CN106076117B - 一种火电机组高效低负荷脱硝装置以及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火电机组高效低负荷脱硝装置以及控制方法，属于大型火电机组脱硝控制系统领域。现有技术的省煤器出口烟温不能满足脱硝系统最低连续喷氨烟温要求。本发明设置匹配器对高压加热器内的压力进行调节，满足给水温度要求，将SCR入口烟汽温度提高，满足机组在各种工况下的脱硝要求。同时由于给水温度提高，可提高机组循环效率，降低发电煤耗。本发明的控制方法利用B样条插补算法，对离散的数据进行拟合，进而根据已知压力差值能够得到较为准确喷嘴的张开度，进而使得控制系统控制精度提高。控制系统利用自适应PID算法对喷嘴的张开度进行微调，能够及时根据反馈进行调整，使得控制方法更加准确有效。
Description
技术领域
本发明涉及一种火电机组高效低负荷脱硝装置以及控制方法，属于大型火电机组脱硝控制系统领域。
背景技术
我国火电机组锅炉脱硝装置均为选择性催化还原类(SCR)，根据我国的环保要求，火电机组脱硝装置应能适应锅炉50％～100％BMCR工况之间的低负荷，以减少烟汽中氮氧化物的排放量。由于我国电力装机容量过剩以及电力需求不旺，当前我国火电机组年平均负荷率低于60％，大部分机组在50％负荷工况运行时间超过2000h。当锅炉50％～60％低负荷运行时，省煤器出口(即SCR脱硝装置入口)烟汽温度较低，一方面催化剂活性较低，氨逃逸率加大，增加空汽预热器硫酸氢氨堵塞的风险；另一方面还原剂氨与烟汽中的SO3反应生成的硫酸氢氨和硫酸氨会沉积在催化剂上，进一步降低催化剂的活性，甚至造成催化剂不可逆转的失活。
为解决机组低负荷(50％-60％)运行时，省煤器出口烟温不能满足脱硝系统最低连续喷氨烟温要求。美国、欧洲等一些国家的脱硝装置通常设置了反应器烟汽旁路，而我国HJ562-2010《火电厂烟汽脱硝工程技术规范》6.1.2条明确要求“脱硝系统不得设置反应器旁路”。一般我国火电机组从省煤器烟汽旁路、省煤器给水旁路、省煤器分级布置和提高给水温度等方面进行解决。
省煤器烟汽旁路，抽取一部分高温烟汽至SCR入口处，以调节进入SCR反应器的烟汽温度达到催化剂所需要的喷氨温度，该措施系统简单，设备较少。但烟汽旁路在低负荷投运时提高了省煤器的出口烟温，使空汽预热器排烟温度上升，影响锅炉经济性。并且省煤器进口烟温达到500℃以上，烟汽旁路调节挡板在高温下极易变形，产生内漏，加剧了排烟温度升高，影响锅炉经济性，同时在高负荷时挡板若内漏大，可能会使省煤器出口烟温达到400℃以上，从而使催化剂烧结，导致催化剂活性降低。中国专利(申请号201510158404.8)一种解决火电厂锅炉脱硝装置的入口烟温较低的改造方法，在水平低温过热器入口与省煤器出口之间加装烟汽旁路，烟汽不进入省煤器直接进入SCR反应器中，显然不符合要求。
省煤器给水旁路，在低负荷时通过调节阀调节旁路给水流量，使省煤器进水量减少来降低省煤器的吸热，使省煤器出口烟汽温度提高，达到喷氨的要求。该措施实施简单、投资费用少。但水侧换热系数较烟汽侧换热系数高两个数量级，给水流量变化对省煤器吸热减少有限，即便旁路50％给水量，省煤器出口烟温也只提高3℃，而此时省煤器出口的给水温度已接近饱和温度，故该措施实施效果较差。
省煤器分级布置，将部分省煤器面积转移布置在SCR反应器之后的烟道中，从而使反应器进口烟温提高到需要的温度。该措施不改变汽水系统和烟风系统的流程，不影响锅炉的运行操作和效率。但该措施改造量大，投资大，并且需SCR反应器下部有足够的省煤器安装空间和钢结构荷载，一般现役机组无此条件，仅能在新建机组适用。
