[发明专利]一种基于炉内流场的集群SNCR控制方法

摘要

本发明属于发电生产过程中的脱硝控制技术，具体为一种利用电厂炉内流场条件进行的基于炉内流场的集群SNCR控制方法。本发明一种基于炉内流场的集群SNCR控制方法，由脱硝系统优化控制中心和还原剂喷入量控制系统两部分组成，所述的脱硝系统优化控制中心是根据SNCR系统出口的NOx浓度偏差e_i及其偏差变化△e，经由模糊推理智能控制算法，得到还原剂喷入量，并将还原剂喷入量发送给还原剂喷入量控制系统。所述的还原剂喷入量控制系统是接收脱硝系统优化控制中心的还原剂喷入量后结合锅炉温度、喷燃器投运状态、烟气量和机组负荷，经过计算得到实时还原剂喷射量，并向喷枪组发送实时还原剂喷射量，实现还原剂的实时喷射。

主权项

1.一种基于炉内流场的集群SNCR控制方法，其特征是由脱硝系统优化控制中心和还原剂喷入量控制系统两部分组成，所述的脱硝系统优化控制中心是根据SNCR系统出口的NOx浓度偏差e_i及其偏差变化Δe，经由模糊推理智能控制算法，得到还原剂喷入量，并将还原剂喷入量发送给还原剂喷入量控制系统；所述的还原剂喷入量控制系统是接收脱硝系统优化控制中心的还原剂喷入量后结合锅炉温度、喷燃器投运状态、烟气量和机组负荷，经过计算得到实时还原剂喷射量，并向喷枪组发送实时还原剂喷射量，实现还原剂的实时喷射，具体步骤如下：(1)根据锅炉前后墙的长度、侧墙的宽度以及锅炉高度，将锅炉分成若干个群组，每个群组覆盖锅炉火焰上方一个特定的立体区域；(2)根据机组负荷，喷燃器投运状态，烟气量和锅炉温度测量模拟出锅炉流场实时变化；(3)在每个群组中布置若干喷枪，使得还原剂能够均匀分布在整个群组；(4)在每个群组中布置若干个温度测点，监测并模拟炉内的温度场，将温度场分成ABCDE五组；(5)根据步骤(4)中的若干个温度测点测量出的温度，计算得到每个群组的平均温度，判断平均温度属于ABCDE五组中的哪一组，以确定拟喷射群组；(6)对于拟喷射群组，根据该群组内温度区域、烟气量、锅炉流场状态变化因素，计算出还原剂喷射量，据此调节相应群组还原剂喷枪喷入锅炉的浓度及流量；所述的NOx浓度偏差e_i的计算方法为：e_i＝︱e_s－e_t︳,△e＝e_i+1‑e_i,其中e_s为实时NOx浓度设定值，e_t为实时NOx浓度测量值；i为某次测量；i+1为下次测量；所述的模糊推理智能控制算法为：以e_i和Δe作为输入变量，ΔK_p、ΔK_i为输出变量，模糊子集为{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，其中子集元素分别代表负大、负中、负小、零、正小、正中、正大，其论域为[‑3,3]，使用模糊合成推理设计PI参数的模糊矩阵表，得出参数代入K_p、K_i计算式：式中，为PI参数初始值,K_p、K_i的模糊控制规则见表1、表2；表1 K_p模糊规则控制表表2 K_i模糊规则控制表根据式(1)得出K_p、K_i后，其模糊推理智能控制算法PI控制器输出为：所述的步骤(6)中还原剂喷枪喷入锅炉的浓度及流量的计算方法为：设置若干个喷射还原剂点,每个还原剂喷量m对应于一个向量X＝(T,f,V)＝(x₁,x₂,x₃)，其中T表示群组平均温度，f表示锅炉流场状态，V表示烟气量，通过现场还原剂喷射试验，记录对应于最佳还原剂喷射量的流场条件，设喷射量为m_i时对应的流场条件为(T_i,f_i,V_i)，实时在线监测获得的流场数据为X′_i＝(T_i',f_i',V_i')＝(x′_i1,x′_i2,x′_i3)，对于x′_i1，x′_i2和x′_i3可以构造隶属函数为其中j＝1,2,3根据测量的流场实时数据X′_i，计算每时刻群组内流场隶属度B_i(j)；根据对喷射量影响因素的大小，对各要素设定权重，设权重为A＝(a₁,a₂,a₃)，然后计算各种实时流场数据与理想指标(T_i,f_i,V_i)的贴近度，依照海明贴近度公式有其中B_i(j)为喷射量为m_i时对应的隶属度，实时喷氨量设计为取最大值时的当SNCR出口NOx浓度实测值接近目标值时，该群组还原剂喷射量就是否则的话，根据SNCR出口NOx浓度实测值与目标值的偏差大小，采用灰色理论建立GM(1,1)模型对还原剂喷射量进一步微调，对应于群组k历史还原剂喷射量记为并要求级比落在特定的区间，对做一次累加，得到依据灰色系统控制理论建立GM(1,1)模型，可得预测值其中，c,d为系统估计参数，利用可以得到新的时段的还原剂量进而得到还原剂量的调整量Δm。