CN105137760B - 一种脱硝喷氨自动控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱硝喷氨自动控制方法，应用于燃煤锅炉SCR的系统，包括：获取锅炉总风量和所述系统的入口氮氧化物含量，并将所述锅炉总风量和所述入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量；根据所述氮氧化物含量，利用预定基本喷氨量前馈函数，得到基本喷氨量；根据所述系统的出口氮氧化物含量设定值，获取预定基本喷氨量的修正系数，并将所述修正系数与所述基本喷氨量相乘，得到目标喷氨量作为脱硝喷氨量；该方法能够使得理论喷氨量与实现需要的喷氨量相匹配，达到降低氮氧化物超标排放的概率及可能带来的环保风险，并减少过度喷氨而带来的负面影响及经济损失。

Description

一种脱硝喷氨自动控制方法及系统

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种脱硝喷氨自动控制方法及系统。

背景技术

现有技术中采用的脱硝喷氨自动控制方法的逻辑是采用烟气流量与SCR入口氮氧化物含量的乘积得到烟气中氮氧化物的流量，再通过理论计算公式得到氮氧化物流量所对应的理论喷氨量，以该理论喷氨量作为前馈来控制喷氨调节阀进行喷氨量控制。为了精确控制SCR出口氮氧化物含量在目标值附近，又增加PID闭环控制策略，修正理论喷氨量，使SCR出口氮氧化物被控制在目标值附近。

但是上述控制策略进行喷氨量控制存在以下缺点和不足：

首先，因为烟气流量的测量往往存在较大误差，这就造成理论喷氨量计算结果与实际需要的喷氨量存在较大偏差，而氨气流量的测量有时也不是十分准确，因此通过理论计算的喷氨量在实际应用中效果并不理想；

其次，在锅炉不同负荷下进行磨煤机启、停时，烟气中氮氧化物含量会大幅波动，而分析仪表测量SCR出口氮氧化物含量的过程存在较大延迟。当测量仪表显示氮氧化物含量值正常时，烟气中实际的氮氧化物含量已开始大幅变化，当测量仪表检测到这种变化再去控制喷氨量时，为时已晚，或是造成烟气排放过程中氮氧化物含量超出环保部门考核值，招致环保罚款，或是因为过量喷入氨气，造成浪费，以及因为NH4HSO4的大量生成，造成空预器堵塞，降低空预器换热效率。因此，如何实现高效、准确的脱硝喷氨自动控制，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱硝喷氨自动控制方法，该方法能够使得理论喷氨量与实现需要的喷氨量相匹配，达到降低氮氧化物超标排放的概率及可能带来的环保风险，并减少过度喷氨而带来的负面影响及经济损失。

为解决上述技术问题，本发明提供一种脱硝喷氨自动控制方法，应用于燃煤锅炉SCR的系统，包括：

获取锅炉总风量和所述系统的入口氮氧化物含量，并将所述锅炉总风量和所述入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量；

根据所述氮氧化物含量，利用预定基本喷氨量前馈函数，得到基本喷氨量；

根据所述系统的出口氮氧化物含量设定值，获取预定基本喷氨量的修正系数，并将所述修正系数与所述基本喷氨量相乘，得到目标喷氨量作为脱硝喷氨量。

其中，还包括：

获取锅炉总煤量，并将所述锅炉总风量和所述锅炉总煤量相除，得到锅炉燃烧的风煤比；

根据所述风煤比，利用预定风煤比预测喷氨量函数，得到预测值；

根据所述总风量，利用预定风量修正系数，得到第一喷氨量修正值；

将所述预测值和所述第一喷氨量修正值相乘，得到修正前馈喷氨量；

获得脱硝喷氨量包括：

利用所述目标喷氨量和所述修正前馈喷氨量，得到脱硝喷氨量。

其中，还包括：

获取所述系统的出口氮氧化物含量和相对应的出口氮氧化物含量设定值，并根据所述出口氮氧化物含量和所述出口氮氧化物含量设定值通过PID控制器的计算，得到第二喷氨量修正值；