提高给水温度，可以减少省煤器换热温差，减少省煤器的换热量，从而提高省煤器的出口烟温。省煤器出口烟温提高值可达给水温度提高值的1/3～1/2。省煤器出口烟温提高后，空汽预热器出口烟温略有上升，锅炉效率略有下降，但利用汽轮机抽汽回热提高锅炉给水温度，提高了汽轮机的循环效率，整体来看，对机组的效率提高。
目前有以下方法通过汽轮机回热系统改造，提高低负荷的给水温度：1)利用汽轮机三级抽汽过热度，在高压加热器之后增设三级抽汽蒸汽冷却器，由于三级抽汽参数给定，提高给水温度有限。2)利用现有高压加热器，直接从主蒸汽管道或者支管或者从高压缸补汽口引出蒸汽，经过减温加压阀或者调压阀接入高压加热器加热蒸汽管道，在低负荷时采用更高参数的蒸汽来替代高压加热器加热蒸汽管道，需要耗用大量高参数蒸汽来加热给水，高压加热器换热温差大，经济性较差，并且由于机组日负荷频繁波动，需要运行人员频繁跟踪切换两路汽源，极易造成机组抽汽阀损坏，对机组产生重大安全隐患。
中国专利(申请号201610065362.8)火电厂低含尘烟汽SCR脱硝装置、脱硝方法，其中烟汽升温采用高温热风炉与烟汽蒸汽加热器及回转式烟汽换热器相结合的方式实现烟汽的升温，这种方式需要额外增加加热设备，一方面需要额外消耗能源，另一方面需要增加设备投入。
针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研发，解决现有技术中存在的缺陷。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种结构简单可靠，无需手工操作，自动化程度高，经济环保，并且能够克服采用省煤器烟汽旁路影响锅炉经济性容易导致旁路挡板内漏，采用省煤器给水旁路给水量变化对省煤器吸热量影响有限，采用省煤器分级布置投资大和实施难度大，引入一路高参数的汽源替代高压加热器加热蒸汽管道来提高给水温度带来的经济性差和抽汽阀频繁切换运行易造成损坏等缺点。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种火电机组高效低负荷脱硝装置，包括高压缸、高压加热器，高压缸把一部分蒸汽通过输送管输送给高压加热器，高压缸与高压加热器之间串联用于调节高压加热器内部蒸汽温度、压力的匹配器，匹配器分别与用于同高温高压汽源相连接的第一管道、用于同高压缸的抽汽口相连接的第二管道、用于同高压加热器相连接的出口管道相连接。
本发明设置匹配器对高压加热器内的压力进行调节，满足给水温度要求，将SCR入口烟汽温度提高，满足机组在各种工况下的脱硝要求。同时由于给水温度提高，可提高机组循环效率，降低发电煤耗。
进一步地，匹配器包括同第一管道相通的第一腔体、同第二管道相通的第二腔体、同出口管道相通的第三腔体，第一腔体前端为圆锥状并伸入第二腔体中两者相互贯通，第二腔体前端为圆台状并与第三腔体贯通。
进一步地，第一腔体前端设置喷嘴，第一腔体后端固设电动执行器，电动执行器固设用以同喷嘴相配合的一推杆。
推杆包括第一杆部、第二杆部、第三杆部，第一杆部的形状为圆锥体，第二杆部直径大于第三杆部的直径。第一杆部设计为圆锥体与第一腔体相配合，能够有效控制高温高压蒸汽的流量，同时避免连接处漏汽。
第一腔体伸入第二腔体的一端设置用以封合第一腔体的竖板，竖板设置用以穿设推杆的圆孔。圆孔的直径大于第三杆部，小于第二杆部的直径。
第三腔体前端为喇叭状，后端为混合腔体。
进一步地，高温高压汽源连接一喷射泵。
进一步地，高温高压汽源为高压缸补汽阀的蒸汽或汽轮机主蒸汽。
进一步地，高温高压汽源与匹配器之间连接用以降低蒸汽的压力、温度的减温器，设置减温器对过高的高温高压蒸汽进行降温，一方面降低到合理的温度能够避免损坏匹配器，另一方面能够获得更多的高压汽体，增加高温高压汽源的利用率。
进一步地，匹配器的电动执行器同一控制系统相连接，控制系统在高压加热器的入口蒸汽管道处设置蒸汽压力测试点。通过设置蒸汽压力测试点能够有效检测高压加热器的温度变化，进而为控制系统进行准确控制提供数据支持。
