張曉航

(中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司西北電力試驗(yàn)研究院,陜西 西安 710021)

0 引言

《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》提出,到2025年,氮氧化物(NOx)排放總量需比2020年下降10%以上[1]。在我國(guó),由燃煤產(chǎn)生的NOx占總排放量比例約為70%[2]。減少NOx排放一方面要大力發(fā)展清潔能源以降低煤炭消費(fèi)量,另一方面要持續(xù)推進(jìn)煤電機(jī)組超低排放改造以實(shí)現(xiàn)煤炭清潔利用。選擇性催化還原(selective catalytic reduction,SCR)技術(shù)是當(dāng)前火力發(fā)電廠廣泛應(yīng)用的煙氣脫硝技術(shù)[3]。SCR的原理是煙氣中的NOx和SCR反應(yīng)器中的NH3以及空氣中的O2發(fā)生SCR反應(yīng),生成N2和H2O。國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)環(huán)保部門將鍋爐排放煙氣NOx質(zhì)量濃度限制在50 mg/Nm3以內(nèi)[4]。火電廠須在環(huán)保達(dá)標(biāo)的前提下避免過量噴氨。噴氨量過大不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)、脫硝效率下降,還會(huì)引發(fā)空預(yù)器堵塞、風(fēng)煙系統(tǒng)出口阻力增加、耗能升高等問題[5-6]。

噴氨自動(dòng)化是熱工自動(dòng)化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),通過控制噴氨調(diào)門開度調(diào)節(jié)進(jìn)入SCR反應(yīng)器中的氨氣量,實(shí)現(xiàn)對(duì)排放煙氣NOx濃度值的控制。常規(guī)控制策略基于比例積分微分(proportional integral differential,PID)控制器加前饋的模型[7-8]。該模型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)施等優(yōu)點(diǎn)。文獻(xiàn)[9]先利用遺傳算法計(jì)算得到PID控制器初始參數(shù),再利用模糊算法計(jì)算修正參數(shù)。仿真結(jié)果表明,這種方法有助于提升系統(tǒng)的快速性和準(zhǔn)確性。近年來(lái),強(qiáng)化學(xué)習(xí)、預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制算法被應(yīng)用到噴氨控制,并得到了一定的實(shí)踐。部分學(xué)者針對(duì)脫硝系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化展開研究。文獻(xiàn)[10]提出的控制策略兼顧了NOx排放的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性,可有效降低脫硝成本。文獻(xiàn)[11]先通過大數(shù)據(jù)分析建立脫硝系統(tǒng)模型,再利用混合粒子群優(yōu)化(hybrid particle swarm optimization,HPSO)算法優(yōu)化模型參數(shù),具有較好的控制精度。綜合來(lái)看,基于經(jīng)典PID控制器的控制策略以其易于實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用,但其屬于“事后”控制,調(diào)節(jié)品質(zhì)較差。先進(jìn)控制算法因無(wú)法直接在電廠分布式控制系統(tǒng)(distributed control system,DCS)實(shí)施,常采取在DCS外掛可編程邏輯控制器(programmable logical controller,PLC)或其他先進(jìn)控制器[12]等方法實(shí)施。這樣操作花費(fèi)大、安全風(fēng)險(xiǎn)高,且模型精度與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際常存在差距,阻礙了外掛控制器的大規(guī)模應(yīng)用。

本文提出的脫硝控制策略無(wú)需額外投資即可直接在電廠DCS實(shí)施,可有效提升系統(tǒng)快速響應(yīng)能力及控制精度,在保證排放達(dá)標(biāo)的同時(shí)提升了經(jīng)濟(jì)性。通過工程現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,驗(yàn)證了本文策略具有較好的控制效果。

1 SCR脫硝控制系統(tǒng)

1.1 傳統(tǒng)控制方案

SCR入口煙氣NOx濃度測(cè)量值經(jīng)過折線函數(shù)F1(X)的輸出值,與機(jī)組主蒸汽流量經(jīng)過折線函數(shù)F2(X)的輸出值相乘得到基準(zhǔn)噴氨量。SCR出口NOx濃度測(cè)量值和設(shè)定值的偏差經(jīng)過主PID控制器計(jì)算后得到NOx偏差噴氨調(diào)整量。機(jī)組鍋爐主控制器值經(jīng)過折線函數(shù)F3(X)的輸出值為氨氣快速調(diào)節(jié)量。上述三者相加之和為噴氨流量設(shè)定值。該設(shè)定值與氨氣流量測(cè)量值偏差經(jīng)過副PID控制器計(jì)算,得到噴氨調(diào)門開度指令。