获得脱硝喷氨量包括：

利用所述目标喷氨量和所述第二喷氨量修正值，得到脱硝喷氨量；或

利用所述目标喷氨量，所述修正前馈喷氨量和所述第二喷氨量修正值，得到脱硝喷氨量。

其中，还包括：

通过预定算法，对所述预定基本喷氨量前馈函数进行自动修正。

其中，还包括：

通过预定算法，对所述预定风煤比预测喷氨量函数进行自动修正。

其中，所述预定算法包括：神经网络算法和自学习算法。

本发明提供一种脱硝喷氨自动控制系统，应用于燃煤锅炉SCR的系统，包括：

获取模块，用于获取锅炉总风量和所述系统的入口氮氧化物含量，并将所述锅炉总风量和所述入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量；

第一计算模块，用于根据所述氮氧化物含量，利用预定基本喷氨量前馈函数，得到基本喷氨量；

第二计算模块，用于根据所述系统的出口氮氧化物含量设定值，获取预定基本喷氨量的修正系数，并将所述修正系数与所述基本喷氨量相乘，得到目标喷氨量作为脱硝喷氨量。

其中，还包括：

风煤比模块，用于获取锅炉总煤量，并将所述锅炉总风量和所述锅炉总煤量相除，得到锅炉燃烧的风煤比；

预测模块，用于根据所述风煤比，利用预定风煤比预测喷氨量函数，得到预测值；

第一修正模块，用于根据所述总风量，利用预定风量修正系数，得到第一喷氨量修正值；

第三计算模块，用于将所述预测值和所述第一喷氨量修正值相乘，得到修正前馈喷氨量；

第二计算模块还用于利用所述目标喷氨量和所述修正前馈喷氨量，得到脱硝喷氨量。

其中，还包括：

第二修正模块，用于获取所述系统的出口氮氧化物含量和相对应的出口氮氧化物含量设定值，并根据所述出口氮氧化物含量和所述出口氮氧化物含量设定值通过PID控制器的计算，得到第二喷氨量修正值；

第二计算模块还用于利用所述目标喷氨量和所述第二喷氨量修正值，得到脱硝喷氨量；或利用所述目标喷氨量，所述修正前馈喷氨量和所述第二喷氨量修正值，得到脱硝喷氨量。

其中，还包括：

第一修正模块，用于通过预定算法，对所述预定基本喷氨量前馈函数进行自动修正；

第二修正模块，用于通过预定算法，对所述预定风煤比预测喷氨量函数进行自动修正。

该方法首先通过锅炉总风量和入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量代替现有技术中的通过烟气流量与SCR入口氮氧化物含量的乘积得到烟气中氮氧化物的流量，可以更加精确；因为，锅炉总风量的测量较烟气量的流量的测量更加准确，且锅炉总风量的变化能够提前反应烟气流量的变化，能够达到提前改变喷氨量的目的。其次，根据氮氧化物含量，利用预定基本喷氨量前馈函数，得到基本喷氨量，该步骤中由于通过预定基本喷氨量前馈函数来计算得到的基本喷氨量，比现有技术中利用利用理论函数计算得到的值更加符合实际情况。最后，通过修正系数对喷氨量进行修正，因此可以得到更加精准的喷氨量。该方法能够使得理论喷氨量与实现需要的喷氨量相匹配，达到降低氮氧化物超标排放的概率及可能带来的环保风险，并减少过度喷氨而带来的负面影响及经济损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的脱硝喷氨自动控制方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的另一脱硝喷氨自动控制方法的流程图；

图3为本发明实施例所提供的又一脱硝喷氨自动控制方法的流程图；

图4为本发明实施例所提供的脱硝喷氨自动控制系统的结构框图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种脱硝喷氨自动控制方法，该方法能够使得理论喷氨量与实现需要的喷氨量相匹配，达到降低氮氧化物超标排放的概率及可能带来的环保风险，并减少过度喷氨而带来的负面影响及经济损失。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的脱硝喷氨自动控制方法的流程图；应用于燃煤锅炉SCR的系统，该方法可以包括：

步骤s100、获取锅炉总风量和所述系统的入口氮氧化物含量，并将所述锅炉总风量和所述入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量；

其中，首先通过锅炉总风量乘以入口氮氧化物含量来计算烟气中总的氮氧化物量。该步骤的依据是锅炉总风量的测量相对烟气量流量的测量更准确，同时风量变化能提前反应烟气流量的变化，因此能够达到提前改变喷氨量的目的。因此，为了保证喷氨量的精确计算，本发明采用通过获取锅炉总风量和所述系统的入口氮氧化物含量，并将所述锅炉总风量和所述入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量。