进一步地，省煤器出口烟温能够达到脱硝喷氨要求的工况下，喷嘴被第一杆部的圆锥体堵住，高温高压蒸汽不进入匹配器，原加热蒸汽直接经过匹配器的第二腔室、第三腔室从匹配器的出口管道至高压加热器，不提升压力，其他工况下，控制系统根据相关控制公式，计算喷嘴的张开度，控制系统控制电动执行器的推杆的行程来改变第一杆部的圆锥体同喷嘴的距离，从而改变喷嘴的张开度，调节匹配器的第三腔体内的出口蒸汽压力，进而调节高压加热器内的蒸汽压力，从而调节给水温度，最终使得SCR反应器的烟汽温度达到催化剂所需要的喷氨温度。
进一步，对于同一机组，高压加热器的实际压力与预设压力的差值决定匹配器的喷嘴的张开度，差值越大，张开度越大，两者存在一定的变化规律，为准确控制喷嘴张开度，提供一种火电机组高效低负荷脱硝控制方法。控制方法包括如下步骤：
S1，搜集高压加热器的实际压力与预设压力的压力差值与匹配器的喷嘴的张开度相关数据；
S2，对压力差值与张开度离散数据利用三次均匀B样条拟合，进而根据样条插补算法对离散数据进行样条插补；以压力差值xTk(u)与张开度yTk(u)为横纵坐标，建立一组离散的通过点(xTk(u)，yTk(u))；
S201，反算控制点
由于B样条算法直接用到的是控制点，所以必须知道控制点；已知通过点可以反算出控制点；
控制点与通过点的反算涉及端点的计算问题，计算时参数u可以取0或者1来得到相应的端点关系式；采用三次B样条算法时：n个控制点可以得到n-2个通过点，这样反算时，已知量通过点是n-2个，未知量控制点是n个，这样已知方程式比未知量少2个，缺少二个已知条件；可以通过增加边界条件来解决这个问题，认为首末控制点与首末通过点相重，这样作为未知量就减少2个，就可以直接利用关系矩阵反算出控制点，关系矩阵如下所示：
其中Pn为包含(xk，yk)控制点坐标，Tn-2为包含(xTk(u)，yTk(u))通过点坐标；
S202，构造样条函数
三次均匀B样条插补点计算公式：
u＝[0，1]，k＝0，1，...，m
其中Pk为包含(xk，yk)控制点坐标，Tk(u)为包含(xTk(u)，yTk(u))通过点坐标的一段样条曲线，k为第k段样条曲线；
S203，已知压力差值，计算张开度
将S202中的公式展开，得到两个关系式一个是关于压力差值，另一个是关于张开度；已知压力差值xTK，首先确定此压力差值在哪一组的离散通过点范围内，再通过离散通过点确定对应的离散控制点，最终确定压力差值所在的控制点区间，再利用基函数即可确定压力差值与参数u的关系式，可得到关于参数u的一元三次方程，如下式所示；涉及到对一元三次方程的求解，可根据卡尔丹公式和韦达定理进行求解；
得到u值，根据张开度关于参数u的关系式即可计算出张开度值；
S3，控制系统根据计算出的张开度控制电动执行器驱动推杆移动，使得喷嘴的张开度达到上述的计算值。
利用三次均匀B样条插补算法，对离散的数据进行拟合，进而根据已知压力差值能够得到较为准确喷嘴的张开度，进而使得控制系统控制精度提高。
进一步地，由于压力差值与张开度变化关系还会受到其他因素的影响，利用样条插补算法计算出的张开度存在一定误差，根据压力差值的变化速率，利用自适应PID算法进行微调，如果反馈的压力差值变化较慢，控制系统控制电动执行器驱动喷嘴的张开度变大一定值，如果反馈的压力差值变化较快，控制系统控制电动执行器驱动喷嘴的张开度变小一定值，最终使得差值为零，并维持一定时间。控制系统利用自适应PID算法对喷嘴的张开度进行微调，能够及时根据反馈进行调整，使得控制方法更加准确有效。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明设置匹配器对高压加热器内的压力进行调节，满足给水温度要求，将SCR入口烟汽温度提高，满足机组在各种工况下的脱硝要求。同时由于给水温度提高，可提高机组循环效率，降低发电煤耗。
