基于模糊PID和RBF神经网络控制器的SCR烟气脱硝控制
发布时间：2021-07-18 12:55
选择性催化还原法（SCR）烟气脱硝控制是燃煤电厂减少氮氧化物（NOx）排放的一种有效手段,也是现今国内应用最广泛的一种脱硝方法,其反应原理则是对烟气中喷入氨气,与NOx发生化学反应生成氮气和水,由此可见,对于喷氨量的控制是至关重要的。目前,SCR烟气脱硝系统主要是用PID控制器来控制喷氨量,但在变工况下系统将会呈现出强非线性和滞后性的特性,难以保证喷氨量的精确控制。面对着越来越严格的环境法规,如何对NOx的排放采取更有效的控制方案成为了一项重要任务。本文介绍了目前国内现有的三种喷氨流量控制策略,同时也总结了一些国内外对于喷氨流量控制方案的研究,对其优缺点做了简单的分析。通过对SCR烟气脱硝系统中的喷氨流量调节阀和SCR脱硝反应器进行数学推导,建立喷氨流量控制系统的数学模型,以此为基础建立典型SCR烟气脱硝串级控制系统的simulink模型,通过MATLAB仿真对其进行了动态性能及鲁棒性分析。本文根据参数自整定Fuzzy-PID控制原理,对PID参数进行实时校正,使其对参数的变化具有很强的适应能力,并且能达到系统所需的动态性能指标。仿真结果证明,参数自整定Fuzzy-PID控制相对于传统...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?＿温＿尘布置方式图??从图２．１可知，如果按照高温高尘方式装置ＳＣＲ脱硝反应系统，则是将之安装在省??
当高的技术含量，催化剂的完整性和活性都将会直接的影响到脱硝效率，目前，最常用??的催化剂为Ｖ２０５－Ｗ０３（Ｍｏ０３）／Ｔｉ０２系列［４４］。催化剂型式可分为三种：蜂窝式、板式和??波纹板式，目前在脱硝系统中用的最多的就是蜂窝式和板式，其结构图如图２．５所示。??板式催化结构??————??二二————??７ｔ＾?ＨｌＺ—?：二二二二二二二：??隹：条拭另潑开为形开口??殚性结构?ｐｔ性结抅??图２．５催化剂结构示意图??设计催化剂结构的的目的在于选取适合氨气与反应的面积，在烟气温度、压??力和省煤器出口烟气流量等条件的作用下，使出口?浓度和氨气逃逸率达到预期的??效果。在烟气中含有大量灰分的情况下，催化剂的防堵性和防磨损性是考验ＳＣＲ脱硝??设备长期安全稳定运行的关键。??在防堵灰方面，反应器截面的宽度一般都是固定的，那么，催化剂节距在相同的情??况下，板式催化剂和波纹式催化剂可以保证的烟气通流面积都在８５％以上；蜂窝式催化??剂次之，可以保证的烟气流通面积在８０％左右。但是在相同的反应器截面宽度条件下，??也可以适当的加大蜂窝式催化剂的节距，那么，就可以接近板式催化剂的防堵性能了。??从分析三种催化剂结构的结果来看