步骤s110、根据所述氮氧化物含量，利用预定基本喷氨量前馈函数，得到基本喷氨量；

其中，由于现有技术中，通过采用的脱硝喷氨自动控制逻辑是采用烟气流量与系统入口氮氧化物含量的乘积得到烟气中氮氧化物的流量，再通过理论计算公式得到氮氧化物流量所对应的理论喷氨量，并以该理论喷氨量作为前馈来控制喷氨调节阀进行喷氨量控制。

首先，测量烟气量流量没有测量锅炉总风量准确，烟气流量往往存在较大的偏差；在该偏差下，使用理论公式计算得到的氮氧化物含量必然是不准确的；其次，使用的理论公式来计算喷氨量，由于理论公式一般都是在实验室的准确条件下得到的，因此，在实际使用的情况下，由于条件的稍微变化都会使得理论公式具有一定的偏差；因此，使用理论公式得到的喷氨量含量也会有一定的误差；最后，氨气流量的测量有时也不是十分准确，因此通过理论计算的喷氨量在实际应用中效果并不理想。

因此，本发明使用预定基本喷氨量前馈函数来计算基本喷氨量。该预定基本喷氨量前馈函数可以是通过查阅不同负荷段下，锅炉稳定燃烧时，总的氮氧化物含量与喷氨量的对应关系得到。还可以再对其通过一段时间的调试，不断优化该函数，最终得到预定基本喷氨量前馈函数。则该预定基本喷氨量前馈函数是根据实际生产情况下，总的氮氧化物含量与喷氨量的对应关系得到的，因此，其相对应理论公式来说，该预定基本喷氨量前馈函数更加准确，更能体现生产实际情况。也平衡掉了所有测量上的不准确。

步骤s120、根据所述系统的出口氮氧化物含量设定值，获取预定基本喷氨量的修正系数，并将所述修正系数与所述基本喷氨量相乘，得到目标喷氨量作为脱硝喷氨量。

其中，为了精确控制SCR出口氮氧化物含量在目标值附近，又增加PID闭环控制策略，修正理论喷氨量，使SCR出口氮氧化物被控制在目标值附近。

其中，获取预定基本喷氨量的修正系数，利用该修正系数对预定基本喷氨量前馈函数的输出基本喷氨量进行修正；即将修正系数与基本喷氨量相乘的结果作为脱硝喷氨量，即可以理解为对上步得到的基本喷氨量进行修正，并将修正结果作为修正后的、准确的脱硝喷氨量。该修正系数的目的是为了适应不同控制目标时预定基本喷氨量前馈函数的准确性。通过上述函数关系能够较为准确地反应相同煤质条件下，不同氮氧化物总量所需喷入氨气的量。从而又进一步的提高了最终得到的喷氨量的准确性和可靠性。

基于上述技术方案，本发明所提供的脱硝喷氨自动控制方法，应用于燃煤锅炉SCR的系统，该方法首先通过锅炉总风量和入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量代替现有技术中的通过烟气流量与SCR入口氮氧化物含量的乘积得到烟气中氮氧化物的流量，可以更加精确；因为，锅炉总风量的测量较烟气量的流量的测量更加准确，且锅炉总风量的变化能够提前反应烟气流量的变化，能够达到提前改变喷氨量的目的。其次，根据氮氧化物含量，利用预定基本喷氨量前馈函数，得到基本喷氨量，该步骤中由于通过预定基本喷氨量前馈函数来计算得到的基本喷氨量，比现有技术中利用利用理论函数计算得到的值更加符合实际情况。最后，通过修正系数对喷氨量进行修正，因此可以得到更加精准的喷氨量。该方法能够使得理论喷氨量与实现需要的喷氨量相匹配，达到降低氮氧化物超标排放的概率及可能带来的环保风险，并减少过度喷氨而带来的负面影响及经济损失。

优选的，请参考图2，图2为本发明实施例所提供的另一脱硝喷氨自动控制方法的流程图；该方法可以包括：

步骤s200、获取锅炉总风量和所述系统的入口氮氧化物含量，并将所述锅炉总风量和所述入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量；

