一种脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及脱硝控制技术领域，尤其涉及一种脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法、系统、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

运行人员为了保证机组正常运行自然就会牺牲机组AGC各方面的指标，甚至会受到中调的考核。同时机组的不稳定运行，给机组的安全经济运行带来了非常大的危害。常规的前馈无法解决AGC指令的频繁反复变化以及负荷变化率不同引起汽机主蒸汽压力的波动由于变负荷过程中机组的风煤比失衡，造成机组产生的NOX也经常发生变化。由于机组负荷越来越低，为了保证机组的正常安全运行，进入炉膛的风煤比就越来越高煤质的热值不稳定变化引起的运行工况也不断变化，从而使机组的压力始终与设定值有较大的偏差，需要运行人员不断修改压力设定值辅助机组运行工况，增加了很多不必要的操作。

低负荷需要控制脱硝出口的氮氧化物的浓度，氮氧化物的浓度越来越低，这样就越来越容易进入饱和区域。NOX进入饱和区域时反应非常迟缓，喷氨调节阀由于控制器有积分作用不断关小，一但离开饱和区域会因为阀门关闭的太小快速上升，而控制器是有差调节不能有效的控制NOX浓度，从而造成NOX浓度升高的太多，再次造成喷氨量过多，重新进入饱和状态；亟需一种使脱硝系统较为稳定地脱离饱和区域的方案。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法、系统、装置及计算机可读存储介质，用以解决现有技术中的问题。

本发明提供了一种脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法，包括以下步骤：

利用基于内模控制器IMC与动态前馈的中间点控制策略，获取中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系；

获取中间点温度和给水流量的关系，根据所述中间点温度和给水流量的关系，确定启磨时前馈增加的水量；

根据中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系及启磨时前馈增加的水量，控制脱硝系统提前喷氨，使脱硝系统脱离饱和区域的稳定。

进一步地，所述中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系，具体为

进一步地，所述启磨时前馈增加的水量，具体为

进一步地，根据中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系及启磨时前馈增加的水量，控制脱硝系统提前喷氨，具体包括：根据中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系及启磨时前馈增加的水量，并利用中间点温度控制，以控制脱硝系统提前喷氨。

进一步地，利用中间点温度控制，以控制脱硝系统提前喷氨，具体包括：采集脱硝系统的NOX，将所述NOX输入至比较模块，并通过速率模块、选择模块及数字量与模块进行处理，得到NOX前馈，以控制脱硝系统提前喷氨。

进一步地，所述脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法还包括，将所述NOX输入至比较模块，并通过速率模块、选择模块及数字量与模块进行处理时，分别对比较模块速率模块、选择模块及数字量与模块设置不同放大系数。

进一步地，所述脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法还包括，在使用基于内模控制器IMC与动态前馈的中间点控制策略前，利用OPC通讯方式与DCS建立通讯。

本发明还提供了一种脱硝系统脱离饱和区域的稳定系统，包括函数关系获取模块、前馈水量获取模块及喷氨控制模块；

所述函数关系获取模块，用于利用基于内模控制器IMC与动态前馈的中间点控制策略，获取中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系；

所述前馈水量获取模块，用于获取中间点温度和给水流量的关系，根据所述中间点温度和给水流量的关系，确定启磨时前馈增加的水量；

所述喷氨控制模块，用于根据中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系及启磨时前馈增加的水量，控制脱硝系统提前喷氨，使脱硝系统脱离饱和区域的稳定。

本发明还提供了一种脱硝系统脱离饱和区域的稳定装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过利用基于内模控制器IMC与动态前馈的中间点控制策略，获取中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系；获取中间点温度和给水流量的关系，根据所述中间点温度和给水流量的关系，确定启磨时前馈增加的水量；根据中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系及启磨时前馈增加的水量，控制脱硝系统提前喷氨，使脱硝系统脱离饱和区域的稳定；实现了使脱硝系统较为稳定地脱离饱和区域。

