烧结脱硝控制方法及装置、电子设备、计算机可读介质和程序产品与流程

本申请属于烧结控制的，特别涉及一种烧结脱硝控制方法及装置、电子设备、计算机可读介质和程序产品。

背景技术：

1、钢铁行业烧结工序需要排放氮氧化物，氮氧化物的排放量占钢铁企业所有大气污染物总排放量的40%-60%。

2、在烧结脱硝工艺中，被控变量包括烟气出口瞬时氮氧化物浓度、烟气出口小时均值氮氧化物浓度以及氨水泵出口压力。操纵变量包括氨水泵频率设定值（用于调节氨水投加量，与氮氧化物浓度呈负相关关系）和氨水流量阀门开度（作为氨水投加的辅助调节手段，同样与氮氧化物浓度呈负相关关系）。本申请的发明人发现现有的烧结脱硝控制技术仍存在以下不足：

3、首先，被控变量和操纵变量之间的耦合关系难以处理。氨水泵频率设定值的调节会同时影响氮氧化物浓度与氨水泵出口压力，而氨水流量阀门开度的调节又与氨水泵频率设定值存在操作耦合。不同的操纵变量的控制相互独立或协调不当，容易导致控制效果相互抵消。同时，不同被控变量的动态响应特性差异较大，烟气出口瞬时氮氧化物浓度响应较快，而烟气出口小时均值氮氧化物浓度响应较慢，进一步增加了控制难度。传统的单回路pid控制难以解决上述多变量耦合与时滞差异问题。

4、其次，测量信号中存在周期性干扰。氮氧化物分析仪在运行过程中需要定期反吹清洁，反吹期间测量值会出现异常下降，每次持续数分钟至十分钟。现有控制系统通常无法识别此类干扰，容易将其误判为真实工艺波动并执行错误控制动作。

5、背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

技术实现思路

1、本申请旨在提供一种烧结脱硝控制方法及装置、电子设备、计算机可读介质和程序产品，以解决上述至少一个技术问题。

2、根据本申请的一方面，提供了一种烧结脱硝控制方法，包括：获取被控变量的当前测量值以及操纵变量的当前设定值，其中，被控变量至少包括烟气出口瞬时氮氧化物浓度、烟气出口小时均值氮氧化物浓度和氨水泵出口压力，操纵变量至少包括氨水泵频率设定值和氨水流量阀门开度；根据被控变量的目标值与当前测量值之间的偏差值，以及预设的耦合权重，计算操纵变量的控制增量，其中，预设的耦合权重用于量化被控变量对操纵变量的影响程度；根据控制增量更新对应的操纵变量的当前设定值，以控制烧结脱硝的执行。

3、根据本申请的一些实施例，根据被控变量的目标值与当前测量值之间的偏差值，以及预设的耦合权重，计算操纵变量的控制增量，包括：基于增量式pid算法对每个被控变量对应的偏差值进行运算，得到对应的控制增量分量；将每个被控变量对应的控制增量分量与对应的耦合权重进行加权求和，计算得到对应的操纵变量的控制增量。

4、根据本申请的一些实施例，烧结脱硝控制方法还包括：根据烟气出口瞬时氮氧化物浓度的下降特征，确定是否发生反吹干扰，其中，下降特征包括下降幅度超过预设阈值且下降持续时间处于预设时间范围内；若为是，停止所有操纵变量的更新和偏差值的累积值的更新，直至反吹干扰结束。

5、根据本申请的一些实施例，烧结脱硝控制方法还包括：当烟气出口小时均值氮氧化物浓度超过预设浓度上限值时，按预设的第一修正系数和第一修正周期，降低烟气出口瞬时氮氧化物浓度的设定值；当烟气出口小时均值氮氧化物浓度低于预设浓度下限值时，按预设的第二修正系数和第二修正周期，增大烟气出口瞬时氮氧化物浓度的设定值。

6、根据本申请的一些实施例，烧结脱硝控制方法还包括：当烟气出口小时均值氮氧化物浓度超过预设浓度上限值或当前小时氮氧化物排放量超过预设的小时排放量上限值时，停止氨水泵频率设定值的降低和氨水流量阀门开度的降低；当烟气出口小时均值氮氧化物浓度低于预设浓度下限值或当前小时氮氧化物排放量低于预设的小时排放量下限值时，停止氨水泵频率设定值的增大和氨水流量阀门开度的增大。

7、根据本申请的一些实施例，烧结脱硝控制方法还包括：根据当前小时的烟气流量和烟气出口小时均值氮氧化物浓度，计算当前小时的氮氧化物排放量；当当前小时的氮氧化物排放量超过预设的小时排放量上限值时，计算超标量，超标量为当前小时的氮氧化物实际排放量与小时排放量上限值的差值；根据超标量和下一小时的预测烟气流量，调节下一小时的烟气出口小时均值氮氧化物浓度的设定值。

8、根据本申请的另一方面，还提供了一种烧结脱硝控制装置，包括数据采集模块、耦合模块和执行模块。数据采集模块用于获取被控变量的当前测量值以及操纵变量的当前设定值，其中，被控变量至少包括烟气出口瞬时氮氧化物浓度、烟气出口小时均值氮氧化物浓度和氨水泵出口压力，操纵变量至少包括氨水泵频率设定值和氨水流量阀门开度；耦合模块，用于在每个控制周期内根据被控变量的目标值与当前测量值之间的偏差值，以及预设的耦合权重，计算操纵变量的控制增量，其中，耦合权重用于量化被控变量对操纵变量的影响程度；执行模块用于根据控制增量更新对应的操纵变量的当前设定值，以控制烧结脱硝的执行。

9、根据本申请的另一方面，还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上文所述的烧结脱硝控制方法。

10、根据本申请的另一方面，还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上文所述的烧结脱硝控制方法。

11、根据本申请的另一方面，还提供了一种计算机程序产品，包括存储在计算机可读介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，使计算机执行上文所述的烧结脱硝控制方法。

12、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

13、本申请通过引入预设的耦合权重，将多个被控变量的当前测量值分别与对应的目标值的偏差，综合计算出对应的操纵变量的控制增量。相较于传统单回路pid控制仅能针对单一被控变量进行调节、无法处理多变量之间相互耦合干扰的技术缺陷，本申请通过耦合权重量化了不同被控变量对操纵变量的影响程度，实现了多个被控变量与多个操纵变量之间的协调控制，解决了脱硝系统中氮氧化物浓度与泵出口压力等变量之间的耦合问题，避免了不同操纵变量的控制效果相互抵消，从而显著提升了脱硝控制系统的稳定性和响应速度。

1.一种烧结脱硝控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的烧结脱硝控制方法，其特征在于，所述根据所述被控变量的目标值与所述当前测量值之间的偏差值，以及预设的耦合权重，计算所述操纵变量的控制增量，包括：

3.根据权利要求1所述的烧结脱硝控制方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的烧结脱硝控制方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1所述的烧结脱硝控制方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的烧结脱硝控制方法，其特征在于，还包括：

7.一种烧结脱硝控制装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述权利要求1-6任一项所述的烧结脱硝控制方法。

9.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1-6任一项所述的烧结脱硝控制方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，包括存储在计算机可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如权。