步骤s210、根据所述氮氧化物含量，利用预定基本喷氨量前馈函数，得到基本喷氨量；

步骤s220、根据所述系统的出口氮氧化物含量设定值，获取预定基本喷氨量的修正系数，并将所述修正系数与所述基本喷氨量相乘，得到目标喷氨量；

步骤s230、获取锅炉总煤量，并将所述锅炉总风量和所述锅炉总煤量相除，得到锅炉燃烧的风煤比；

步骤s240、根据所述风煤比，利用预定风煤比预测喷氨量函数，得到预测值；

步骤s250、根据所述总风量，利用预定风量修正系数，得到第一喷氨量修正值；

步骤s260、将所述预测值和所述第一喷氨量修正值相乘，得到修正前馈喷氨量；

其中，步骤s230到步骤s260可以在步骤s210和步骤s220之后，也可以在步骤s210和步骤s220之前；

其中，步骤s230到步骤s260的目的是由于锅炉在不同负荷下进行磨煤机启、停时，烟气中氮氧化物含量会大幅波动，而现有的分析仪表测量SCR出口氮氧化物含量的过程存在较大延迟。当测量仪表显示氮氧化物含量值正常时，烟气中实际的氮氧化物含量已开始大幅变化，当测量仪表检测到这种变化再去控制喷氨量时，为时已晚，或是造成烟气排放过程中氮氧化物含量超出环保部门考核值，招致环保罚款，或是因为过量喷入氨气，造成浪费，以及因为NH₄HSO₄的大量生成，造成空预器堵塞，降低空预器换热效率。

因此，在锅炉燃烧的煤质没有变化的条件下，相同总风量、总煤量时，产生的氮氧化物的量相对稳定。但当煤量不发生变化，而风煤比发生变化时，依据锅炉氮氧化物产生的原理，生成的氮氧化物的量也会发生变化。正是基于这一原理，预测算法采用锅炉燃烧过程中风煤比的变化来预测烟气中氮氧化物的变化量，从而提前修正喷氨量前馈量，达到提前控制SCR出口氮氧化物含量的目的。该算法也可有效判断不同负荷条件下磨煤机启、停造成氮氧化物变化的趋势。

该实施例中的具体方法可以是先用总风量除以总煤量得到锅炉燃烧过程中的风煤比，再以风煤比为变量，确定预定风煤比预测喷氨量函数的输出量。对该输出量再乘以根据所述总风量，利用预定风量修正系数，得到第一喷氨量修正值，最终得到修正前馈喷氨量；用来修正不同总风量条件下喷入的氨气的量。该方法中，风煤比对应喷氨量的修正值及风量对喷氨量的修正都可以是先通过查阅历史趋势来确定；也可以在此基础上再通过不断的调试来确定最优的上述各个函数和系数。通过上述步骤s230到步骤s260的预测算法可以使得喷氨量的更加精确。

步骤s270、利用所述目标喷氨量和所述修正前馈喷氨量，得到脱硝喷氨量。

基于上述两种技术方案，本发明实施例提供的脱硝喷氨自动控制方法，应用于燃煤锅炉SCR的系统，该方法能够解决现有技术中前馈理论喷氨量喷氨量与实际需要喷氨量不匹配的问题，还通过预测算法修正前馈喷氨量，弥补测量仪表测量结果存在大迟延的问题。最终，通过两个问题的解决，达到平稳控制烟气中氮氧化物含量的目的,降低企业氮氧化物超标排放的概率及可能带来的环保风险，并减少过度喷氨带来的负面影响及经济损失。

优选的，请参考图3，图3为本发明实施例所提供的又一脱硝喷氨自动控制方法的流程图；该方法可以包括：

步骤s300、获取锅炉总风量和所述系统的入口氮氧化物含量，并将所述锅炉总风量和所述入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量；

步骤s310、根据所述氮氧化物含量，利用预定基本喷氨量前馈函数，得到基本喷氨量；

步骤s320、根据所述系统的出口氮氧化物含量设定值，获取预定基本喷氨量的修正系数，并将所述修正系数与所述基本喷氨量相乘，得到目标喷氨量；

步骤s330、获取所述系统的出口氮氧化物含量和相对应的出口氮氧化物含量设定值，并根据所述出口氮氧化物含量和所述出口氮氧化物含量设定值通过PID控制器的计算，得到第二喷氨量修正值；

