【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电厂喷氨控制系统，尤其涉及一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统。
技术介绍
1、在燃煤电厂的烟气处理过程中，选择性催化还原(scr)技术被广泛应用于减少氮氧化物(nox)排放。该技术通过在催化剂的作用下，利用氨或尿素作为还原剂与nox发生反应，将其转化为无害的氮气和水蒸气，从而减少对大气环境的污染。然而，传统的scr系统在氨的喷射控制上存在精度不高、响应速度慢等问题，导致氨逃逸量较大，不仅增加了运行成本，还可能引起二次污染。
2、经检索，中国专利申请号为cn202210600752.6的申请方案，公开了一种燃煤电厂scr脱硝喷氨测量控制系统及方法，所述控制系统包括，依次设置在省煤器出口烟道的水平段内的静态混合器、喷氨格栅和第一分区混合器；喷氨格栅与烟道分区一一对应设置，若干喷氨格栅分别通过对应的喷氨分区调阀连接在喷氨母管上，喷氨母管上设置有喷氨总调阀；设置在省煤器出口烟道上的省煤器出口烟道测量系统，设置在脱硝入口烟道处的入口分区取样管。上述专利中的控制系统存在以下不足：实时控制能力还有所不足，还有待改进。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，包括：
4、实时监测模块：实时监测烟气中的nox浓度、氧含量、温度参数，并将数据传输至中央处理单元；
5、预测模型构
6、动态调整模块：中央处理单元根据预测模型的输出结果，动态调整喷氨量，确保氨与nox的最佳摩尔比；
7、闭环控制模块：通过反馈调节机制，根据下游监测设备提供的nox排放数据，实时调整喷氨策略，形成闭环控制；
8、安全保护模块：当系统检测到异常工况，自动切断氨供应，启动应急预案。
9、优选的：所述喷氨控制系统的控制方法，包括如下步骤：
10、s1：首先，建立nox生成预测模型，其数学表达式为：
11、noxpred(t)＝f(noxpast,o2,t,δt)
12、其中，为预测的nox浓度，为历史nox浓度数据，o2为氧含量，t为温度，δt为预测时间间隔；
13、s2：其次，计算最佳喷氨量，其计算公式为：
14、
15、其中，为最佳喷氨量，a为氨氮比，mwnox为nox的摩尔质量，q为烟气流量，η为scr反应效率；
16、s3：确定喷氨位置，考虑催化剂的活性温度窗口，其数学模型为：
17、
18、其中，和分别为催化剂的最低和最高活性温度，为氨的反应焓变，cp为烟气比热容，qin和qout分别为喷氨前后的烟气流量；
19、s4：实施闭环控制，其控制逻辑为：
20、
21、其中，为反馈调节后的喷氨量，kp、ki、kd分别为比例、积分、微分增益，为设定的nox排放目标值，为实际测量的nox排放值。
22、优选的：所述实时监测模块，包括：
23、数据采集单元：负责从传感器收集烟气中的nox浓度、氧含量、温度数据；
24、数据传输单元：确保采集到的数据能够实时、准确地传输至中央处理单元；
25、数据预处理单元：对原始数据进行清洗、归一化预处理操作，以提高数据质量。
26、优选的：所述预测模型构建模块，包括：
27、历史数据分析单元：分析历史运行数据，识别影响nox生成的关键因素；
28、模型训练单元：利用机器学习算法训练nox生成预测模型；
29、模型验证单元：通过交叉验证方法评估模型的准确性和泛化能力。
30、优选的：所述动态调整模块，包括：
31、参数计算单元：根据预测模型的输出，计算所需的最佳喷氨量；
32、位置优化单元：确定最佳的喷氨位置，以适应催化剂的活性温度窗口；
33、策略实施单元：将计算出的喷氨量和位置转化为控制指令，发送给执行机构。
34、优选的：所述闭环控制模块，包括：
35、反馈调节单元：根据下游监测设备提供的nox排放数据，实时调整喷氨策略；
36、性能评估单元：定期评估脱硝效率和氨逃逸情况，优化控制参数；
37、自适应调节单元：根据系统性能的变化，自动调整pid控制器的参数。
38、优选的：所述安全保护模块，包括：
39、异常检测单元：实时监测系统运行状态，及时发现异常工况；
40、应急响应单元：在检测到异常时，自动启动应急预案；
41、记录与报告单元：记录异常事件的发生和处理过程，并向相关人员报告。
42、优选的：还包括：
43、备用路线规划模块，在主控制系统发生故障或异常时，自动切换到备用控制策略，确保喷氨系统的连续稳定运行；
44、智能优化算法模块，对喷氨量、喷氨位置关键参数进行全局优化。
45、优选的：所述备用路线规划模块，包括：
46、场景分析单元：分析不同的控制场景和参数，为备用路线的选择提供依据；
47、路线选择单元：基于智能算法，从预设的备用路线中选择最适合当前工况的方案；
48、切换执行单元：在主控制系统失效时，迅速切换到备用路线，保证系统稳定运行；
49、所述备用路线规划基于预设的控制场景和参数，选择最适合当前工况的备用方案，具体为：
50、
51、其中，rbackup为选定的备用路线，r为所有可用的备用路线集合，和ttarget分别为目标nox浓度和温度，β为权重系数，用于平衡nox浓度和温度的重要性。
52、优选的：所述智能优化算法模块，包括：
53、参数优化单元：利用智能优化算法对关键参数进行全局优化；
54、结果评估单元：评估优化后的控制效果，确保满足环保要求；
55、所述智能优化算法模块的优化目标函数表示为：
56、
57、其中，w1、w2、w3分别为各项的权重，为实际nox排放浓度，为目标nox浓度设定值，为氨的使用成本，penaltyemission为排放超标的惩罚成本。
58、本专利技术的有益效果为：
59、1.本专利技术通过实时监测模块，系统能够持续跟踪烟气中的nox浓度、氧含量和温度等关键参数；确保了控制决策基于最新的环境条件，从而提高了喷氨系统的响应速度和精确度；利用机器学习算法构建的nox生成预测模型，不仅考虑了历史数据，还融入了实时监测数据，使得模型能够准确预测未来一段时间内的nox浓度变化趋势；使系统能够预见并适应未来的排放情况，而不是仅仅本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，所述喷氨控制系统的控制方法，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，所述实时监测模块，包括：
4.根据权利要求3所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，所述预测模型构建模块，包括：
5.根据权利要求4所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，所述动态调整模块，包括：
6.根据权利要求5所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，所述闭环控制模块，包括：
7.根据权利要求6所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，所述安全保护模块，包括：
8.根据权利要求7所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，还包括：
9.根据权利要求8所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，所述备用路线规划模块，包括：
10.根据权利要求9所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，所述喷氨控制系统的控制方法，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，所述实时监测模块，包括：
4.根据权利要求3所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，所述预测模型构建模块，包括：
5.根据权利要求4所述的一种燃煤电厂精细化喷氨控制系统，其特征在于，所述动态调整模块，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：李玄同，韩春伟，张莅炘，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司丹东电厂，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。