CN105511436B - 烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法及系统，以烟囱前环保部门监测的两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x数据作为喷氨自动控制系统的总被调量，将两台脱硝反应器按“喷氨量平衡模式”、“反应器出口NO_x平衡模式”或者“兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式”进行协调控制，合理控制两台反应器的喷氨量、合理设置两台反应器出口NO_x设定值、避免单侧喷氨量过大可能导致的氨逃逸，减小运行人员手动干预脱硝系统运行的工作量、实现脱硝系统的稳定经济运行。

Description

烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法及系统

技术领域

本发明涉及烟气脱硝控制技术领域，具体涉及一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法及系统。

背景技术

采用两台脱硝反应器的烟气脱硝系统，两台反应器的出口烟气NO_x数据分别由两套烟气在线监测系统测量，并通过脱硝控制系统分别控制相应的两只喷氨调节阀，改变喷入两台脱硝反应器的氨量，将反应器出口烟气NO_x控制在一定范围。

两台脱硝反应器出口的烟气，最终汇集于一个烟道中进入烟囱。环保部门监测排放烟气NO_x数据的测点只有一个，安装在烟囱前的汇合烟道上。

因此，两台脱硝反应器后的NO_x测点主要用来实现对本侧烟气脱硝效果的监视和控制，环保部门的烟气NO_x测点主要用于对整台锅炉烟气脱硝效果进行监测和考核。脱硝运行人员需要实时关注上述三个烟气NO_x测量数据，以免数据异常或超标。

实际运行中，由于各种原因，两台反应器后的烟气NO_x数据和烟囱前的NO_x数据往往存在偏差，而且这个偏差随着锅炉运行工况、NO_x测量仪表的误差变化而改变；同时，两反应器出口NO_x数据相同时，喷入的氨量也可能存在较大的偏差。为了保证烟囱前的NO_x数据不高于环保部门规定的限值，并且尽可能降低氨的用量、防止过大的喷氨量加大氨逃逸，并适当减小两反应器喷氨量的偏差，运行人员需要经常改变两台反应器后的烟气NO_x目标设定值，因此，增大了运行人员的工作量，频繁改变设定值也影响脱硝系统的稳定运行。

现有脱硝喷氨控制技术以脱硝反应器出口的NO_x数据作为被调量并根据环保要求设定目标值，如专利文献CN104699061B说明书第11-30段，将催化剂性能在线监测结果计算生成喷氨自动调节系统的前馈指令，虽然能将反应器后的NO_x数据控制在一定范围，但没有解决两台脱硝反应器的喷氨量协调控制的问题，也没有将烟囱前汇合烟道上环保监测的NO_x数据作为自动调节系统的被调量。

在实际运行中，运行人员迫切需要实现多种工况下两台脱硝反应器喷氨量和出口NO_x数据的协调控制，特别是当一台脱硝反应器出口的NO_x测量仪表故障或测量不准时，容易出现两侧喷氨量偏差越来越大，导致其中一侧出现严重的氨逃逸，运行人员不得不切除自动控制模式，改为手动控制喷氨量。

因此，如何实现以烟囱前环保部门监测的NO_x数据作为喷氨自动控制系统的被调量、并且合理解决两台脱硝反应器的协调控制问题，包括合理控制两台反应器的喷氨量、合理设置两台反应器出口NO_x设定值、避免单侧喷氨量过大可能导致的氨逃逸等问题、减小运行人员手动干预脱硝系统运行的工作量、实现脱硝系统的稳定经济运行，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法及系统，该方法及系统以烟囱前环保部门监测的NO_x数据作为喷氨自动控制系统的被调量、并且合理解决两台脱硝反应器的协调控制问题，包括合理控制两台反应器的喷氨量、合理控制两台反应器出口NO_x值、避免单侧反应器喷氨量过大可能导致的氨逃逸等问题、减小运行人员手动干预脱硝系统运行的工作量、实现脱硝系统的稳定经济运行。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法，包括：

步骤一：获取环保部门监测的两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x数据，将此数据作为共用一个烟气排放口的两台脱硝反应器的喷氨总被调量；

步骤二：设定两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x浓度目标值，结合所述喷氨总被调量以及锅炉和脱硝系统运行相关参数，计算生成烟气脱硝系统的总喷氨量指令；