其中，所述步骤s320和所述步骤s330的顺序并不进行限定，其满足在步骤s340之前即可。

步骤s340、利用所述目标喷氨量和所述第二喷氨量修正值，得到脱硝喷氨量。

其中，本实施例中的方案中还可以增加另一实施例中的步骤s230到步骤s260，其中，步骤s230到步骤s260的位置可以放在在步骤s310之后，也可以在步骤s330之后；也可以在步骤s320之后。

基于上述技术方案，本发明所提供的脱硝喷氨自动控制方法，应用于燃煤锅炉SCR的系统，该方法在图1实施例的基础上，又通过获取所述系统的出口氮氧化物含量和相对应的出口氮氧化物含量设定值，并根据所述出口氮氧化物含量和所述出口氮氧化物含量设定值通过PID控制器的计算，得到第二喷氨量修正值。通过上述PID计算能够较为准确地反应相同煤质条件下，不同氮氧化物总量所需喷入氨气的量。从而又进一步的提高了最终得到的喷氨量的准确性和可靠性。该方法能够使得理论喷氨量与实现需要的喷氨量相匹配，达到降低氮氧化物超标排放的概率及可能带来的环保风险，并减少过度喷氨而带来的负面影响及经济损失。

其中，优选的，上述各个实施例中还可以包括：

通过预定算法，对所述预定基本喷氨量前馈函数进行自动修正。

其中，当前的预定基本喷氨量前馈函数是通过查阅历史加后期调试得到。这是一种基本方法，后期可通过引入预定算法，实现对预定基本喷氨量前馈函数的自动修正，从而更好地适应煤质变化带来的函数变化，并得到更精确的控制效果。其中，优选的，所述预定算法包括：神经网络算法和自学习算法。

其中，优选的，上述各个实施例中还可以包括：

通过预定算法，对所述预定风煤比预测喷氨量函数进行自动修正。

其中，当前预定风煤比预测喷氨量函数也是通过查阅历史加后期调试得到。该预定风煤比预测喷氨量函数若存在的弊端是不能适应煤质变化。可以根据预定算法对其进行修正，其中，优选的，所述预定算法包括：神经网络算法和自学习算法。即可以引入神经网络和自学习算法，实现对预测喷氨的自动修正，更好的适应煤质变化。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的脱硝喷氨自动控制方法，应用于燃煤锅炉SCR的系统，该方法能够解决现有技术中前馈理论喷氨量喷氨量与实际需要喷氨量不匹配的问题，还通过预测算法修正前馈喷氨量，弥补测量仪表测量结果存在大迟延的问题。最终，通过两个问题的解决，达到平稳控制烟气中氮氧化物含量的目的,降低企业氮氧化物超标排放的概率及可能带来的环保风险，并减少过度喷氨带来的负面影响及经济损失。且该方法可以对各个函数进行自动修正，提高各个函数的准确性以及适应性，最终达到更加准确的控制效果。

基于上述各种实施例，本发明还列举一个具体实施例来表法上述技术方案：

在本发明中，目前SCR系统左右两个部分的喷氨量控制逻辑相互独立，方法相同，互不影响。现针对单侧喷氨量控制进行说明，将单侧总的喷氨量的计算分解为三个部分：

一是单侧前馈喷氨量部分。前馈喷氨量的计算通过下述方法来实现：

首先，通过锅炉总风量乘以单侧SCR入口氮氧化物含量来计算单侧烟气中总的氮氧化物含量，即单侧总的氮氧化物含量。该设计的依据是锅炉总风量的测量较烟气量流量测量更准确，同时风量变化能提前反应烟气流量的变化，因此能够达到提前改变喷氨量的目的。虽然总风量不代表单侧SCR烟气量，但可以反映单侧烟气流量的变化趋势，以及由此计算的本侧总的氮氧化物含量的变化趋势。