串級(jí)PID加前饋模式被廣泛應(yīng)用于脫硝噴氨控制。串級(jí)PID脫硝控制策略如圖1所示。

圖1 串級(jí)PID脫硝控制策略示意圖

1.2 控制難點(diǎn)

某電廠1#機(jī)組某次NOx調(diào)節(jié)過程曲線如圖2所示。

圖2 NOx調(diào)節(jié)過程曲線

由圖2可知,機(jī)組負(fù)荷經(jīng)歷先降后升過程。圖2中:A點(diǎn)時(shí)間為05∶04∶10,噴氨調(diào)門開度為62.8%,NOx設(shè)定值為36 mg/Nm3、測(cè)量值為36.1 mg/Nm3;B點(diǎn)時(shí)間為05∶07∶02,此時(shí)運(yùn)行人員將設(shè)定值改為30 mg/Nm3;C點(diǎn)時(shí)間為05∶09∶02,噴氨調(diào)門開度為100%,NOx設(shè)定值為30 mg/Nm3,此時(shí)的測(cè)量值57.8 mg/Nm3已超過環(huán)保要求限值。A點(diǎn)、C點(diǎn)的時(shí)間差為4 min 52 s,即使運(yùn)行人員在B點(diǎn)提前降低設(shè)定值也未能避免此次環(huán)保超標(biāo)。該機(jī)組因脫硝噴氨自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)差,噴氨調(diào)門長(zhǎng)期處于手動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài),NOx超標(biāo)、過度噴氨現(xiàn)象頻發(fā),引起空預(yù)器堵塞、一次風(fēng)壓波動(dòng)等問題,影響機(jī)組安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

當(dāng)前,電廠脫硝控制存在以下難點(diǎn)。

①大延遲。大延遲包括催化反應(yīng)延遲及測(cè)量響應(yīng)延遲?？傃舆t時(shí)間一般約為3～5 min。因PID控制器基于NOx偏差進(jìn)行調(diào)節(jié),其對(duì)NOx變化反應(yīng)滯后造成的噴氨調(diào)門延遲進(jìn)行調(diào)節(jié)。

②強(qiáng)擾動(dòng)。新型電力系統(tǒng)背景下,電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電控制(automatic generation control,AGC)調(diào)度指令變化頻繁,變負(fù)荷時(shí)鍋爐燃燒不穩(wěn)定,生成的NOx量也發(fā)生較大波動(dòng)。這對(duì)控制系統(tǒng)性能提出較高要求。

③傳統(tǒng)控制策略不具有針對(duì)性。例如,當(dāng)NOx測(cè)量值由45 mg/Nm3上升至55 mg/Nm3時(shí),控制系統(tǒng)應(yīng)快速大幅增加噴氨調(diào)門開度以免環(huán)保超標(biāo);當(dāng)NOx測(cè)量值由20 mg/Nm3上升至30 mg/Nm3時(shí),由于其處于較低范圍,控制系統(tǒng)應(yīng)保持或小幅增加噴氨調(diào)門開度以免過度噴氨。圖1控制策略表明,無(wú)論機(jī)組處于穩(wěn)態(tài)還是變負(fù)荷運(yùn)行工況,由于控制系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的PID控制器參數(shù)為固定值,其控制強(qiáng)度也一致。這并不能滿足實(shí)際控制的需要。