步骤三：分别按照喷氨量平衡模式、反应器出口NO_x平衡模式或者兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式计算生成两台脱硝反应器各自的喷氨量指令；

进一步地，所述喷氨量平衡模式具体为：将总喷氨量指令平均或者按设定比例分配给两台脱硝反应器作为各自的喷氨量指令；

进一步地，所述反应器出口NO_x平衡模式具体为：

先按照喷氨量平衡模式生成两台脱硝反应器各自的基本喷氨量指令；然后根据两台脱硝反应器出口NO_x值的偏差，采用比例积分或比例积分微分调节方式计算出喷氨量修正指令；最后在反应器出口NO_x值高的一侧基本喷氨量指令中加上所述修正指令，另外一侧减去所述修正指令，得到两台脱硝反应器各自的喷氨量指令；

进一步地，所述兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式具体为：

先按照喷氨量平衡模式生成两台脱硝反应器各自的基本喷氨量指令；然后根据两台脱硝反应器各自的实际喷氨量与出口NO_x值的比值的偏差，采用比例积分或比例积分微分调节方式计算生成喷氨量修正指令；最后在实际喷氨量与出口NO_x值的比值大的一侧基本喷氨量指令中减去所述修正指令，另外一侧加上所述修正指令，得到两台脱硝反应器各自的喷氨量指令；

步骤四：将步骤三计算生成的两台脱硝反应器各自的喷氨量指令分别送至相应的喷氨调节阀，实现对两台脱硝反应器的喷氨量的控制。

所述步骤二中烟气脱硝系统的总喷氨量指令包括总喷氨量前馈指令和积分调节指令。

进一步地，所述总喷氨量前馈指令的计算方法为：

步骤1)：定时累加设定时间段内两台反应器喷入的总氨量和脱除的总NO_x量，并计算设定时间段内累加的总氨量与脱除的总NO_x量的比值k；

脱除的总NO_x量的计算方法为：分别计算两台反应器各自的入口NO_x浓度值减去出口NO_x浓度值，得到两台反应器各自进出口的NO_x浓度差值；计算两台反应器进出口NO_x浓度差值的平均值，所述平均值与锅炉总风量或总烟气流量的乘积，即为脱除的总NO_x量；

步骤2)：计算当前两台脱硝反应器入口NO_x浓度的平均值，结果减去两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x浓度目标值，得到的差与当前锅炉总风量或总烟气流量相乘，得到的积即为当前欲脱除的总NO_x量；

步骤3)：将步骤2)计算得到的当前欲脱除的总NO_x量乘以步骤1)计算得到的设定时间段内累加的总氨量和脱除的总NO_x量的比值k，结果即为当前的总喷氨量前馈指令。

进一步地，所述积分调节指令的计算方法具体为：

采用积分环节生成积分调节指令，即将环保监测的两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x浓度值和运行人员设定的目标值分别作为积分调节器的反馈量和设定值，经积分运算后输出作为总喷氨量指令的积分调节指令。

所述步骤三种的喷氨量平衡模式、反应器出口NO_x平衡模式或者兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式由人工选择设定或者系统自动设定。

在反应器出口NO_x平衡模式或兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式下，当任一反应器出口NO_x仪表故障时，自动切换成喷氨量平衡模式。

一种采用烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元和第二比例环节单元；

所述第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，所述喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，所述第二加法器连接第一比例环节单元后与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，所述第二加法器连接第二比例环节单元后与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。

一种采用烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元、第二比例环节单元、第三加法器、第一比例积分环节单元、第四加法器和第五加法器；

所述第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，所述喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，所述第二加法器分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

所述第三加法器的输入量分别为脱硝反应器A出口NO_x和脱硝反应器B出口NO_x，所述第三加法器与第一比例积分环节单元连接，所述第一比例积分环节单元分别连接第四加法器和第五加法器的一个输入端；第四加法器和第五加法器的另外一个输入端分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第四加法器与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，第五加法器与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。

一种采用烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元、第二比例环节单元、第一除法器、第二除法器、第六加法器、第二比例积分环节单元、第四加法器和第五加法器；

所述第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，所述喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，所述第二加法器分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

所述第一除法器的输入量分别为脱硝反应器A的喷氨量和脱硝反应器A出口NO_x，所述第二除法器的输入量分别为脱硝反应器B的喷氨量和脱硝反应器B出口NO_x；所述第一除法器和第二除法器分别输入第六加法器，第六加法器与第二比例积分环节单元连接；