其次，建立单侧总的氮氧化物含量与单侧基本喷氨量的函数关系，即单侧预定基本喷氨量前馈函数。该函数可以是以单侧总的氮氧化物含量为变量的分段线性函数，函数关系中的相关参数不是通过理论计算得到，而是通过查阅不同负荷段下，锅炉稳定燃烧时，单侧总的氮氧化物含量与单侧总的喷氨量的对应关系归纳得出。再通过一段时间的调试，不断优化该函数，就可得到最优函数关系。该函数的优化也可通过神经网络算法和自学习算法进行自动优化。因为单侧预定基本喷氨量前馈函数是通过归纳锅炉实际运行过程中函数变量与函数值的变化关系得出的，所以函数变量并不一定必须是本侧烟气中氮氧化物含量的真实值，只要是能够真实反映该值的变化趋势就可以满足要求。

其中，在调试单侧预定基本喷氨量前馈函数时，要先根据历史曲线确定不同的单侧烟气中总的氮氧化物含量所对应的单侧基本喷氨量。这种对应关系的确定，要在负荷基本稳定，风量、煤量变化不大的情况下，否则建立的函数关系是存在较大偏差的。在初步确定预定基本喷氨量前馈函数各参数后，将预定基本喷氨量的修正系数设定为1，出口氮氧化物设定值设定为一个固定值，开始动态调试单侧基本喷氨量函数。根据自动控制曲线，不断优化不同负荷情况下函数各参数，得到最优函数。

最后，对单侧预定基本喷氨量前馈函数的输出乘以单侧预定基本喷氨量的修正系数的输出，得到单侧基本喷氨量。单侧预定基本喷氨量的修正系数是以单侧出口氮氧化物含量控制目标值的设定值为变量的分段线性函数，是通过后期调试归纳得出。其调试方法与单侧基本喷氨量函数的调试方法相同。设计该系数函数的目的是为了适应不同控制目标时对前馈喷氨量的需求变化。

其中，开始调试单侧预定基本喷氨量的修正系数。调试方法是稳态情况下，改变出口氮氧化物设定值，当系统稳定后计算实际喷氨量与基本喷氨量函数输出的比值，通过设定多个值，得到多个比值，从而得到单侧预定基本喷氨量的修正系数的各参数。

二是单侧预测前馈喷氨量。

在锅炉燃烧的煤质没有变化的条件下，总风量、总煤量不变时，产生的氮氧化物的量相对稳定。但当煤量不发生变化，而总风量与总煤量的比值(简称风煤比)发生变化时，依据锅炉氮氧化物产生的原理，生成的氮氧化物的量会随之变化。正是基于这一原理，预测算法采用锅炉燃烧过程中风煤比的变化来预测烟气中氮氧化物含量的变化趋势，提前修正喷氨量前馈量，达到提前控制SCR出口氮氧化物含量的目的。该算法也可有效判断不同负荷条件下磨煤机启、停造成氮氧化物变化的趋势。

首先，建立锅炉风煤比与单侧预定风煤比预测喷氨量函数关系，即单侧基本预测前馈喷氨量函数。该函数是以风煤比为变量的分段线性函数，函数关系中的相关参数通过分析历史趋势，并经过后期调试归纳得出。这些参数，也可通过神经网络算法和自学习算法进行自动优化。

其中，单侧预定风煤比预测喷氨量函数的调试与单侧预定基本喷氨量前馈函数的调试不同，原因是风煤比变化对出口氮氧化物的影响不是实时反映出来，往往需要一个固定的迟延时间后才反映出来。这就需要先通过分析历史趋势确定迟延时间，再通过观察风煤比变化前后的SCR出口氮氧化物的变化量，估算前馈喷氨量，从而得到风煤比与前馈喷氨量的关系，从而确定单侧预定风煤比预测喷氨量函数的各参数。在通过调试，得到最佳前馈喷氨量函数关系。需要说明的是，在锅炉正常燃烧时，风煤比往往在一个固定范围内，而在该范围内，SCR出口氮氧化物的变化并不大，因此在该风煤比范围内，预定基本喷氨量前馈函数的输出不应变化，只有在风煤比超出该范围时，才需要进行提前喷氨，降低SCR出口氮氧化物的生产量。

接下来，对单侧预定风煤比预测喷氨量函数的输出乘以单侧总风量，得到单侧第一喷氨量修正值。该系数是以锅炉总风量为变量的分段线性函数的输出。与单侧基本预测前馈喷氨量函数的调试方法类似，该函数的相关参数是通过后期调试归纳得出，也可通过神经网络算法和自学习算法进行自动优化。