本发明利用三次均匀B样条插补算法，对离散的数据进行拟合，进而根据已知压力差值能够得到较为准确喷嘴的张开度，进而使得控制系统控制精度提高。控制系统利用自适应PID算法对喷嘴的张开度进行微调，能够及时根据反馈进行调整，使得控制方法更加准确有效。
本发明结构简单可靠，无需手工操作，自动化程度高，经济环保，并且能够克服采用省煤器烟汽旁路影响锅炉经济性容易导致旁路挡板内漏，采用省煤器给水旁路给水量变化对省煤器吸热量影响有限，采用省煤器分级布置投资大和实施难度大，引入一路高参数的汽源替代高压加热器加热蒸汽管道来提高给水温度带来的经济性差和抽汽阀频繁切换运行易造成损坏等缺点。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明的匹配器结构示意图；
图3为本发明的推杆结构示意图。
附图说明：
图中：1-高温高压汽源，2-高压缸，3-减温器，4-出口管道，5-匹配器，7-控制系统，8-蒸汽压力测试点，9-高压加热器，41-第一压力测试点，42-第二压力测试点，51-第一管道，52-第二管道，53-喷嘴，54-第一腔体，55-第三腔体，56-竖板，57-第二腔体，58-电动执行器，59-推杆，591-第一杆部，592-第二杆部，593-第三杆部，60-混合腔体，11-第一电动截止阀，12-逆止阀，13-第二电动截止阀，14-第三电动截止阀，16-第四电动截止阀。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
如图1-3所示，一种火电机组高效低负荷脱硝装置，包括高压缸2、高压加热器9，高压缸2把一部分蒸汽通过输送管输送给高压加热器9。所述高压缸2与高压加热器9之间串联用于调节高压加热器9内部蒸汽温度、压力的匹配器5，所述匹配器5分别与用于同高温高压汽源1相连接的第一管道51、用于同高压缸2的抽汽口相连接的第二管道52、用于同高压加热器9相连接的出口管道4相连接。所述第二管道52依次设置防止蒸汽回流的逆止阀12、用于控制管道开闭的第二电动截止阀13。所述出口管道4设置用于控制管道开闭的第四电动截止阀16。
所述高温高压汽源1连接一用以驱动蒸汽的喷射泵，其在与高压缸2连接的管道上设置一用于控制管道开闭的第一电动截止阀11，确保蒸汽能够安全输送，所述高温高压汽源1为高压缸补汽阀的蒸汽或汽轮机主蒸汽。所述高温高压汽源与匹配器5之间串联一用以降低蒸汽的压力、温度的减温器3，所述减温器3与匹配器5之间的连接管道设置一用于控制管道开闭的第三电动截止阀14。
所述匹配器5的电动执行器58同一控制系统7相连接，所述控制系统7分别在在高压加热器9的入口蒸汽管道处设置蒸汽压力测试点8、在第一管道51设置第一压力测试点41、在第二管道52设置第二压力测试点42。
所述匹配器5包括同第一管道51相通的第一腔体54、同第二管道52相通的第二腔体57、同出口管道4相通的第三腔体55，所述第一腔体54前端为圆锥状并伸入第二腔体57中两者相互贯通，所述第二腔体57前端为圆台状并与第三腔体55贯通。
所述第一腔体54前端设置喷嘴53，所述第一腔体54后端固设电动执行器58，所述电动执行器58固设用以同喷嘴53相配合的一推杆59。所述推杆59包括第一杆部591、第二杆部592、第三杆部593，所述第一杆部591的形状为圆锥体，所述第二杆部592直径大于第三杆部593的直径。
所述第一腔体54伸入第二腔体57的一端设置用以封合第一腔体54的竖板56，所述竖板56设置用以穿设推杆59的圆孔。所述圆孔的直径大于第三杆部593，小于第二杆部592的直径。所述第三腔体55前端为喇叭状，后端为圆柱腔体。