所述第二比例积分环节单元分别连接第四加法器和第五加法器的一个输入端；第四加法器和第五加法器的另外一个输入端分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第四加法器与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，第五加法器与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。

一种采用烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元、第二比例环节单元、第三加法器、第一比例积分环节单元、第一除法器、第二除法器、第六加法器、第二比例积分环节单元、第四加法器、第五加法器和切换开关；

所述第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，所述喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，所述第二加法器分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

所述第三加法器的输入量分别为脱硝反应器A出口NO_x和脱硝反应器B出口NO_x，所述第三加法器与第一比例积分环节单元连接；

所述第一除法器的输入量分别为脱硝反应器A的喷氨量和脱硝反应器A出口NO_x，所述第二除法器的输入量分别为脱硝反应器B的喷氨量和脱硝反应器B出口NO_x；所述第一除法器和第二除法器分别输入第六加法器，第六加法器与第二比例积分环节单元连接；

所述切换开关的第一端头连接常数0单元；第二端头连接第一比例积分环节单元；第三端头连接第二比例积分环节单元；公共端头分别接入第四加法器和第五加法器的一个输入端；第四加法器和第五加法器的另外一个输入端分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第四加法器与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，第五加法器与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。

本发明的有益效果：

本发明以烟囱前环保部门监测的两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x数据作为喷氨自动控制系统的总被调量，解决了现有脱硝喷氨控制系统中的被调量和环保监测数据不一致的问题，避免两数据偏差过大导致超标排放，减少人工对比两测点数据的工作量；实现两台脱硝反应器的喷氨量和出口NO_x数据协调控制，包括合理控制两台反应器的喷氨量、合理设置两台反应器出口NO_x设定值、避免单侧喷氨量过大可能导致的氨逃逸，减小运行人员手动干预脱硝系统运行的工作量、实现脱硝系统的稳定经济运行。

附图说明

图1为本发明实施例的一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法流程图；

图2为本发明实施例的一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

需要说明的是，获取的环保部门监测的烟气NO_x数据应是一个实时检测的量，而不是小时均值、最大值或最小值。由于该测量仪表远离锅炉脱硝反应器，实时测量值滞后时间比较长，可长达3到4分钟，因此，如只采用常规的PID调节器并将该NO_x数据作为被调量，将会出现调节效果差、NO_x数据波动大的现象。

因此，本发明实施例公开了一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法，如图1所示，包括步骤：

步骤S11、获取烟囱前环保部门监测的两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x数据，将此数据送至脱硝喷氨自动控制系统，作为共用一个烟气排放口的两台脱硝反应器喷氨自动控制系统的总被调量。

步骤S12、根据所述总被调量、运行人员设定的烟囱前两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x浓度目标值，结合锅炉和脱硝系统运行有关参数，脱硝喷氨自动控制系统计算生成脱硝系统总喷氨量指令。

需要说明的是，本例中总喷氨量指令由两部分组成，即总喷氨量前馈指令和积分调节指令。下面分别说明这两个指令的生成方法。

一、总喷氨量前馈指令的生成：

目前有多种技术可以计算生成喷氨调节系统的前馈指令，本实施例采用如下方法实现：

步骤S121、定时累加设定时间段内两台反应器喷入的总氨量和脱除的总NO_x量，并计算设定时间段内累加的总氨量和脱除的总NO_x量的比值；

脱除的总NO_x量的计算方法为：两台反应器各自的入口NO_x减去出口NO_x，各自计算得到的差相加除以2，得到的商与锅炉总风量或总烟气流量的乘积，即为脱除的总NO_x量。

可以理解的是，两台反应器入口的烟气来自同一台锅炉，其NO_x的含量基本接近，流过这两台反应器的烟气流量也基本接近，对脱除的总NO_x量的计算方法采用取两台反应器平均值的方法，有其合理性；同时，由于烟气流量信号的测量设备一般采用误差较大的热式流量计，相比锅炉总风量信号采用相对较准的差压式流量计等测量，在本实施例中，尽量采用总风量信号来计算脱除的总NO_x量。

步骤S122、计算当前两台脱硝反应器各自的入口NO_x的平均值，结果减去两台脱硝反应器之后汇合后的烟气NO_x目标值，得到的差与当前锅炉总风量或总烟气流量相乘，得到的积即为当前欲脱除的总NO_x量；

