一种SCR脱硝精准喷氨控制方法与流程

技术特征：
1.一种scr脱硝精准喷氨控制方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤s1，设定烟气处理设备出口nox浓度目标值；步骤s2，获取烟气处理设备进出口nox实际浓度值步骤s3，计算预测值，运用动态矩阵预测控制算法dmc，根据工业炉窑历史烟气参数建立烟气nox变化预测模型，预测烟气处理设备进口nox浓度的变化，计算烟气处理设备进口nox浓度的预测值；步骤s4，校正预测值，根据步骤s2获取的烟气处理设备进出口nox实际浓度值对预测值进行误差校正，形成校正后预测值；步骤s5，计算喷氨量，根据校正后预测值以及烟气处理设备出口nox浓度目标值计算喷氨量的控制增量，控制增量传输至控制模块，控制模块通过控制信号控制电动调节阀开度大小。2.根据权利要求1所述的一种scr脱硝精准喷氨控制方法，其特征在于，所述工业炉窑历史烟气参数包括窑炉数据、烟气温度、烟气流量、nox浓度，历史烟气参数根据k时刻窑炉运行数据进行查找，并调取对应下一时刻的nox浓度作为预测模型初始值y0(k)。3.根据权利要求2所述的一种scr脱硝精准喷氨控制方法，其特征在于，所述烟气处理设备进口nox浓度预测值为预测模型在k时刻对未来p个时刻的输出预测值记为y(k)；预测模型在k时刻的输出预测初值记为y0(k)，预测初值y0(k)为工业炉窑历史运行参数对应出口nox浓度作为预测模型在k时刻的输出预测初值，若历史数据库中没有与上一时刻对应的运行参数，则取上一时刻实际测量值作为下一时刻预测初值y0(k)；y(k)则由预测初值y0(k)与m个连续的输入增量序列δu(k)及阶跃响应序列组成的动态矩阵a计算得到，其计算表达式为：y(k)＝y0(k) aδu(k)；其中定义n称为建模时域长度，p称为预测时域长度，m称为控制时域长度；动态矩阵a由阶跃响应序列[a(0)，a(1)，a(2)
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a(n-1)]构造得到，其具体构成为：4.根据权利要求3所述的一种scr脱硝精准喷氨控制方法，其特征在于，所述步骤s4中执行校正预测值步骤如下，在k时刻，校正后预测值记为yn1(k)，取预测输出值的第一个元素，即下一时刻的预测输出值y1(k 1|k)与下一时刻被控对象的实际输出值y(k 1)进行比较，得到预测的误差e(k 1)如下：e(k 1)＝y(k 1)-y1(k 1|k)对误差e(k 1)加权得到加权误差序列用于修正烟气处理设备进口nox浓度预测值y(k)，形成校正后预测值y
cor
(k 1)，其计算表达式如下：y
cor
(k 1)y＝yn1(k) he(k 1)其中y
cor
(k 1)为下一时刻修正后的模型输出预测值；h为n维误差加权序列。5.根据权利要求4所述的一种scr脱硝精准喷氨控制方法，其特征在于，所述步骤s5中计算喷氨量方法为，k时刻喷氨量的计算表达式为：
其中表示烟气处理设备所需氨水量在k 1时刻相对于k时刻的增量，c
进(k 1)
表示烟气处理设备进口在k 1时刻nox浓度预测值，c
进(k)
表示烟气处理设备进口在k时刻的nox浓度值，q
烟
表示烟气干基标况流量，c表示氨水浓度，分别表示nh3和no
x
的摩尔质量；计算出喷氨量控制增量后反馈给氨水调节阀，调节阀门开度。6.根据权利要求5所述的一种scr脱硝精准喷氨控制方法，其特征在于，执行步骤s5后执行步骤s6：记录喷氨量以及烟气处理设备进出口端nox的实时数据反馈至预测模型中，作为对应炉窑运行工况条件下，预测模型在k时刻烟气处理设备入口nox浓度输出预测初值y0(k)，根据烟气处理设备进出口端nox的实时数值变化优化喷氨量；烟气处理设备进出口端nox的实时数据包括分析仪记录的烟气量、烟气温度、nox浓度数值。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种scr脱硝精准喷氨控制方法，其特征在于，烟气处理设备为scr脱硝设备，预测模型为dmc预测控制系统，控制模块控制系统为dcs控制系统。8.根据权利要求1所述的一种scr脱硝精准喷氨控制方法，其特征在于，所述步骤s2中，获取烟气处理设备进出口nox实际浓度值的设备包括分别设置在烟气处理设备进口处以及出口处的烟气取样探管(10)，所述烟气取样探管(10)在烟气迎风面设置多个取样孔，所述烟气取样探管(10)输出端连接有多点取样烟气混合罐(12)，所述多点取样烟气混合罐(12)输出端连接有分析仪。9.根据权利要求7所述的一种scr脱硝精准喷氨控制方法，其特征在于，所述电动调节阀输入端连接有氨水槽(1)，所述电动调节阀输出端连接有氨水蒸发器(6)，所述氨水蒸发器(6)输出端连接有喷氨格栅(7)，所述喷氨格栅(7)输出端延伸至烟气处理设备进口烟道内，所述电动调节阀与氨水槽(1)之间设置有氨水泵(2)，氨水泵(2)旁路设置有手动调节阀(3)。10.根据权利要求9所述的一种scr脱硝精准喷氨控制方法，其特征在于，所述步骤s6中记录喷氨量以及烟气处理设备进出口端nox的实时数据的设备氨水流量计(4)，所述氨水流量计(4)设置在电动调节阀输入端。

技术总结
本发明提供了一种SCR脱硝精准喷氨控制方法，步骤S1，设定烟气处理设备出口NOx浓度目标值；步骤S2，获取烟气处理设备进出口NOx实际浓度值；步骤S3，建立预测模型，运用动态矩阵预测控制算法DMC，根据工业炉窑历史烟气参数建立烟气NOx变化预测模型，预测烟气处理设备进口NOx浓度的变化，计算烟气处理设备进口NOx浓度的预测值；步骤S4，根据步骤S2获取的烟气处理设备进出口NOx实际浓度值对预测值进行误差校正，形成校正后预测值；步骤S5，根据校正后预测值以及烟气处理设备出口NOx浓度目标值计算喷氨量的控制增量；控制增量传输至控制模块；通过建立预测模型，计算喷氨量，有效降低喷氨量与烟气工况变化之间的滞后性。与烟气工况变化之间的滞后性。与烟气工况变化之间的滞后性。


技术研发人员：郑勇 潘显仨 李显宝
受保护的技术使用者：安徽方信立华环保科技有限公司
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2022/1/25