省煤器出口烟温能够达到脱硝喷氨要求的工况下，喷嘴53被第一杆部591的圆锥体堵住，高温高压蒸汽不进入匹配器5，原加热蒸汽直接经过匹配器5的第二腔室、第三腔室从匹配器5的出口管道4至高压加热器9，不提升压力，其他工况下，控制系统7根据相关控制公式，计算喷嘴53的张开度，控制系统7控制电动执行器58的推杆59的行程来改变第一杆部591的圆锥体同喷嘴53的距离，从而改变喷嘴53的张开度，调节匹配器5的第三腔体55内的出口蒸汽压力，进而调节高压加热器9内的蒸汽压力，从而调节给水温度，最终使得SCR反应器的烟汽温度达到催化剂所需要的喷氨温度。
对于同一机组，高压加热器9的实际压力与预设压力的差值决定匹配器5的喷嘴53的张开度，差值越大，张开度越大，两者存在一定的变化规律，为准确控制喷嘴53张开度，提供一种火电机组高效低负荷脱硝控制方法。所述控制方法包括如下步骤：
S1，搜集高压加热器9的实际压力与预设压力的压力差值与匹配器5的喷嘴53的张开度相关数据。
S2，对压力差值与张开度离散数据利用三次均匀B样条拟合，进而根据样条插补算法对离散数据进行样条插补。以压力差值xTk(u)与张开度yTk(u)为横纵坐标，建立一组离散的通过点(xTk(u)，yTk(u))。
S201，反算控制点
由于B样条算法直接用到的是控制点，所以必须知道控制点。已知通过点可以反算出控制点。
控制点与通过点的反算涉及端点的计算问题，计算时参数u可以取0或者1来得到相应的端点关系式。采用三次B样条算法时：n个控制点可以得到n-2个通过点，这样反算时，已知量通过点是n-2个，未知量控制点是n个，这样已知方程式比未知量少2个，缺少二个已知条件。可以通过增加边界条件来解决这个问题，认为首末控制点与首末通过点相重，这样作为未知量就减少2个，就可以直接利用关系矩阵反算出控制点，关系矩阵如下所示：
其中Pn为包含(xk，yk)控制点坐标，Tn-2为包含(xTk(u)，yTk(u))通过点坐标。
S202，构造样条函数
三次均匀B样条插补点计算公式：
u＝[0，1]，k＝0，1，...，m
其中Pk为包含(xk，yk)控制点坐标，Tk(u)为包含(xTk(u)，yTk(u))通过点坐标的一段样条曲线，k为第k段样条曲线。
S203，已知压力差值，计算张开度
将S202中的公式展开，得到两个关系式一个是关于压力差值，另一个是关于张开度。已知压力差值xTK，首先确定此压力差值在哪一组的离散通过点范围内，再通过离散通过点确定对应的离散控制点，最终确定压力差值所在的控制点区间，再利用基函数即可确定压力差值与参数u的关系式，可得到关于参数u的一元三次方程，如下式所示。涉及到对一元三次方程的求解，可根据卡尔丹公式和韦达定理进行求解。
得到u值，根据张开度关于参数u的关系式即可计算出张开度值。
S3，控制系统7根据计算出的张开度控制电动执行器58驱动推杆59移动，使得喷嘴53的张开度达到上述的计算值。
S4，由于压力差值与张开度变化关系还会受到其他因素的影响，利用样条插补算法计算出的张开度存在一定误差，根据压力差值的变化速率，利用自适应PID算法进行微调，如果反馈的压力差值变化较慢，控制系统7控制电动执行器58驱动喷嘴53的张开度变大一定值，如果反馈的压力差值变化较快，控制系统7控制电动执行器58驱动喷嘴53的张开度变小一定值，最终使得差值为零，并维持一定时间。
本发明的工作原理：
汽轮机的高压缸补汽阀的高压蒸汽作为匹配器5抽送汽源，先经过减温器3减温后，经第三电动截止阀14、第一管道51引入喷嘴53，从喷嘴53喷出形成驱动蒸汽，将压力能转换为动能，在喷嘴53出口形成流速较高的射流，由于射流质点的横向紊动和扩散作用，与周围介质进行动量交换并将其带走；从而使得高压缸2直接引入的蒸汽从第二管道52被吸上来，并随同驱动蒸汽一同进入混合腔体60内；在混合腔体60内两股蒸汽发生动量交换，抽送蒸汽将一部分能量传递给被抽送蒸汽，抽送蒸汽速度减慢，被抽送蒸汽速度加快，到达混合腔体60末端，两股蒸汽的速度渐趋一致，混合过程基本完成，然后进入第三腔体55；在第三腔体55内流速渐降低压力上升，最后从出口管道4排出，通过第四电动截止阀16进入高压加热器9加热给水。