2 脫硝控制優(yōu)化控制策略

2.1 機(jī)組運(yùn)行工況辨識(shí)及分類

機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)態(tài)時(shí),鍋爐生成NOx較為穩(wěn)定,一般微調(diào)噴氨調(diào)門開度即可滿足控制需要。當(dāng)機(jī)組升負(fù)荷過程啟動(dòng)磨煤機(jī),或降負(fù)荷過程停運(yùn)磨煤機(jī)后一定時(shí)間內(nèi),NOx波動(dòng)較大,需對(duì)噴氨調(diào)門進(jìn)行大幅度調(diào)整才能避免環(huán)保超標(biāo)。因此,要實(shí)現(xiàn)噴氨調(diào)門的精準(zhǔn)控制,必須在機(jī)組不同運(yùn)行工況對(duì)控制系統(tǒng)作針對(duì)性調(diào)整。本文基于DCS設(shè)計(jì)了機(jī)組運(yùn)行工況辨識(shí)分類邏輯,通過分析不同運(yùn)行工況下鍋爐生成NOx量的變化規(guī)律,將運(yùn)行工況分為以下6類。

①穩(wěn)態(tài):機(jī)組負(fù)荷不變、各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定的工況。穩(wěn)態(tài)鍋爐燃燒產(chǎn)生的NOx也較為穩(wěn)定。

②波動(dòng):機(jī)組負(fù)荷在區(qū)間范圍內(nèi)小幅振蕩工況,將振蕩區(qū)間設(shè)置為-10～+10 MW。此時(shí),鍋爐燃燒產(chǎn)生的NOx出現(xiàn)小幅波動(dòng)。

③連升:機(jī)組連續(xù)升負(fù)荷工況。此時(shí),系統(tǒng)產(chǎn)生的NOx持續(xù)升高。

④連減:機(jī)組連續(xù)減負(fù)荷工況。此時(shí),系統(tǒng)產(chǎn)生的NOx持續(xù)減少。

⑤啟磨:升負(fù)荷啟動(dòng)磨組工況。啟磨存煤入爐,風(fēng)煤比降低可能導(dǎo)致NOx快速下降。

⑥停磨:降負(fù)荷停運(yùn)磨組工況。停磨斷煤后,風(fēng)煤比升高可能導(dǎo)致NOx快速上升。

通過對(duì)機(jī)組進(jìn)行運(yùn)行工況辨識(shí)和分類,可以指導(dǎo)控制系統(tǒng)在不同工況下靈活調(diào)整控制作用強(qiáng)度,從而有針對(duì)性地對(duì)NOx進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.2 基于模糊規(guī)則的NOx 趨勢(shì)預(yù)判策略

脫硝控制系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性有較高要求。一旦NOx超過環(huán)保限值,電廠將面臨經(jīng)濟(jì)考核。為提高系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)能力,通過分析NOx測(cè)量值及其變化量規(guī)律,建立基于趨勢(shì)預(yù)判的NOx模糊修正規(guī)則。NOx模糊規(guī)則修正如表1所示。

表1 NOx模糊規(guī)則修正表

修正以NOx測(cè)量值為基準(zhǔn),根據(jù)其前1 min變化量確定修正量,不同測(cè)量值區(qū)間修正規(guī)則各不相同。當(dāng)測(cè)量值處于低位時(shí),修正目的在于超前關(guān)小調(diào)門以避免過度噴氨。當(dāng)測(cè)量值處于中間位時(shí),修正目的在于平滑測(cè)量值波動(dòng),以避免系統(tǒng)振蕩。當(dāng)測(cè)量值處于高位時(shí),修正目的在于避免環(huán)保超標(biāo)。

修正式為:

P=C+σμ

(1)

式中:P為修正后PID控制器被調(diào)量;C為NOx測(cè)量值;σ為趨勢(shì)預(yù)測(cè)修正量,可通過查詢表1得到;μ為基于機(jī)組不同運(yùn)行工況設(shè)置的調(diào)整系數(shù)。

設(shè)置是在穩(wěn)態(tài)及波動(dòng)工況對(duì)修正量進(jìn)行弱化處理以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性,在連升和連降工況時(shí)不進(jìn)行調(diào)整,而在啟磨和停磨階段適當(dāng)強(qiáng)化趨勢(shì)修正,讓系統(tǒng)盡快恢復(fù)穩(wěn)定。根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),本文設(shè)置μ在穩(wěn)態(tài)工況為0.2、波動(dòng)工況為0.5、連升或者連降負(fù)荷工況為1、啟停磨煤機(jī)工況為1.3。