附图说明

图1为本发明提供的脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法的流程示意图；

图2为本发明提供的中间点温度控制提前喷氨逻辑示意图；

图3为本发明提供的未优化的NOX趋势图；

图4为本发明提供的优化后的NOX趋势图；

图5为本发明提供的脱硝系统脱离饱和区域的稳定系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

本发明实施例提供了一种脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法，其流程示意图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

S1、利用基于内模控制器IMC与动态前馈的中间点控制策略，获取中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系；

S2、获取中间点温度和给水流量的关系，根据所述中间点温度和给水流量的关系，确定启磨时前馈增加的水量；

S3、根据中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系及启磨时前馈增加的水量，控制脱硝系统提前喷氨，使脱硝系统脱离饱和区域的稳定。

优选的，所述脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法还包括，在使用基于内模控制器IMC与动态前馈的中间点控制策略前，利用OPC通讯方式与DCS建立通讯。

一个具体实施例中，AECS-2000(APC)系统通过OPC通讯方式与DCS建立通讯；APC系统属于DCS的外挂服务系统，这样可以确保DCS的逻辑保持不变同时实现APC系统上的先进功能运算适时反馈给DCS。APC和DCS在通讯逻辑上搭建无扰切换的握手策略，在一定情况下APC和DCS可以实现互相切换，确保机组安全稳定运行。DCS仍然作为控制系统运行的基础，在控制系统外，DCS始终保持在健康的运行状态，并且始终跟踪先进控制系统的输出，随时可以进行无扰切换；DCS侧和控制侧做有非常严谨的先进控制握手、保护、跟踪策略，用于安全投切。

优选的，所述中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系，具体为

一个具体实施例中，为了克服启磨时锅炉系统固有燃烧惯性，利用基于内模控制器IMC与动态前馈的中间点控制策略，其基本控制原则是提前控制机组的水煤比，防止机组的水煤比变化太大，达到控制中间点温度的变化；静态过程中，中间点温度偏差靠IMC调节器；启磨时控制品质主要依靠IMC加上前馈控制；通过特定的模型试验，利用内模算法可以得出中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系。

优选的，所述启磨时前馈增加的水量，具体为

一个具体实施例中，根据中间点温度和给水流量的关系可以得到启磨时前馈增加的水量为

优选的，根据中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系及启磨时前馈增加的水量，控制脱硝系统提前喷氨，具体包括：根据中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系及启磨时前馈增加的水量，并利用中间点温度控制，以控制脱硝系统提前喷氨。

优选的，利用中间点温度控制，以控制脱硝系统提前喷氨，具体包括：采集脱硝系统的NOX，将所述NOX输入至比较模块，并通过速率模块、选择模块及数字量与模块进行处理，得到NOX前馈，以控制脱硝系统提前喷氨。

一个具体实施例中，针对电厂采用常规PID控制器+变负荷前馈无法解决启磨造成的重大影响；脱硝系统的滞后时间大概是6分钟，以较快的稳定参数、减少对AGC变负荷的对指标参数影响为目标，既能快速响应AGC指令频繁变化，又能快速响应机组的各参数变化，能控制机组的功率和主蒸汽压力、主蒸汽温度等等氮氧化物在指定范围内，同时使喷氨量均匀，从而减少空预器堵塞的风险避免了启磨过程中超温超压现象，使机组在启磨时快速稳定，避免了给煤量和减温水频繁变化，提高机组自动化水平，实现节能降耗，达到机组安全经济运行的效果。

具体实施时，一个机组上述逻辑的参数如下：k1＝0；k2＝6；k3＝0；k4＝3.5；k5＝20；k6＝18；；k7＝1/min；k8＝0.5/min；k9＝3；k10＝20/min；k11＝1/min；A的功能就是判断脱硝系统是否已经脱离饱和区域(1为已脱离，0为未脱离)，B的功能就是判断脱硝系统进入饱和区域(0为未进入饱和区域或进入饱和区域的时间不长，不会对系统造成很大的影响；1为进入饱和区域的时间很长)，当AB同时为1时，喷氨调节就按k10的速率提前开k4％的阀门总指令，经过一段时间后当A为1、B为0按k11的速率慢慢降为k3％；

