 第四乘法器、第五乘法器、第六乘法器、第七乘法器、第八乘法器、第 二加法器、第三加法器、用检测SCR脱硝反应器入口处烟气量的第一检 测器、用于检测SCR脱硝反应器入口处NOx浓度的第二检测器、用于 检测锅炉总风量的第三检测器、用于检测锅炉总煤量的第四检测器、用 于检测炉膛出口氧量的第五检测器、用于检测锅炉燃烧系统的风煤比的 第六检测器、用于检测锅炉负荷的第九检测器、用于检测锅炉燃烧系统 的风煤相关变量的第七检测器、用于检测锅炉燃烧系统的SOFA风相关 变量的第八检测器；

第二检测器的输出端与第三减法器的输入端相连接，第三减法器的 输出端与第一乘法器的输入端相连接，第九检测器的输出端与第二乘法 器的输入端相连接，第三检测器的输出端与第三乘法器的输入端相连接， 第四检测器的输出端与第四乘法器的输入端相连接，第五检测器的输出 端与第五乘法器的输入端相连接，第六检测器的输出端与第六乘法器的 输入端相连接，第二乘法器的输出端、第三乘法器的输出端、第四乘法 器的输出端、第五乘法器的输出端及第六乘法器的输出端均与第二加法 器的输入端相连接，第二加法器的输出端与第七乘法器的输入端相连接， 第一乘法器的输出端、第七乘法器的输出端、第七检测器的输出端及第 八检测器的输出端与第三加法器的输入端相连接，第三加法器的输出端、 第一检测器的输出端与第八乘法器的输入端相连接，第八乘法器的输出 端与第一加法器的输入端相连接。

所述状态估计控制器的表达式为：

Y＝Q×{k₁×(NOx_v-NOx_s)+k₂[(a₁u₁+a₂u₂+a₃u₃+a₄u₄+a₅u₅)+G₁+G₂]}×M(1)