應(yīng)用舉例如下。負(fù)荷波動(dòng)工況下,NOx設(shè)定值為40 mg/Nm3、測(cè)量值為20 mg/Nm3,且測(cè)量值前1 min變化量為-5 mg/Nm3。此時(shí),因NOx處于低位且呈快速下降趨勢(shì),為避免NOx過低,PID控制器應(yīng)超前關(guān)小噴氨調(diào)門開度以避免過度噴氨。查詢表1可知:σ值為-8 mg/Nm3;μ為0.5;修正后P為16 mg/Nm3。此時(shí),模糊修正結(jié)果加強(qiáng)了NOx的下降趨勢(shì),有助于PID控制器快速關(guān)小調(diào)門。反之,設(shè)定值不變,測(cè)量值為45 mg/Nm3,且前1 min變化量為+5 mg/Nm3。此時(shí),因NOx處于高位且呈快速上升趨勢(shì),為避免NOx超限,PID控制器應(yīng)超前增加噴氨調(diào)門開度。查詢表1可知:σ值為+10 mg/Nm3;μ為0.5;修正后P為50 mg/Nm3。此時(shí),模糊修正結(jié)果加強(qiáng)了NOx上升趨勢(shì),有助于PID控制器快速開大調(diào)門以避免環(huán)保超標(biāo)。

2.3 控制強(qiáng)度自適應(yīng)調(diào)節(jié)策略

本文根據(jù)機(jī)組不同運(yùn)行工況對(duì)控制系統(tǒng)作用強(qiáng)度作針對(duì)性調(diào)整。針對(duì)性調(diào)整主要包括4個(gè)方面,分別為PID控制器參數(shù)、前饋?zhàn)饔?、系統(tǒng)輸出上下限、輸出變化速率。本文定義這4個(gè)方面強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)分別為K1～K4。

①K1、K2。

K1對(duì)PID控制器參數(shù)強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。工程應(yīng)用中,PID控制器在掃描周期k的輸出值Vk的計(jì)算式為:

(2)

式中:PT為控制器比例帶系數(shù),其數(shù)值越大代表比例作用越弱;TI為積分時(shí)間,其數(shù)值越大代表積分作用越弱;KD為微分系數(shù);TD為微分時(shí)間。

將原控制器參數(shù)PT、TI、KD與調(diào)整系數(shù)K1相乘,即可得到各PID控制器參數(shù)的修正值。

K2對(duì)控制系統(tǒng)前饋量OC強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。OC與K2相乘后得到修正后的前饋量。調(diào)試人員可根據(jù)不同現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

②K3。

K3對(duì)控制系統(tǒng)輸出幅度進(jìn)行修正,分為輸出上限K3H及輸出下限K3L。首先,本文基于歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到機(jī)組不同負(fù)荷段穩(wěn)態(tài)工況噴氨調(diào)門開度上下限值。例如:機(jī)組負(fù)荷維持在175 MW時(shí),噴氨調(diào)門開度在35～45%區(qū)間變化即可滿足控制需要,則調(diào)門開度定義為上限KH=45%、下限KL=35%。接著,本文用K3H和K3L對(duì)上下限進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正。K3H取值1.1。K3L取值0.9,則修正后KH為49.5%、KL為31.5%。

③K4。

K4對(duì)控制系統(tǒng)輸出速率即噴氨調(diào)門開關(guān)速率進(jìn)行調(diào)節(jié)。為避免環(huán)保超標(biāo)及系統(tǒng)振蕩,K4對(duì)開門速率不作限制,僅對(duì)關(guān)門速率進(jìn)行限制。本文將試驗(yàn)電廠的關(guān)門速率限值設(shè)為4%/min。此外,有2種工況需特殊設(shè)置。①NOx轉(zhuǎn)向,即NOx測(cè)量值出現(xiàn)先升后降,且測(cè)量值減設(shè)定值之差大于10 mg/Nm3。②NOx測(cè)量值與設(shè)定值之差小于-10 mg/Nm3,即大差工況。以上2種工況需將調(diào)門快速關(guān)小,在上述工況發(fā)生后應(yīng)將關(guān)門速率適度加快。

K1～K4調(diào)整系數(shù)如表2所示。

表2 K1～K4調(diào)整系數(shù)