优选的，所述脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法还包括，将所述NOX输入至比较模块，并通过速率模块、选择模块及数字量与模块进行处理时，分别对比较模块速率模块、选择模块及数字量与模块设置不同放大系数。

一个具体实施例中，未使用本发明所述方法的NOX趋势图，即未优化的NOX趋势图，如图3所示，使用本发明所述所述方法后的NOX趋势图，即优化后的NOX趋势图，如图4所示，图4中，3-8对应的是A～F给煤机的瞬时煤量，9是机组负荷，14是A侧脱硝NOX浓度，15是B侧NOX浓度；利用本发明所述的脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法，启动F磨时主蒸汽压力有一个剧烈上升趋势，最大偏差只有0.7MPa，在变负荷时和启停制粉系统时，中间点温度、主蒸汽温度nox浓度变化很小，只有4℃并且不会很深的进入到饱和区域，使机组的喷氨流量更加均匀，减少了空预器堵塞的风险和环保考核的风险，并且使机组各参数NOX很快就紧跟着设定值变化。当AGC指令频繁变化时，给煤总量能自动快速跟随调整，机组负荷能紧跟着负荷指令曲线运行，同时主蒸汽压力也紧跟着滑压曲线运行，并且各参数都控制在一定范围之内并最终能快速稳定，实现节能降耗，减少运行人员工作量，具有非常重要的实际意义。

实施例2

本发明实施例提供了一种脱硝系统脱离饱和区域的稳定系统，其结构示意图，如图5所示，所述系统包括函数关系获取模块1、前馈水量获取模块2及喷氨控制模块3；

所述函数关系获取模块1，用于利用基于内模控制器IMC与动态前馈的中间点控制策略，获取中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系；

所述前馈水量获取模块2，用于获取中间点温度和给水流量的关系，根据所述中间点温度和给水流量的关系，确定启磨时前馈增加的水量；

所述喷氨控制模块3，用于根据中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系及启磨时前馈增加的水量，控制脱硝系统提前喷氨，使脱硝系统脱离饱和区域的稳定。

实施例3

本发明实施例提供了一种脱硝系统脱离饱和区域的稳定装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如实施例1所述的脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法。

实施例4

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如实施例1所述的脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法。

本发明公开了一种脱硝系统脱离饱和区域的稳定方法、系统、装置及计算机可读存储介质，通过利用基于内模控制器IMC与动态前馈的中间点控制策略，获取中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系；获取中间点温度和给水流量的关系，根据所述中间点温度和给水流量的关系，确定启磨时前馈增加的水量；根据中间点温度和启动时磨煤机里的积粉的函数关系及启磨时前馈增加的水量，控制脱硝系统提前喷氨，使脱硝系统脱离饱和区域的稳定；实现了使脱硝系统较为稳定地脱离饱和区域。

通过本发明技术方案可以提高变负荷瞬间发电机组为响应电网调频能力，快速改变发电机组发电功率引起汽机调门变化造成的机组的主蒸汽压力变化，使机组的压力设定值和实际值不会偏差太大；识别脱硝系统进入饱和区域的虚假现象，防止喷氨量过多造成nox浓度太低；能提高发电机组变负荷时发电功率的响应速度的变化造成机组的主蒸汽压力的变化的适应能力，使机组主蒸汽压力紧跟着滑压曲线变化。识别脱硝系统是否已脱离饱和区域；能识别脱硝系统是否已进入饱和区域提高发电机组在不同负荷段的负荷变化能力；可以提高脱硝系统快速消除发电机组启磨造成的影响稳定的能力；可以提高脱硝系统在变负荷和启停磨时对氮氧化物的控制能力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。