其中，在单侧预定风煤比预测喷氨量函数调试完成后，应对单侧预定风量修正系数进行调试。该修正系数函数的调试需要根据不同总风量条件下，相同的风煤比变化对SCR出口氮氧化物的影响量来确定，该函数的变量为总风量。通过单侧预定风量修正系数，使单侧预定风煤比预测喷氨量函数的输出能够适应不同负荷条件下的需求，达到最佳效果。

三是PID修正的喷氨量。

该部分可以与当前普遍采用的PID控制策略相同，当单侧SCR出口氮氧化物含量目标值与所测得相应单侧SCR出口氮氧化物含量存在偏差时，将通过PID控制器输出喷氨量修正值。考虑到SCR出口氮氧化物含量的测量存在较大时间延迟，当系统处于动态调整过程中时，PID算法的输出与实测氮氧化物值存在共振的条件，因此必须调整PID控制器参数，使其时间常数大于氮氧化物测量延迟时间的两倍。

单侧总的喷氨量计算出来后作为设定值作用到单侧喷氨调阀控制PID算法上，反馈值为实际测得的喷氨量。这样，就形成了对喷氨量的闭环控制。

本发明实施例提供了脱硝喷氨自动控制方法，可以通过上述方法能够使得理论喷氨量与实现需要的喷氨量相匹配。

下面对本发明实施例提供的脱硝喷氨自动控制系统进行介绍，下文描述的脱硝喷氨自动控制系统与上文描述的脱硝喷氨自动控制方法可相互对应参照。

请参考图4，图4为本发明实施例所提供的脱硝喷氨自动控制系统的结构框图；应用于燃煤锅炉SCR的系统，该系统可以包括：

获取模块100，用于获取锅炉总风量和所述系统的入口氮氧化物含量，并将所述锅炉总风量和所述入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量；

第一计算模块200，用于根据所述氮氧化物含量，利用预定基本喷氨量前馈函数，得到基本喷氨量；

第二计算模块300，用于根据所述系统的出口氮氧化物含量设定值，获取预定基本喷氨量的修正系数，并将所述修正系数与所述基本喷氨量相乘，得到目标喷氨量作为脱硝喷氨量。

基于上述技术方案，本发明实施例还可以包括：

风煤比模块，用于获取锅炉总煤量，并将所述锅炉总风量和所述锅炉总煤量相除，得到锅炉燃烧的风煤比；

预测模块，用于根据所述风煤比，利用预定风煤比预测喷氨量函数，得到预测值；

第一修正模块，用于根据所述总风量，利用预定风量修正系数，得到第一喷氨量修正值；

第三计算模块，用于将所述预测值和所述第一喷氨量修正值相乘，得到修正前馈喷氨量；

第二计算模块还用于利用所述目标喷氨量和所述修正前馈喷氨量，得到脱硝喷氨量。

基于上述任意技术方案，本发明实施例还可以包括：

第二修正模块，用于获取所述系统的出口氮氧化物含量和相对应的出口氮氧化物含量设定值，并根据所述出口氮氧化物含量和所述出口氮氧化物含量设定值通过PID控制器的计算，得到第二喷氨量修正值；

第二计算模块还用于利用所述目标喷氨量和所述第二喷氨量修正值，得到脱硝喷氨量；或利用所述目标喷氨量，所述修正前馈喷氨量和所述第二喷氨量修正值，得到脱硝喷氨量。

基于上述任意技术方案，本发明实施例还可以包括：

第一修正模块，用于通过预定算法，对所述预定基本喷氨量前馈函数进行自动修正；

第二修正模块，用于通过预定算法，对所述预定风煤比预测喷氨量函数进行自动修正。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的脱硝喷氨自动控制系统，应用于燃煤锅炉SCR的系统，该方法能够解决现有技术中前馈理论喷氨量喷氨量与实际需要喷氨量不匹配的问题，还通过预测算法修正前馈喷氨量，弥补测量仪表测量结果存在大迟延的问题。最终，通过两个问题的解决，达到平稳控制烟气中氮氧化物含量的目的,降低企业氮氧化物超标排放的概率及可能带来的环保风险，并减少过度喷氨带来的负面影响及经济损失。且该方法可以对各个函数进行自动修正，提高各个函数的准确性以及适应性，最终达到更加准确的控制效果。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的脱硝喷氨自动控制方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种脱硝喷氨自动控制方法，其特征在于，应用于燃煤锅炉SCR的系统，包括：