的作用下与反应生成对环境没有污染的氮气和水。实际中，燃烧产生的烟气含量??最多的还是ＮＯ，约占９０％，因此，在实际的催化还原反应中主要考虑氨气与一氧化氮??进行的化学反应，图２．６为ＳＣＲ烟气脱硝反应原理示意图。??ｒ＊?混合器?：＇??—???烟?Ｎ〇ｘ＋ＮＨ３?｜?｜?｜?稀稀??气?＾?ＩＩＩ?释释??ＩＩＩ?氨空??厂＿?ｒ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?气气??〇〇〇〇??｜?｜?｜?｜?｜?一?吹灰器????Ｉ?Ｉ?Ｉ?ＳＣＲ催化剂??净化?＾??Ｎ２＋Ｈ２Ｏ?ＩＩＩ??烟气＾???图２．６?ＳＣＲ烟气脱硝反应原理示意图??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]变论域模糊控制器单元机组SCR烟气脱硝控制研究[J]. 廖鹏,潘维加. 计算机测量与控制. 2017(01)
[2]指数预测模型和Smith预估器在SCR烟气脱硝控制系统中的应用[J]. 孙育红,侯玉婷,焦力刚,李尔堪. 热力发电. 2016(12)
[3]Smith预估补偿控制在燃煤电厂烟气脱硝控制系统的应用[J]. 杨晋萍,刘静伟,白建云,段宝和,杨波. 计算机测量与控制. 2016(04)
[4]串级控制在烟气脱硝喷氨系统中的应用[J]. 梁帅华. 工业控制计算机. 2015(10)
[5]电厂不同运行时间SCR脱硝催化剂动力学特征研究[J]. 孙道林,吴华成,孙伟晋. 华北电力技术. 2015(08)
[6]改进PSO优化参数的LSSVM燃煤锅炉NOX排放预测[J]. 孙卫红,童晓,李强. 数据采集与处理. 2015(01)
[7]基于先进控制技术的660MW超超临界机组SCR脱硝控制方案[J]. 郑志勇,黄达. 江西电力. 2014(05)
[8]基于粒子群优化的选择性催化还原脱硝控制系统仿真[J]. 王瑾,董泽. 电力科学与工程. 2014(03)
[9]基于模糊控制的火电厂湿法烟气脱硫系统[J]. 李栋,郝桂明,宋庆军,姜海燕. 测控技术. 2013(01)
[10]烟气脱硝喷氨量SA-RBF神经网络最优控制[J]. 周洪煜,赵乾,张振华,汪正海. 控制工程. 2012(06)
博士论文
[1]煤粉锅炉燃烧特性及降低氮氧化物生成的技术研究[D]. 王顶辉.华北电力大学 2014
硕士论文
[1]电厂SCR脱硝系统建模与优化控制[D]. 张志超.华北电力大学 2015
[2]模型预测控制在电厂选择性催化还原脱硝系统中的应用研究[D]. 王婷.浙江大学 2015
[3]基于参数自整定模糊PID的火电厂输煤控制系统应用研究[D]. 张春晖.上海交通大学 2013
[4]SCR烟气脱硝系统模拟优化及喷氨量最优控制[D]. 赵乾.重庆大学 2012
[5]大型电站锅炉烟气脱硝选择性催化还原系统优化研究[D]. 陈山.浙江大学 2007
[6]基于模糊PID补偿器的多电机同步控制策略研究[D]. 王国亮.东北大学 2006
本文编号：3289614
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?＿温＿尘布置方式图??从图２．１可知，如果按照高温高尘方式装置ＳＣＲ脱硝反应系统，则是将之安装在省??
