隨著全球用電量需求提升,燃煤發(fā)電依然并將長期占據(jù)全球總發(fā)電量比重的首位。燃煤機組排放的氮氧化物是大氣污染物的主要來源之一,對空氣質(zhì)量下降有著嚴重的影響。因此,目前絕大多數(shù)燃煤機組都安裝了SCR脫硝系統(tǒng)來脫除煙氣中的氮氧化物。SCR脫硝系統(tǒng)在我國發(fā)展較晚,是近年來燃煤機組新加的系統(tǒng),加之SCR脫硝系統(tǒng)控制難度大,所以還沒有形成在實際系統(tǒng)中控制效果理想的自動控制方案。本文將針對SCR脫硝系統(tǒng)的特性,提出了SCR脫硝系統(tǒng)前饋+反饋的復合控制策略,并將其應(yīng)用在了實際系統(tǒng)驗證控制策略的有效性。主要研究內(nèi)容如下:(1)介紹了SCR脫硝系統(tǒng)的基本原理和基本特性,系統(tǒng)的總結(jié)并比較了SCR脫硝系統(tǒng)固定摩爾比控制,出口NO_x定值控制和復合控制三種不同控制策略的特點。(2)依據(jù)SCR脫硝系統(tǒng)大遲延、大慣性的特性,比較了多種控制方案對大遲延、大慣性系統(tǒng)的控制效果,使用并改進了模型預測控制作為SCR脫硝復合控制策略的閉環(huán)控制方法。(3)分析常規(guī)的SCR脫硝固定摩爾比前饋控制策略,針對SCR脫硝系統(tǒng)中實際存在的問題,參考固定摩爾比控制思想,利用SCR反應(yīng)器入口NO_x濃度預測和煙氣流量軟測量設(shè)計了SCR脫硝復合控制策略前饋控制方法。(4)使用基于歷史數(shù)據(jù)的人工智能模型建立了SCR脫硝系統(tǒng)仿真平臺,搭建了復合控制策略控制系統(tǒng),針對實際系統(tǒng)歷史運行數(shù)據(jù)確定了復合控制策略中的參數(shù),并通過仿真測試了控制策略的效果。(5)完成了SCR脫硝復合控制策略的控制邏輯SAMA圖的設(shè)計,使用仿真確定的控制策略參數(shù)在實際系統(tǒng)中驗證了控制效果,證明了提出的控制策略是可行并且有效的。
【學位單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP273;X773
【部分圖文】：

華北電力大學碩士學位論文第 1 章 緒論1.1 課題研究背景及意義2018 版《BP 世界能源統(tǒng)計年鑒》[1]中發(fā)布的數(shù)據(jù)指出，煤炭仍是世界電力的主要來源，2017 年占比 38.1%，幾乎是排在第二和第三位的天然氣(23.2%)和水電(15.9%)占比之和。2017 年用于發(fā)電的能源比例如圖 1-1 所示，其中可再生能源占比低于 10%。隨著世界能源需求的增加，煤炭占總發(fā)電量比例將在未來一段時間內(nèi)持續(xù)保持領(lǐng)先地位[2]。

PID 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 2-1 所示。W(s)-+R(s)Y(s)KppiKT s1p dd dK T s+K T s+++圖 2-1 PID 控制結(jié)構(gòu)圖圖中，W ( s )為被控對象傳遞函數(shù)； R ( s )和 Y ( s )分別為系統(tǒng)的設(shè)定值和輸出。PID 控制具有結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)整定簡單、適應(yīng)性強和魯棒性強等的特點�，F(xiàn)取一大遲延、大慣性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)如式(2-3)所示。調(diào)整好的 PID 控制效果如圖 2-2 所示。9021( )(1 400 )sW s es +(2-3)

圖 2-4 Smith 預估控制仿真結(jié)果圖Smith 預估控制需要非常精確的估計模型，估計模型與現(xiàn)場實際過程對象不符合時，控制品質(zhì)就會非常明顯的下降，甚至導致控制系統(tǒng)無法穩(wěn)定。然而，工業(yè)過程中的實際對象往往因其系統(tǒng)的復雜性很難得到精確的估計模型。SCR 脫硝系統(tǒng)具有非線性和耦合性等特點，所以很難對其建立精確的模型。所以很難直接將其實施在 SCR 脫硝復合控制中取得較好的效果。2.2.3 內(nèi)�？刂苾�(nèi)模控制是一種基于過程數(shù)據(jù)模型進行控制器設(shè)計的控制策略，是解決大遲延系統(tǒng)控制的一種有效方法[44]。內(nèi)�？刂频南到y(tǒng)結(jié)構(gòu)與 Smith 預估控制的結(jié)構(gòu)有著相似之處，內(nèi)模控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 2-5 所示。GIMC(s) W(s)W*(s)-+-+R(s)Y(s)

【參考文獻】

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本文編號：2814765