2.4 脫硝控制策略

綜合以上分析,本文提出的脫硝優(yōu)化控制策略如圖3所示。

圖3 脫硝優(yōu)化控制策略

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(continuous emission monitoring system,CEMS)采集得到的煙氣NOx測(cè)量值,經(jīng)過模糊規(guī)則處理器得到修正后PID控制器被調(diào)量P。P與PID控制器設(shè)定值S的偏差經(jīng)過噴氨PID控制器接收并計(jì)算得到噴氨調(diào)門調(diào)整量,再與各前饋?lái)?xiàng)疊加后經(jīng)過限幅、限速模塊得到最終噴氨調(diào)門指令。

前饋?zhàn)饔冒ㄒ韵?項(xiàng)。

①基準(zhǔn)開度Q1。

Q1是噴氨調(diào)門開度的基準(zhǔn)量。

(3)

式中:R為SCR入口煙氣NOx質(zhì)量濃度測(cè)量值,其區(qū)間在150～400 mg/Nm3;S區(qū)間通常為30～40 mg/Nm3;Fx(Z)為主蒸汽流量折線函數(shù);γ1為微調(diào)系數(shù),可根據(jù)運(yùn)行情況設(shè)置,初值取1。

試驗(yàn)電廠主蒸汽流量對(duì)應(yīng)折線函數(shù)如表3所示。

表3 主蒸汽流量對(duì)應(yīng)折線函數(shù)

基準(zhǔn)開度反映了鍋爐煙氣NOx實(shí)際濃度值,決定了噴氨調(diào)門基礎(chǔ)開度不受強(qiáng)度調(diào)節(jié)系數(shù)K1的調(diào)節(jié)。

②微分前饋Q2。

Q2在NOx測(cè)量值變化時(shí)快速改變噴氨調(diào)門開度。

(4)

式中:Q2為t1和t2時(shí)間NOx實(shí)測(cè)值變化量,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,時(shí)間差取2～3 min;γ2為調(diào)節(jié)系數(shù),默認(rèn)取1;Ct1和Ct2分別為t1和t2時(shí)刻N(yùn)Ox實(shí)際測(cè)量值。

為避免NOx小幅變化引起微分前饋波動(dòng)進(jìn)而導(dǎo)致噴氨調(diào)門振蕩,本文將Q2輸出“死區(qū)”設(shè)置為±3%,以保證微分前饋僅在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)被破壞、NOx大幅波動(dòng)時(shí)起作用。

③啟停磨組前饋Q3。

為避免啟停磨組導(dǎo)致風(fēng)煤失衡引起鍋爐燃燒不穩(wěn)、NOx波動(dòng)等現(xiàn)象,本文增加啟停磨組前饋Q3。Q3的取值可以根據(jù)不同機(jī)組實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。本文試驗(yàn)電廠啟磨時(shí)設(shè)置Q3為-5%、停磨時(shí)設(shè)置Q3為+6%;同時(shí),設(shè)置Q3作用時(shí)間是啟停磨后10 min,即10 min后Q3自動(dòng)恢復(fù)至0。

④氧量前饋Q4。

Q4反映風(fēng)煤配比。若Q4持續(xù)上升,煙氣NOx也呈上升趨勢(shì)。Q4做法參考Q2,此處不再贅述。

3 工程應(yīng)用

本文將提出的優(yōu)化方案應(yīng)用于350 MW超臨界機(jī)組。其鍋爐設(shè)備采用哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-1125/25.4-YM1型超臨界參數(shù)直流爐。該機(jī)組自2018年初投產(chǎn)以來(lái),脫硝系統(tǒng)噴氨調(diào)門無(wú)法投入自動(dòng)控制,長(zhǎng)期依賴運(yùn)行人員手動(dòng)操作,NOx超標(biāo)現(xiàn)象頻發(fā)。同時(shí),該機(jī)組存在過量噴氨造成空預(yù)器堵塞嚴(yán)重、熱一次風(fēng)母管壓力振蕩、協(xié)調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性差等問題。本文提出的優(yōu)化控制方案在該機(jī)組實(shí)施后,在不同運(yùn)行工況下檢驗(yàn)其應(yīng)用效果。