获取锅炉总风量和所述系统的入口氮氧化物含量，并将所述锅炉总风量和所述入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量；

根据所述氮氧化物含量，利用预定基本喷氨量前馈函数，得到基本喷氨量；

根据所述系统的出口氮氧化物含量设定值，获取预定基本喷氨量的修正系数，并将所述修正系数与所述基本喷氨量相乘，得到目标喷氨量；

获取锅炉总煤量，并将所述锅炉总风量和所述锅炉总煤量相除，得到锅炉燃烧的风煤比；

根据所述风煤比，利用预定风煤比预测喷氨量函数，得到预测值；

根据所述总风量，利用预定风量修正系数，得到第一喷氨量修正值；

将所述预测值和所述第一喷氨量修正值相乘，得到修正前馈喷氨量；

利用所述目标喷氨量和所述修正前馈喷氨量，得到脱硝喷氨量。

2.如权利要求1所述的脱硝喷氨自动控制方法，其特征在于，还包括：

获取所述系统的出口氮氧化物含量和相对应的出口氮氧化物含量设定值，并根据所述出口氮氧化物含量和所述出口氮氧化物含量设定值通过PID控制器的计算，得到第二喷氨量修正值；

对应的所述利用所述目标喷氨量和所述修正前馈喷氨量，得到脱硝喷氨量包括：

利用所述目标喷氨量，所述修正前馈喷氨量和所述第二喷氨量修正值，得到所述脱硝喷氨量。

3.如权利要求1所述的脱硝喷氨自动控制方法，其特征在于，还包括：

通过预定算法，对所述预定基本喷氨量前馈函数进行自动修正。

4.如权利要求2所述的脱硝喷氨自动控制方法，其特征在于，还包括：

通过预定算法，对所述预定风煤比预测喷氨量函数进行自动修正。

5.如权利要求3或4所述的脱硝喷氨自动控制方法，其特征在于，所述预定算法包括：神经网络算法和自学习算法。

6.一种脱硝喷氨自动控制系统，其特征在于，应用于燃煤锅炉SCR的系统，包括：

获取模块，用于获取锅炉总风量和所述系统的入口氮氧化物含量，并将所述锅炉总风量和所述入口氮氧化物含量相乘，得到烟气中总的氮氧化物含量；

第一计算模块，用于根据所述氮氧化物含量，利用预定基本喷氨量前馈函数，得到基本喷氨量；

第二计算模块，用于根据所述系统的出口氮氧化物含量设定值，获取预定基本喷氨量的修正系数，并将所述修正系数与所述基本喷氨量相乘，得到目标喷氨量；

风煤比模块，用于获取锅炉总煤量，并将所述锅炉总风量和所述锅炉总煤量相除，得到锅炉燃烧的风煤比；

预测模块，用于根据所述风煤比，利用预定风煤比预测喷氨量函数，得到预测值；

第一修正模块，用于根据所述总风量，利用预定风量修正系数，得到第一喷氨量修正值；

第三计算模块，用于将所述预测值和所述第一喷氨量修正值相乘，得到修正前馈喷氨量；

所述第二计算模块还用于利用所述目标喷氨量和所述修正前馈喷氨量，得到脱硝喷氨量。

7.如权利要求6所述的脱硝喷氨自动控制系统，其特征在于，还包括：

第二修正模块，用于获取所述系统的出口氮氧化物含量和相对应的出口氮氧化物含量设定值，并根据所述出口氮氧化物含量和所述出口氮氧化物含量设定值通过PID控制器的计算，得到第二喷氨量修正值；

对应的所述第二计算模块还用于利用所述目标喷氨量，所述修正前馈喷氨量和所述第二喷氨量修正值，得到所述脱硝喷氨量。

8.如权利要求7所述的脱硝喷氨自动控制系统，其特征在于，还包括：

第一修正模块，用于通过预定算法，对所述预定基本喷氨量前馈函数进行自动修正；

第二修正模块，用于通过预定算法，对所述预定风煤比预测喷氨量函数进行自动修正。