两台脱硝反应器各自的入口NO_x的平均值，也即将各自的入口NO_x的值相加后再除以2。

步骤S123、将步骤S122计算得到的当前欲脱除的总NO_x量乘以步骤S121计算得到的最近一段时间内累加的总氨量和脱除的总NO_x量的比值，结果即为当前的总喷氨量前馈指令。

二、积分调节指令的生成：

由于总喷氨量前馈指令调节后的烟囱前环保监测的烟气NO_x浓度值与设定目标值之间一般会存在偏差，为消除该偏差，本实施例采用积分环节单元生成积分调节指令，即将烟囱前环保监测的烟气NO_x浓度值和运行人员设定的目标值分别作为积分调节器的反馈量和设定值，经积分运算后输出作为总喷氨量指令的一部分。由于烟囱前环保监测的烟气NO_x浓度值滞后时间一般长达3到4分钟，因此，该积分调节器的积分时间要足够长，用以削弱测量值滞后的影响，积分时间可取为15至20分钟。当然，对于这种大迟延的调节系统，还可以采用其他多种已有的技术方案。

需要说明的是，实际运行中，采用本实施例中生成的总喷氨量前馈指令基本上可将烟囱前环保监测的NO_x浓度值调节至等于或接近设定的目标值，因此，积分调节指令占总喷氨量指令的比例非常小，因烟囱前环保监测的NO_x数值测量滞后对整个脱硝喷氨自动调节效果的影响也比较小。

步骤S13、确定A、B脱硝反应器喷氨量协调控制模式：

可以理解的是，总喷氨量指令需要分配给A、B脱硝反应器作为各自的喷氨量指令，理想状况下，两反应器的性能和脱硝效率等均应相同，总喷氨量指令可以平均分配，但实际上由于反应器各自通过的烟气量、入口NO_x浓度值、出口NO_x浓度值等不完全相同，平均分配喷氨量指令，有时会导致两反应器出口NO_x浓度值偏差较大，因此需考虑在不同工况下合理分配喷氨量指令。

本发明设计了三种喷氨量分配模式，即“喷氨量平衡模式”、“反应器出口NO_x平衡模式”、“兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式”。各种模式的功能在步骤S14中详细说明。

步骤S14、根据两台脱硝反应器喷氨量协调控制模式，脱硝喷氨自动控制系统分别按以下策略计算生成两台脱硝反应器各自的喷氨量指令：

当选择“喷氨量平衡模式”时，将所述总喷氨量指令平均或者按一定比例分配给两台脱硝反应器作为各自的喷氨量指令。此种模式不考虑两台反应器出口NO_x浓度值的偏差，适用于任一反应器出口NO_x浓度信号测量仪表故障，或因某种原因，两反应器出口NO_x浓度值偏差过大的情况。

当选择“反应器出口NO_x平衡模式”时，先按“喷氨量平衡模式”生成两台脱硝反应器的的基本喷氨量指令，再根据两台脱硝反应器出口NO_x值间的偏差，采用比例积分调节规律或比例积分微分调节规律计算生成喷氨量修正指令，在反应器出口NO_x值高的一侧基本喷氨量指令中加上此修正指令，在另一侧减去此修正指令，得到两台脱硝反应器各自的喷氨量指令，而脱硝系统总的喷氨量指令不变，因而不会影响烟囱前环保监测的NO_x浓度值，该模式最终可使两台脱硝反应器出口NO_x浓度值趋于相同或接近。此种模式适用于两台脱硝反应器出口NO_x仪表测量准确且要求它们的目标值相同的情况。

当选择“兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式”时，先按“喷氨量平衡模式”生成两台脱硝反应器的的基本喷氨量指令，再根据两台脱硝反应器各自的实际喷氨量与出口NO_x值的比值的偏差，采用比例积分调节规律或比例积分微分调节规律计算生成喷氨量修正指令，在所述比值大的一侧基本喷氨量指令中减去此修正指令，在另一侧加上此修正指令，得到两台脱硝反应器各自的喷氨量指令。此种模式顾名思义，是为了兼顾喷氨量平衡和反应器出口NO_x平衡。例如，当A侧反应器实际喷氨量为100kg/h，反应器出口NO_x为50mg/m³时，二者比值为2；当B侧实际喷氨量为100kg/h，反应器出口NO_x为20mg/m³时,二者比值为5，两个比值即2和5存在偏差；显然，将A侧的喷氨量增加一些，将B侧的喷氨量减少一些，可以使两反应器的喷氨量相差不太多、反应器出口NO_x数值接近，因此，这种模式更合理一些，前提是反应器出口NO_x测量数据准确、喷氨量测量数据准确。

