火电厂SCR烟气脱硝系统建模与控制策略研究

发布时间：2020-03-22 14:07

【摘要】：随着我国火力发电机组装机总容量的增加,以及国内民众环境意识的加强,我国NOx的排放标准要求势必会进一步提高。选择性催化还原法(SCR)脱硝技术因其脱硝效率高、二次污染小、技术成熟等优点被广泛使用,然而目前部分电厂并未达到超低排放的要求,研究SCR脱硝系统的数学模型及控制策略可以为电厂实现氮氧化物的达标排放提供技术手段,对改善现场控制效果也有一定的参考价值。本文以某600MW火电机组SCR烟气脱硝系统为研究对象,对其脱硝工艺流程及影响脱硝效率的因素进行了分析。基于渐消记忆递推最小二乘法(FMRLS),利用电厂脱硝系统历史运行数据中的有用信息,采用试验建模法在Matlab仿真平台上建立SCR额定工况(THA)、85%THA、75%THA、50%THA四种工况下的脱硝系统氨气流量和出口NOx模型,并对模型辨识精度进行验证分析。结果表明:与RLS模型辨识结果相比,该方法偏差范围小,收敛速度快,且拟合度高,验证了模型的有效性。该模型能够近似反应电厂脱硝系统的动静态特性,为实现喷氨量的自动控制、高效降低NOx排放提供了模型参考。其次利用该模型对SCR脱硝过程中喷氨量的控制策略进行了研究,设计脱硝前馈加串级系统的增益调度控制器。以负荷作为调度变量,选取上述四个工况为基本工况点,通过遗传算法对主、副控制器进行PID参数寻优,运用多结点样条插值算法设计两工况之间的控制器参数值,完成全局增益调度控制器的设计,并对该控制器在非基本工况点的控制效果进行了验证。最后将该模型及控制策略引入到一体化过程模型开发平台IMMS系统中,运用Fortran语言进行算法编写,创建脱硝系统算法库,搭建SCR控制模型,研究其在变工况条件下的运行特性。试验结果表明:该模型控制效果良好,具有较强的稳定性和实用性,验证了IMMS平台应用于电厂脱硝控制系统的可行性。
【图文】：

燃煤电厂SCR系统布置方式

火电厂SCR烟气脱硝系统建模与控制策略研究

SCR脱硝化学反应原理图
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;X773

【参考文献】