基于歷史數(shù)據(jù)的燃煤電廠SCR脫硝系統(tǒng)辨識(shí)與控制研究.pdf

1、燃煤電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)具有大慣性、大滯后、時(shí)變和非線性的特性，目前煙氣脫硝系統(tǒng)中所用的開環(huán)定摩爾比控制策略難以取得滿意的控制效果。為解決這一問題，當(dāng)前提出的改進(jìn)控制策略主要有兩類，即Smith預(yù)估控制和模型預(yù)測(cè)控制。研究表明這兩類控制方法均能有效地改善SCR煙氣脫硝控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)，然而這兩類控制方法的控制效果取決于控制對(duì)象的模型是否準(zhǔn)確。針對(duì)燃煤電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)這一類機(jī)理較為復(fù)雜的控制對(duì)象，目前主要通過開環(huán)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行辨識(shí)

2、確定過程模型。該辨識(shí)方法不僅會(huì)影響到脫硝控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還需要較高的辨識(shí)成本。本文針對(duì)燃煤電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)存在的問題，提出了一種基于歷史數(shù)據(jù)的過程辨識(shí)方法，旨在克服傳統(tǒng)辨識(shí)方法辨識(shí)成本較高，并且影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行的缺點(diǎn)，保障燃煤電廠SCR煙氣脫硝控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。并結(jié)合辨識(shí)模型進(jìn)行了SCR煙氣脫硝控制系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)，討論了模型失配對(duì)控制系統(tǒng)的影響。
　　闡述了燃煤電廠氮氧化物的生成機(jī)理，以及現(xiàn)有的氮氧化物控制技術(shù)

3、。介紹了燃煤電廠煙氣脫硝系統(tǒng)的工作原理和脫硝反應(yīng)機(jī)理。結(jié)合燃煤電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的具體控制機(jī)構(gòu)，分析了目前燃煤電廠SCR煙氣脫硝控制系統(tǒng)存在的問題和控制的難點(diǎn)。進(jìn)一步引出針對(duì)燃煤電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)提出的主要改進(jìn)控制策略，并闡明過程模型對(duì)這些改進(jìn)控制策略的重要性。
　　介紹了過程辨識(shí)的基本概念，分析了傳統(tǒng)辨識(shí)方法的基本原理與在實(shí)際應(yīng)用中存在的不足。結(jié)合工業(yè)過程辨識(shí)的具體要求，重點(diǎn)介紹了基于漸進(jìn)理論提出的漸進(jìn)辨識(shí)法。根據(jù)數(shù)據(jù)挖

4、掘思想，提出通過Fisher信息矩陣條件數(shù)對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，剔除歷史數(shù)據(jù)中的異常數(shù)據(jù)和辨識(shí)品質(zhì)較低的冗余數(shù)據(jù)，降低辨識(shí)成本的同時(shí)提高過程辨識(shí)的效率與準(zhǔn)確性。在對(duì)辨識(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選后，采用漸進(jìn)辨識(shí)法進(jìn)行過程辨識(shí)，獲得SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的過程模型。該辨識(shí)方法有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，辨識(shí)精度高，魯棒性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因此在保證辨識(shí)精度的前提下，降低了辨識(shí)的計(jì)算量，提高了辨識(shí)的經(jīng)濟(jì)性。
　　基于過程模型，首先利用Cohen和Coon提出的PID整定方法，

5、對(duì)燃煤電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的控制器進(jìn)行整定。然后通過仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的具體問題，對(duì)脫硝控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。仿真結(jié)果表明，采用串級(jí)控制能有效抑制SCR煙氣脫硝控制系統(tǒng)噴氨環(huán)節(jié)的擾動(dòng)，但由于NOx濃度測(cè)量存在較大滯后，因此傳統(tǒng)的PID串級(jí)控制仍難以取得滿意的控制效果。通過加入Smith預(yù)估控制和模型預(yù)估控制，脫硝控制系統(tǒng)能有效克服大滯后環(huán)節(jié)對(duì)控制系統(tǒng)的影響。最后，根據(jù)這兩類控制算法對(duì)過程模型要求較高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)模型失配仿真實(shí)驗(yàn)，從過程