上述三种模式可以由运行人员根据工况手动选择，也可以由自动控制系统根据仪表测量数据、设备健康情况等自动选择，如：在“反应器出口NO_x平衡模式”或“兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式”下，当任一反应器出口NO_x仪表故障时，自动切换成“喷氨量平衡模式”。

步骤S14、将步骤三计算生成的两台脱硝反应器各自的喷氨量指令分别送至相应的喷氨调节阀。

可以理解的是，上述步骤S11-S14在脱硝控制系统运行中，是一个循环的自动控制过程。

作为一种实施方式，采用上述烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，如图2所示，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第一加法器的输入分别为设定的烟囱前汇合烟道上的烟气NO_x目标值和烟囱前环保监测的NO_x值；喷氨量前馈指令生成单元的输入量为锅炉和脱硝运行相关的参数。

第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，第二加法器连接第一比例环节单元后与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，所述第二加法器连接第二比例环节单元后与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。

上述系统能够实现两台脱硝反应器工作于喷氨量平衡模式。

作为另外一种实施方式，一种采用烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，如图2所示，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元、第二比例环节单元、第三加法器、第一比例积分环节单元、第四加法器和第五加法器；

第一加法器的输入分别为设定的烟囱前汇合烟道上的烟气NO_x目标值和烟囱前环保监测的NO_x值；喷氨量前馈指令生成单元的输入量为锅炉和脱硝运行相关的参数。

第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，第二加法器分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第三加法器的输入量分别为脱硝反应器A出口NO_x和脱硝反应器B出口NO_x，第三加法器与第一比例积分环节单元连接，第一比例积分环节单元分别连接第四加法器和第五加法器的一个输入端；第四加法器和第五加法器的另外一个输入端分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第四加法器与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，第五加法器与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。

上述系统能够实现两台脱硝反应器工作于反应器出口NO_x平衡模式。

作为另外一种实施方式，一种采用烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，如图2所示，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元、第二比例环节单元、第一除法器、第二除法器、第六加法器、第二比例积分环节单元、第四加法器和第五加法器；

第一加法器的输入分别为设定的烟囱前汇合烟道上的烟气NO_x目标值和烟囱前环保监测的NO_x值；喷氨量前馈指令生成单元的输入量为锅炉和脱硝运行相关的参数。

第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，第二加法器分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第一除法器的输入量分别为脱硝反应器A的喷氨量和脱硝反应器A出口NO_x，所述第二除法器的输入量分别为脱硝反应器B的喷氨量和脱硝反应器B出口NO_x；第一除法器和第二除法器分别输入第六加法器，第六加法器与第二比例积分环节单元连接；

第二比例积分环节单元分别连接第四加法器和第五加法器的一个输入端；第四加法器和第五加法器的另外一个输入端分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第四加法器与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，第五加法器与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。

上述系统能够实现两台脱硝反应器工作于兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式。

作为另外一种实施方式，一种采用烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，如图2所示，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元、第二比例环节单元、第三加法器、第一比例积分环节单元、第一除法器、第二除法器、第六加法器、第二比例积分环节单元、第四加法器、第五加法器和切换开关；

第一加法器的输入分别为设定的烟囱前汇合烟道上的烟气NO_x目标值和烟囱前环保监测的NO_x值；喷氨量前馈指令生成单元的输入量为锅炉和脱硝运行相关的参数。

第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，第二加法器分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第三加法器的输入量分别为脱硝反应器A出口NO_x和脱硝反应器B出口NO_x，第三加法器与第一比例积分环节单元连接；

第一除法器的输入量分别为脱硝反应器A的喷氨量和脱硝反应器A出口NO_x，第二除法器的输入量分别为脱硝反应器B的喷氨量和脱硝反应器B出口NO_x；第一除法器和第二除法器分别输入第六加法器，第六加法器与第二比例积分环节单元连接；