本实施例中的匹配器5的喷嘴53张开度，由控制系统7控根据所述的控制方法控制电动执行器58来调节，预设的加热蒸汽压力可以为定值也可以设置为随负荷变化的值。
以超临界600MW机组为例，50％THA工况下，汽轮机的高压缸补汽阀的高压蒸汽作为主蒸汽，其压力为16.6MPa，高压加热器9设计抽汽压力为3.15MPa，抽汽温度为338℃，抽汽流量约45t/h，设计给水温度为236.5℃。此时SCR入口烟汽温度约285℃，低于SCR催化剂投运温度(约300℃)，为了将SCR入口烟汽温度提高到投运温度以上，可以通过提高给水温度25～30℃至266.5℃，需将进入到高压加热器9蒸汽压力提高到5.2MPa。控制系统7进行计算分析，需要将25t/h，566℃主蒸汽先喷5t/h减温水，形成压力同主蒸汽基本接近，温度约440℃的高压蒸汽，再进入匹配器5，控制系统7根据控制方法控制喷嘴53张开度，引射15t/h汽轮机一级抽汽，将原有高压加热器9加热蒸汽(约3.15MPa)提高至5.2MPa，从而可以将最终给水温度提高至266.5℃，将SCR入口烟汽温度提到到300℃以上，满足机组在50％THA工况下脱硝要求。同时由于给水温度提高25～30℃，可提高机组循环效率，降低发电煤耗0.9g/kW·h。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的匹配器构造、匹配器抽送汽源选择、匹配器调节方式以及所用的阀门形式等所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的系统结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种火电机组高效低负荷脱硝装置控制方法，脱硝装置包括高压缸(2)、高压加热器(9)，高压缸(2)把一部分蒸汽通过输送管输送给高压加热器(9)，所述高压缸(2)与高压加热器(9)之间串联用于调节高压加热器(9)内部蒸汽温度、压力的匹配器(5)，所述匹配器(5)分别与用于同高温高压汽源(1)相连接的第一管道(51)、用于同高压缸(2)的抽汽口相连接的第二管道(52)、用于同高压加热器(9)相连接的出口管道(4)相连接；所述匹配器(5)包括同第一管道(51)相通的第一腔体(54)、同第二管道(52)相通的第二腔体(57)、同出口管道(4)相通的第三腔体(55)，所述第一腔体(54)前端为圆锥状并伸入第二腔体(57)中两者相互贯通，所述第二腔体(57)前端为圆台状并与第三腔体(55)贯通；所述第一腔体(54)前端设置喷嘴(53)，所述第一腔体(54)后端固设电动执行器(58)，所述电动执行器(58)固设用以同喷嘴(53)相配合的一推杆(59)；
所述推杆(59)包括第一杆部(591)、第二杆部(592)、第三杆部(593)，所述第一杆部(591)的形状为圆锥体，所述第二杆部(592)直径大于第三杆部(593)的直径；
所述第一腔体(54)伸入第二腔体(57)的一端设置用以封合第一腔体(54)的竖板(56)，所述竖板(56)设置用以穿设推杆(59)的圆孔；所述圆孔的直径大于第三杆部(593)，小于第二杆部(592)的直径；
所述第三腔体(55)前端为喇叭状，后端为混合腔体(60)；所述高温高压汽源(1)连接一喷射泵；所述高温高压汽源(1)为高压缸补汽阀的蒸汽或汽轮机主蒸汽；所述高温高压汽源与匹配器(5)之间连接用以降低蒸汽的压力、温度的减温器(3)；所述匹配器(5)的电动执行器(58)同一控制系统(7)相连接，所述控制系统(7)在高压加热器(9)的入口蒸汽管道处设置蒸汽压力测试点(8)；
