基于入口NOx浓度软测量的脱硝系统先进控制研究

Model predictive control utilizing gas soft-sensors on SCR denitration system in thermoelectric unit

选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)是火电厂目前普遍采用的烟气脱硝方法。针对SCR系统存在的非线性及大惯性特点,普遍采用先进控制方法来优化调节喷氨量,但控制方式的改变无法解决烟气连续监测系统(Continuous emission monitoring systems,CEMS)测量滞后带来的影响,特别是SCR入口侧NOx浓度测量滞后。本文提出了SCR入口NOx浓度软测量方法,预测一定时长后的入口NOx浓度,预测时间等同于CEMS测量滞后时间,减小了CEMS浓度测量滞后对系统的影响。并结合PID控制及动态矩阵控制(dynamic matrix predictive control,DMC)方式,提出了软测量PID(soft sensor-PID,SS-PID)与软测量DMC(soft sensor-DMC,SS-DMC)的控制方式,通过添加SCR入口NOx浓度软测量的方法,进一步降低NOx排放的浓度平均波动,提高脱硝系统的控制水平。仿真结果表明,SS-PID/SS-DMC控制相较于PID/DMC控制可以实现出口NOx浓度平均波动分别减少30.26%和46.15%。同时当调节出口NOx浓度设定值使得仿真出口NOx浓度最大值为50mg/Nm^3时,SS-PID/SS-DMC控制相较于PID/DMC控制可以分别降低喷氨量达3.09%和1.14%。