当高的技术含量，催化剂的完整性和活性都将会直接的影响到脱硝效率，目前，最常用??的催化剂为Ｖ２０５－Ｗ０３（Ｍｏ０３）／Ｔｉ０２系列［４４］。催化剂型式可分为三种：蜂窝式、板式和??波纹板式，目前在脱硝系统中用的最多的就是蜂窝式和板式，其结构图如图２．５所示。??板式催化结构??————??二二————??７ｔ＾?ＨｌＺ—?：二二二二二二二：??隹：条拭另潑开为形开口??殚性结构?ｐｔ性结抅??图２．５催化剂结构示意图??设计催化剂结构的的目的在于选取适合氨气与反应的面积，在烟气温度、压??力和省煤器出口烟气流量等条件的作用下，使出口?浓度和氨气逃逸率达到预期的??效果。在烟气中含有大量灰分的情况下，催化剂的防堵性和防磨损性是考验ＳＣＲ脱硝??设备长期安全稳定运行的关键。??在防堵灰方面，反应器截面的宽度一般都是固定的，那么，催化剂节距在相同的情??况下，板式催化剂和波纹式催化剂可以保证的烟气通流面积都在８５％以上；蜂窝式催化??剂次之，可以保证的烟气流通面积在８０％左右。但是在相同的反应器截面宽度条件下，??也可以适当的加大蜂窝式催化剂的节距，那么，就可以接近板式催化剂的防堵性能了。??从分析三种催化剂结构的结果来看
的作用下与反应生成对环境没有污染的氮气和水。实际中，燃烧产生的烟气含量??最多的还是ＮＯ，约占９０％，因此，在实际的催化还原反应中主要考虑氨气与一氧化氮??进行的化学反应，图２．６为ＳＣＲ烟气脱硝反应原理示意图。??ｒ＊?混合器?：＇??—???烟?Ｎ〇ｘ＋ＮＨ３?｜?｜?｜?稀稀??气?＾?ＩＩＩ?释释??ＩＩＩ?氨空??厂＿?ｒ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?气气??〇〇〇〇??｜?｜?｜?｜?｜?一?吹灰器????Ｉ?Ｉ?Ｉ?ＳＣＲ催化剂??净化?＾??Ｎ２＋Ｈ２Ｏ?ＩＩＩ??烟气＾???图２．６?ＳＣＲ烟气脱硝反应原理示意图??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]变论域模糊控制器单元机组SCR烟气脱硝控制研究[J]. 廖鹏,潘维加. 计算机测量与控制. 2017(01)
[2]指数预测模型和Smith预估器在SCR烟气脱硝控制系统中的应用[J]. 孙育红,侯玉婷,焦力刚,李尔堪. 热力发电. 2016(12)
[3]Smith预估补偿控制在燃煤电厂烟气脱硝控制系统的应用[J]. 杨晋萍,刘静伟,白建云,段宝和,杨波. 计算机测量与控制. 2016(04)
[4]串级控制在烟气脱硝喷氨系统中的应用[J]. 梁帅华. 工业控制计算机. 2015(10)
[5]电厂不同运行时间SCR脱硝催化剂动力学特征研究[J]. 孙道林,吴华成,孙伟晋. 华北电力技术. 2015(08)
[6]改进PSO优化参数的LSSVM燃煤锅炉NOX排放预测[J]. 孙卫红,童晓,李强. 数据采集与处理. 2015(01)
[7]基于先进控制技术的660MW超超临界机组SCR脱硝控制方案[J]. 郑志勇,黄达. 江西电力. 2014(05)
[8]基于粒子群优化的选择性催化还原脱硝控制系统仿真[J]. 王瑾,董泽. 电力科学与工程. 2014(03)
[9]基于模糊控制的火电厂湿法烟气脱硫系统[J]. 李栋,郝桂明,宋庆军,姜海燕. 测控技术. 2013(01)
[10]烟气脱硝喷氨量SA-RBF神经网络最优控制[J]. 周洪煜,赵乾,张振华,汪正海. 控制工程. 2012(06)
博士论文
[1]煤粉锅炉燃烧特性及降低氮氧化物生成的技术研究[D]. 王顶辉.华北电力大学 2014
硕士论文
[1]电厂SCR脱硝系统建模与优化控制[D]. 张志超.华北电力大学 2015
[2]模型预测控制在电厂选择性催化还原脱硝系统中的应用研究[D]. 王婷.浙江大学 2015
[3]基于参数自整定模糊PID的火电厂输煤控制系统应用研究[D]. 张春晖.上海交通大学 2013
[4]SCR烟气脱硝系统模拟优化及喷氨量最优控制[D]. 赵乾.重庆大学 2012
[5]大型电站锅炉烟气脱硝选择性催化还原系统优化研究[D]. 陈山.浙江大学 2007
[6]基于模糊PID补偿器的多电机同步控制策略研究[D]. 王国亮.东北大学 2006
本文编号：3289614
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