其特征在于，省煤器出口烟温能够达到脱硝喷氨要求的工况下，喷嘴(53)被第一杆部(591)的圆锥体堵住，高温高压蒸汽不进入匹配器(5)，原加热蒸汽直接经过匹配器(5)的第二腔室、第三腔室从匹配器(5)的出口管道(4)至高压加热器(9)，不提升压力，其他工况下，控制系统(7)根据相关控制公式，计算喷嘴(53)的张开度，控制系统(7)控制电动执行器(58)的推杆(59)的行程来改变第一杆部(591)的圆锥体同喷嘴(53)的距离，从而改变喷嘴(53)的张开度，调节匹配器(5)的第三腔体(55)内的出口蒸汽压力，进而调节高压加热器(9)内的蒸汽压力，从而调节给水温度，最终使得SCR反应器的烟汽温度达到催化剂所需要的喷氨温度；
对于同一机组，高压加热器(9)的实际压力与预设压力的差值决定匹配器(5)的喷嘴(53)的张开度，差值越大，张开度越大，两者存在一定的变化规律，为准确控制喷嘴(53)张开度，提供一种火电机组高效低负荷脱硝装置控制方法；所述控制方法包括如下步骤：
S1，搜集高压加热器(9)的实际压力与预设压力的压力差值与匹配器(5)的喷嘴(53)的张开度相关数据；
S2，对压力差值与张开度离散数据利用三次均匀B样条拟合，进而根据样条插补算法对离散数据进行样条插补；以压力差值xTk(u)与张开度yTk(u)为横纵坐标，建立一组离散的通过点(xTk(u)，yTk(u))；
S201，反算控制点
由于B样条算法直接用到的是控制点，所以必须知道控制点；已知通过点可以反算出控制点；
控制点与通过点的反算涉及端点的计算问题，计算时参数u可以取0或者1来得到相应的端点关系式；采用三次B样条算法时：n个控制点可以得到n-2个通过点，这样反算时，已知量通过点是n-2个，未知量控制点是n个，这样已知方程式比未知量少2个，缺少二个已知条件；可以通过增加边界条件来解决这个问题，认为首末控制点与首末通过点相重，这样作为未知量就减少2个，就可以直接利用关系矩阵反算出控制点，关系矩阵如下所示：
其中Pn为包含(xk，yk)控制点坐标，Tn-2为包含(xTk(u)，yTk(u))通过点坐标；
S202，构造样条函数
三次均匀B样条插补点计算公式：
其中Pk为包含(xk，yk)控制点坐标，Tk(u)为包含(xTk(u)，yTk(u))通过点坐标的一段样条曲线，k为第k段样条曲线；
S203，已知压力差值，计算张开度
将S202中的公式展开，得到两个关系式一个是关于压力差值，另一个是关于张开度；已知压力差值xTK，首先确定此压力差值在哪一组的离散通过点范围内，再通过离散通过点确定对应的离散控制点，最终确定压力差值所在的控制点区间，再利用基函数即可确定压力差值与参数u的关系式，可得到关于参数u的一元三次方程，如下式所示；涉及到对一元三次方程的求解，可根据卡尔丹公式和韦达定理进行求解；
得到u值，根据张开度关于参数u的关系式即可计算出张开度值；
S3，控制系统(7)根据计算出的张开度控制电动执行器(58)驱动推杆(59)移动，使得喷嘴(53)的张开度达到上述的计算值。
2.根据权利要求1所述的一种火电机组高效低负荷脱硝装置控制方法，其特征在于，由于压力差值与张开度变化关系还会受到其他因素的影响，利用样条插补算法计算出的张开度存在一定误差，根据压力差值的变化速率，利用自适应PID算法进行微调，如果反馈的压力差值变化较慢，控制系统(7)控制电动执行器(58)驱动喷嘴(53)的张开度变大一定值，如果反馈的压力差值变化较快，控制系统(7)控制电动执行器(58)驱动喷嘴(53)的张开度变小一定值，最终使得差值为零，并维持一定时间。
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