圖4為機(jī)組負(fù)荷320 MW穩(wěn)態(tài)工況NOx調(diào)節(jié)過程曲線。

圖4 負(fù)荷320 MW穩(wěn)態(tài)工況NOx調(diào)節(jié)過程曲線

圖4中:NOx設(shè)定值保持為41 mg/Nm3。由于對(duì)控制系統(tǒng)作用強(qiáng)度進(jìn)行了針對(duì)性調(diào)節(jié),噴氨調(diào)門開度小幅變化就可以將NOx質(zhì)量濃度保持在設(shè)定值附近,且設(shè)定值與測(cè)量值偏差保持在±5 mg/Nm3內(nèi)。

圖5為機(jī)組降負(fù)荷過程N(yùn)Ox調(diào)節(jié)曲線。

圖5 降負(fù)荷過程N(yùn)Ox調(diào)節(jié)曲線

此時(shí),NOx設(shè)定值始終保持在40 mg/Nm3,且設(shè)定值與測(cè)量值最大偏差為8 mg/Nm3。

機(jī)組升負(fù)荷過程N(yùn)Ox調(diào)節(jié)曲線如圖6所示。

圖6 升負(fù)荷過程N(yùn)Ox調(diào)節(jié)曲線

此時(shí),NOx設(shè)定值始終保持在42 mg/Nm3,且設(shè)定值與測(cè)量值最大偏差為6 mg/Nm3,控制品質(zhì)優(yōu)良。

機(jī)組負(fù)荷在270～310 MW區(qū)間波動(dòng)過程中,負(fù)荷小波動(dòng)過程N(yùn)Ox調(diào)節(jié)曲線如圖7所示。

圖7 負(fù)荷小波動(dòng)過程N(yùn)Ox調(diào)節(jié)曲線

此時(shí),NOx設(shè)定值保持為43 mg/Nm3,設(shè)定值與測(cè)量值最大偏差為5 mg/Nm3。

由NOx調(diào)節(jié)過程曲線可知,在機(jī)組不同運(yùn)行工況下,所提控制策略均能將NOx偏差控制在±8 mg/Nm3以內(nèi),自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)滿足《火力發(fā)電廠模擬量控制系統(tǒng)驗(yàn)收測(cè)試規(guī)程》(DL/T 657—2015)中NOx偏差在±10 mg/Nm3內(nèi)的要求。

本文對(duì)比350 MW超臨界機(jī)組投運(yùn)所提優(yōu)化控制方案前后數(shù)據(jù)。應(yīng)用數(shù)據(jù)對(duì)比如表4所示。

表4 應(yīng)用數(shù)據(jù)對(duì)比

由表4可知,所提方案取得了較為理想的效果。所提方案實(shí)施后:NOx月超標(biāo)次數(shù)大幅減少,NOx均值提升2.3 mg/Nm3,同比增長(zhǎng)6.2%,實(shí)際的耗氨量減少54.6 kg/h,同比減少14.1%,噴氨量日均同比減少1 310.4 kg,折合尿素602.8 kg,當(dāng)年減少尿素耗量220 t。按每噸尿素2 000元計(jì)算,其產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為440 000元。而電解220 t尿素,需耗電500 000 kW·h。按每度電0.25元計(jì)算,則優(yōu)化方案節(jié)約電費(fèi)約為125 000元。年綜合節(jié)約成本約為56.5萬(wàn)元。

4 結(jié)論

本文提出的控制策略是對(duì)電廠傳統(tǒng)PID控制策略的有益改進(jìn)。

本文基于模糊規(guī)則預(yù)判NOx變化,對(duì)測(cè)量值進(jìn)行動(dòng)態(tài)趨勢(shì)修正,提升了控制系統(tǒng)對(duì)NOx變化的靈敏度和快速響應(yīng)能力,使噴氨調(diào)門快速并更有針對(duì)性地調(diào)節(jié)。

本文基于機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)辨識(shí)和分類,從4個(gè)方面自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)作用強(qiáng)度,避免了控制系統(tǒng)的過度調(diào)節(jié),并在一定程度上屏蔽和減少了系統(tǒng)瞬時(shí)擾動(dòng)。

工程實(shí)踐驗(yàn)證了本文策略具有較高的實(shí)用性,有助于提高電廠脫硝系統(tǒng)自動(dòng)投入率、提升NOx控制水平,具有較高的推廣和應(yīng)用價(jià)值。