CN105022365B - 一种大型火电机组脱硝控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大型火电机组脱硝自动控制系统，完善了脱硝控制策略，有效解决了火电机组脱硝NOx控制自动投入率低和调节品质差的技术问题。该系统采用集散控制系统中的压力参数变送器、滤波器模块、切换模块、函数发生器模块、微分模块、速率发生器模块、加法模块、设定值模块、第一乘法模块、第二乘法模块以及PID控制器模块，系统的控制原理采用固定摩尔比控制，即所需要的NH3流量信号＝NOx流量信号×固定摩尔比。本发明可减少运行人员的工作量，提高脱硝系统的控制水平和效率，可有效保证机组运行和电网的安全稳定性。

Description

一种大型火电机组脱硝控制系统

技术领域

本发明涉及自动控制系统，具体涉及一种大型火电机组脱硝控制系统。

背景技术

随着国家节能减排政策的不断深入，大型火电机组需要进行脱硝系统的投运。由于火电机组炉内低氮燃烧技术的局限性，使得NOx的排放不能达到令人满意的程度，为了进一步降低NOx的排放，必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。

选择性催化还原法SCR脱硝工艺以其脱硝装置结构简单、无副产品、运行方便、可靠性高及一次投资相对较低等诸多优点，目前得到了广泛的应用。SCR装置主要由脱硝反应剂制备系统和反应器本体组成，通过向反应器内喷入脱硝反应剂NH3，将NOx还原为氮气。由于此还原反应对温度较为敏感，故需加入催化剂，以满足反应的温度要求，增强反应活性。目前火电机组脱硝系统自动投入率低或调解品质差，经常导致脱硝效率降低，甚至脱硝系统退出运行，进而影响机组和电网的安全稳定运行。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种大型火电机组脱硝控制系统，能够完善脱硝控制策略，有效地解决火电机组脱硝NOx控制自动投入率低和调节品质差的技术问题。

(二)技术方案

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种大型火电机组脱硝控制系统，该系统包括：压力参数变送器、滤波器模块、切换模块、函数发生器模块、微分模块、速率发生器模块、加法模块、设定值模块、第一乘法模块、第二乘法模块以及PID控制器模块；

其中，SCR入口烟气NOx含量输入压力参数变送器，压力参数变送器的输出端与滤波器模块的输入端连接，滤波器模块的输出端与切换模块的第一输入端连接，切换模块的输出端与切换模块的第二输入端连接，SCR入口烟气NOx含量测量值故障信号与切换模块的第三输入端连接，切换模块的输出端与第一乘法模块的第一输入端连接，负荷百分比信号与函数发生器模块的输入端连接，函数发生器模块的输出端与第一乘法模块的第二输入端连接，第一乘法模块的输出端与第二乘法模块的第一输入端连接，设定值模块的输出端与第二乘法模块的第二输入端连接，第二乘法模块的输出端与加法模块的第一输入端连接，函数发生器模块的输出端与微分模块的输入端连接，微分模块的输出端与速率发生器模块的输入端连接，速率发生器模块的输出端与加法模块的第二输入端连接，加法模块的输出端与PID控制器模块的设定值端连接，SCR入口氨气校正流量与PID控制器模块的过程值端连接，PID控制器模块的输出端与SCR氨气流量控制挡板连接。

优选地，切换模块为模拟量开关。

优选地，滤波器模块表示为：1/(1+Ts)，其中Ts表示滤波时间常数。

(三)有益效果

本发明至少有如下有益效果：

本发明提供了一种大型火电机组脱硝系统，该系统为了修正NOx反应器催化剂反馈滞后和NOx分析仪响应滞后，对于负荷变化采用可迅速预测NOx变化的发电量需求信号，该信号比烟气流量信号能更迅速的预测NOx变化。则当负荷变化幅度很大时，该系统执行超期-滞后预喷氨气修正回路；若负荷无变化，则不执行超期-滞后预喷氨气修正回路。本发明解决了火电机组脱硝NOx控制自动投入率低和调节品质差的问题，可减少运行人员的工作量，提高脱硝系统的控制水平和效率，可有效保证机组运行和电网的安全稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种大型火电机组脱硝控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种大型火电机组脱硝控制系统，该系统包括：压力参数变送器PT1、滤波器模块M1、切换模块M3、函数发生器模块M2、微分模块M4、速率发生器模块M5、加法模块M9、设定值模块M7、第一乘法模块M6、第二乘法模块M8以及PID控制器模块M10；