切换开关的第一端头连接常数0单元；第二端头连接第一比例积分环节单元；第三端头连接第二比例积分环节单元；公共端头分别接入第四加法器和第五加法器的一个输入端；第四加法器和第五加法器的另外一个输入端分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第四加法器与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，第五加法器与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。

上述系统能够实现两台脱硝反应器能够在喷氨量平衡模式、反应器出口NO_x平衡模式以及兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式三种模式下自由切换。

需要说明的是，上述与系统相关的各个实施方式中，第一比例积分环节单元和第二比例积分环节单元可以替换为第一比例积分微分环节单元和第二比例积分微分环节单元。

图2中，积分环节单元的积分时间可设为15-20分钟；第一比例环节单元和第二比例环节单元各自的比例系数可都设为0.5，也可根据两台反应器的出口NO_x将高的一侧适当设置大一点，另一侧小一点，但两侧比例系数的和应为1；第一比例积分环节单元和第二比例积分环节单元的积分时间可设为15-20分钟；切换开关分别打在位置1、2、3时，A、B脱硝反应器喷氨量协调控制模式分别处于“喷氨量平衡模式”、“反应器出口NO_x平衡模式”、“兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式”。

从上述实施例可以看出，本发明提供了一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法，解决了现有脱硝喷氨控制系统中的被调量和环保监测数据不一致的问题，避免两数据偏差过大导致超标排放，减少人工对比两测点数据的工作量；实现两台脱硝反应器的喷氨量和出口NO_x数据协调控制，包括合理控制两台反应器的喷氨量、合理设置两台反应器出口NO_x设定值、避免单侧喷氨量过大可能导致的氨逃逸，减小运行人员手动干预脱硝系统运行的工作量、实现脱硝系统的稳定经济运行。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法，其特征是，包括：

步骤一：获取环保部门监测的两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x数据，将此数据作为共用一个烟气排放口的两台脱硝反应器的喷氨总被调量；

步骤二：设定两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x浓度目标值，结合所述喷氨总被调量以及锅炉和脱硝系统运行相关参数，计算生成烟气脱硝系统的总喷氨量指令；

步骤三：分别按照喷氨量平衡模式、反应器出口NO_x平衡模式或者兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式计算生成两台脱硝反应器各自的喷氨量指令；

所述喷氨量平衡模式具体为：将总喷氨量指令平均或者按设定比例分配给两台脱硝反应器作为各自的喷氨量指令；

所述反应器出口NO_x平衡模式具体为：

先按照喷氨量平衡模式生成两台脱硝反应器各自的基本喷氨量指令；然后根据两台脱硝反应器出口NO_x值的偏差，采用比例积分或比例积分微分调节方式计算出喷氨量修正指令；最后在反应器出口NO_x值高的一侧基本喷氨量指令中加上所述修正指令，另外一侧减去所述修正指令，得到两台脱硝反应器各自的喷氨量指令；

所述兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式具体为：

先按照喷氨量平衡模式生成两台脱硝反应器各自的基本喷氨量指令；然后根据两台脱硝反应器各自的实际喷氨量与出口NO_x值的比值的偏差，采用比例积分或比例积分微分调节方式计算生成喷氨量修正指令；最后在实际喷氨量与出口NO_x值的比值大的一侧基本喷氨量指令中减去所述修正指令，另外一侧加上所述修正指令，得到两台脱硝反应器各自的喷氨量指令；

步骤四：将步骤三计算生成的两台脱硝反应器各自的喷氨量指令分别送至相应的喷氨调节阀，实现对两台脱硝反应器的喷氨量的控制。

2.如权利要求1所述的一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法，其特征是，所述步骤二中烟气脱硝系统的总喷氨量指令包括总喷氨量前馈指令和积分调节指令。

3.如权利要求2所述的一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法，其特征是，所述总喷氨量前馈指令的计算方法为：

步骤1)：定时累加设定时间段内两台反应器喷入的总氨量和脱除的总NO_x量，并计算设定时间段内累加的总氨量与脱除的总NO_x量的比值k；

脱除的总NO_x量的计算方法为：分别计算两台反应器各自的入口NO_x浓度值减去出口NO_x浓度值，得到两台反应器各自进出口的NO_x浓度差值；计算两台反应器进出口NO_x浓度差值的平均值，所述平均值与锅炉总风量或总烟气流量的乘积，即为脱除的总NO_x量；