其中，SCR入口烟气NOx含量输入压力参数变送器PT1，压力参数变送器PT1的输出端与滤波器模块M1的输入端O₁连接，滤波器模块M1的输出端O₁与切换模块M3的第一输入端连接，切换模块M3的输出端O₃与切换模块M3的第二输入端连接，SCR入口烟气NOx含量测量值故障信号与切换模块M3的第三输入端连接，切换模块M3的输出端O₃与第一乘法模块M6的第一输入端连接，负荷百分比信号与函数发生器模块M2的输入端连接，函数发生器模块M2的输出端O₂与第一乘法模块的M6第二输入端连接，第一乘法模块的输出端O₆与第二乘法模块M8的第一输入端连接，设定值模块M7的输出端O₇与第二乘法模块M8的第二输入端连接，第二乘法模块M8的输出端O₈与加法模块M9的第一输入端连接，函数发生器模块M2的输出端O₂与微分模块M4的输入端连接，微分模块M4的输出端O₄与速率发生器模块M5的输入端连接，速率发生器模块M5的输出端O₅与加法模块M9的第二输入端连接，加法模块M9的输出端O₉与PID控制器模块M10的设定值端连接，SCR入口氨气校正流量与PID控制器模块M10的过程值端连接，PID控制器模块M10的输出端O₁₀与SCR氨气流量控制挡板连接。

优选地，切换模块M3为模拟量开关。其中，滤波器模块M1的输出端与模拟量开关的输入端i₁连接，模拟量开关的输出端O₃与模拟量开关的输入端i₂连接，而SCR入口烟气NOx含量测量值故障信号与模拟量开关的输入端s连接，则当SCR入口烟气NOx含量测量值有故障时，s＝0，O₃＝i₁；当SCR入口烟气NOx含量测量值无故障时，s＝1，O₃＝i₂。

优选地，滤波器模块用公式表示为：1/(1+Ts)，其中Ts表示滤波时间常数；函数发生器模块中输入与输出的关系为：

为了修正NOx反应器催化剂反馈滞后和NOx分析仪响应滞后，对于负荷变化采用可迅速预测NOx变化的发电量需求信号，该信号比烟气流量信号能迅速的预测NOx变化。在本发明实施例中，负荷百分比输入函数发生器模块，函数发生器模块、微分模块及速率发生器模块构成超期-滞后预喷氨气修正回路，则当负荷变化幅度很大时，执行超期-滞后预喷氨气修正回路；当负荷无变化时，则无需执行超期-滞后预喷氨气修正回路。

本发明实施例的控制原理采用固定摩尔比例控制，即所需要的NH3流量信号＝NOx流量信号×固定摩尔比，而在本系统中的设定值模块M7表示固定摩尔比。本发明实施例中的系统能够减少运行人员的工作量，提高脱硝系统的控制水平和效率，有效保证了机组运行和电网的安全稳定性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种大型火电机组脱硝控制系统，其特征在于，该系统包括：压力参数变送器、滤波器模块、切换模块、函数发生器模块、微分模块、速率发生器模块、加法模块、设定值模块、第一乘法模块、第二乘法模块以及PID控制器模块；

其中，SCR入口烟气NOx含量输入压力参数变送器，压力参数变送器的输出端与滤波器模块的输入端连接，滤波器模块的输出端与切换模块的第一输入端连接，切换模块的输出端与切换模块的第二输入端连接，SCR入口烟气NOx含量测量值故障信号与切换模块的第三输入端连接，切换模块的输出端与第一乘法模块的第一输入端连接，负荷百分比信号与函数发生器模块的输入端连接，函数发生器模块的输出端与第一乘法模块的第二输入端连接，第一乘法模块的输出端与第二乘法模块的第一输入端连接，设定值模块的输出端与第二乘法模块的第二输入端连接，第二乘法模块的输出端与加法模块的第一输入端连接，函数发生器模块的输出端与微分模块的输入端连接，微分模块的输出端与速率发生器模块的输入端连接，速率发生器模块的输出端与加法模块的第二输入端连接，加法模块的输出端与PID控制器模块的设定值端连接，SCR入口氨气校正流量与PID控制器模块的过程值端连接，PID控制器模块的输出端与SCR氨气流量控制挡板连接；

所述滤波器模块表示为：1/(1+Ts)，其中Ts表示滤波时间常数。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述切换模块为模拟量开关。