步骤2)：计算当前两台脱硝反应器入口NO_x浓度的平均值，所述平均值减去两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x浓度目标值，得到的差与当前锅炉总风量或总烟气流量相乘，得到的积即为当前欲脱除的总NO_x量；

步骤3)：将步骤2)计算得到的当前欲脱除的总NO_x量乘以步骤1)计算得到的设定时间段内累加的总氨量和脱除的总NO_x量的比值k，结果即为当前的总喷氨量前馈指令。

4.如权利要求2所述的一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法，其特征是，所述积分调节指令的计算方法具体为：

采用积分环节生成积分调节指令，即将环保监测的两台脱硝反应器烟气汇合之后的NO_x浓度值和运行人员设定的目标值分别作为积分调节器的反馈量和设定值，经积分运算后输出作为总喷氨量指令的积分调节指令。

5.如权利要求1所述的一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法，其特征是，所述步骤三中的喷氨量平衡模式、反应器出口NO_x平衡模式或者兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式由人工选择设定或者系统自动设定。

6.如权利要求5所述的一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法，其特征是，在反应器出口NO_x平衡模式或兼顾喷氨量和反应器出口NO_x平衡模式下，当任一反应器出口NO_x仪表故障时，自动切换成喷氨量平衡模式。

7.一种采用如权利要求1-6所述的任一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，其特征是，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元和第二比例环节单元；

所述第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，所述喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，所述第二加法器连接第一比例环节单元后与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，所述第二加法器连接第二比例环节单元后与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。

8.一种采用如权利要求1-6所述的任一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，其特征是，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元、第二比例环节单元、第三加法器、第一比例积分环节单元、第四加法器和第五加法器；

所述第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，所述喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，所述第二加法器分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

所述第三加法器的输入量分别为脱硝反应器A出口NO_x和脱硝反应器B出口NO_x，所述第三加法器与第一比例积分环节单元连接，所述第一比例积分环节单元分别连接第四加法器和第五加法器的一个输入端；第四加法器和第五加法器的另外一个输入端分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第四加法器与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，第五加法器与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。

9.一种采用如权利要求1-6所述的任一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，其特征是，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元、第二比例环节单元、第一除法器、第二除法器、第六加法器、第二比例积分环节单元、第四加法器和第五加法器；

所述第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，所述喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，所述第二加法器分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

所述第一除法器的输入量分别为脱硝反应器A的喷氨量和脱硝反应器A出口NO_x，所述第二除法器的输入量分别为脱硝反应器B的喷氨量和脱硝反应器B出口NO_x；所述第一除法器和第二除法器分别输入第六加法器，第六加法器与第二比例积分环节单元连接；

所述第二比例积分环节单元分别连接第四加法器和第五加法器的一个输入端；第四加法器和第五加法器的另外一个输入端分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第四加法器与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，第五加法器与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。

10.一种采用如权利要求1-6所述的任一种烟气脱硝系统两台反应器喷氨量的协调控制方法的系统，其特征是，包括：

第一加法器、喷氨量前馈指令生成单元、积分环节单元、第二加法器、第一比例环节单元、第二比例环节单元、第三加法器、第一比例积分环节单元、第一除法器、第二除法器、第六加法器、第二比例积分环节单元、第四加法器、第五加法器和切换开关；

所述第一加法器与积分环节单元连接后与第二加法器的其中一个输入端连接，所述喷氨量前馈指令生成单元与第二加法器的另外一个输入端连接，所述第二加法器分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

所述第三加法器的输入量分别为脱硝反应器A出口NO_x和脱硝反应器B出口NO_x，所述第三加法器与第一比例积分环节单元连接；

所述第一除法器的输入量分别为脱硝反应器A的喷氨量和脱硝反应器A出口NO_x，所述第二除法器的输入量分别为脱硝反应器B的喷氨量和脱硝反应器B出口NO_x；所述第一除法器和第二除法器分别输入第六加法器，第六加法器与第二比例积分环节单元连接；

所述切换开关的第一端头连接常数0单元；第二端头连接第一比例积分环节单元；第三端头连接第二比例积分环节单元；公共端头分别接入第四加法器和第五加法器的一个输入端；第四加法器和第五加法器的另外一个输入端分别连接第一比例环节单元和第二比例环节单元；

第四加法器与脱硝反应器A的喷氨调节阀连接，第五加法器与脱硝反应器B的喷氨调节阀连接。