CN111111430B - 一种用于尿素热解炉的scr脱硝调节控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，属于火电厂热工自动控制领域，所述方法如下：主PID回路调节SCR反应器出口NOx浓度，并对所需要脱除的NOx量进行修正，副PID回路调节每支小喷枪的尿素溶液量，副PID回路加上前馈作用到每支小喷枪的调节门。本发明提出的用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，在机组升降负荷、启停磨煤机时能够及时提供前馈控制信号，调整喷氨量；在SCR反应器出口CEMS吹扫过程中及吹扫结束后，SCR出口NOx浓度自动调节可连续投入且出口NOx浓度值达标排放。

Description

一种用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，属于火电厂热工自动控制领域。
背景技术
NOx英文全称：nitrogen oxides，NOx的中文名称是：氮氧化物。氮氧化物即氮和氧的结合物，包括很多种，例如一氧化氮、二氧化氮等。目前选择性催化还原烟气脱硝法(Selective Catalytic Reduction)，简称SCR，是火电机组中应用最广泛的一种脱硝方法。SCR脱硝原理是在催化剂的作用下利用NH3将NOx还原为N2，发生的主要化学反应如下：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
以往SCR反应中所需要的NH3直接由液氨提供，考虑到厂区的安全性，现在很多电厂已逐渐开始将液氨储罐用尿素热解炉替换，即利用尿素溶液加热分解，生成NH3。尿素热解化学反应式如下：
CO(NH2)2+H2O→2NH3+CO2
采用液氨进行脱硝控制时，SCR反应器A侧和B侧分别单独控制，即A侧脱硝控制回路和B侧脱硝控制回路相互独立，然而采用尿素热解炉进行脱硝控制时，A侧和B侧共用一个脱硝调节回路，被调量为SCR反应器A侧和B侧NOx浓度的平均值。本发明提供了一种用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，使用该控制方法可使机组在升降负荷、启停磨煤机及稳态工况下脱硝自动连续投入稳定运行，即满足了机组超低达标排放的要求，又降低了运行人员的劳动强度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，来实现尿素溶液调节的快速准确控制。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，其特征在于，所述方法如下：主PID回路调节SCR反应器出口NOx浓度，并对所需要脱除的NOx量进行修正，副PID回路调节每支小喷枪的尿素溶液量，副PID回路加上前馈作用到每支小喷枪的调节门；
鉴于一般机组烟气流量测量误差比较大，而主蒸汽流量通过调节级压力计算得出，测量误差小，机组烟气流量利用主蒸汽流量间接得到。理论尿素溶液量根据SCR反应器入口NOx浓度、SCR反应器出口NOx浓度设定值、尿素热解化学反应式、尿素溶液密度、尿素溶液纯度、尿素分子摩尔质量、NH3摩尔质量、主蒸汽流量、机组额定主蒸汽流量和额定烟气流量计算得到，如公式(1)所示：
F＝λ×(Cin-Csp)×S (1)
式中，F为所需的理论尿素溶液量，m3/h；S为机组的主蒸汽流量，t/h；Cin为SCR反应器入口的NOx浓度，mg/m3；Csp为SCR反应器出口的NOx浓度设定值，mg/m3；λ为系数，根据尿素热解化学反应式、尿素溶液密度、尿素溶液纯度、尿素分子摩尔质量、NH3摩尔质量、主蒸汽流量、机组额定主蒸汽流量和额定烟气流量计算得到；NH3和NO2的反应摩尔比一般取为0.8—1.0之间。
其中，尿素热解化学反应式为：
CO(NH2)2+H2O→2NH3+CO2
主PID回路过程值为SCR反应器A侧出口NOx浓度和B侧出口NOx浓度的平均值，主PID回路设定值为运行人员根据需要设定的SCR反应器出口NOx浓度值；SCR反应器A/B两侧出口NOx测点需要定期进行吹扫，为了实时地反应出口NOx浓度变化情况，在A侧进行吹扫时，用B侧出口NOx浓度进行调节；同样，在B侧进行吹扫时，用A侧出口NOx浓度进行调节；
主PID回路的输出对所需要脱除的NOx量进行修正，得到实际需要脱除的NOx量，再根据公式(1)得到理论尿素溶液量；根据实际投运的小喷枪数量，将总的理论尿素溶液量平均分配到每支小喷枪，即为每支小喷枪的理论尿素溶液量；
副PID回路调节每支小喷枪的尿素溶液量，副PID回路的设定值为所述的每支小喷枪的理论尿素溶液量，副PID回路的过程值为每支小喷枪的尿素溶液量。
所述副PID回路的前馈作用包括：
前馈一：SCR反应器入口NOx浓度变化率，即在SCR反应器入口NOx浓度变化率k＞0时，提前增加尿素喷枪开度，在SCR反应器入口NOx浓度变化率k<0时，提前减少尿素喷枪开度；预估所需的尿素溶液量，减少反应器出口NOx浓度的超调量；然后再经过一函数转换为适当的尿素喷枪调门开度大小；
前馈二：机组锅炉负荷的变化率，在机组增加负荷时，SCR反应器入口NOx浓度会增加，在机组降低负荷时，SCR反应器入口NOx浓度会减少；引入机组锅炉负荷变化率当做前馈不仅可以预估所需的尿素溶液量，而且避免了因抽汽量发生变化而电负荷不变的情况；然后再经过一函数转换为适当的尿素喷枪调门开度大小；
前馈三：SCR反应器出口NOx浓度与设定值偏差的函数，当SCR反应器出口NOx浓度与设定值偏差较大时，通过此前馈，可快速改变喷枪调门开度，改变尿素溶液量，避免SCR反应器出口NOx浓度出现大幅波动或震荡；然后再经过一函数转换为适当的尿素喷枪调门开度大小。
前馈四，前馈四设计如下：
在启磨煤机时，提前增加每支喷枪的调门开度并维持一段时间后逐渐降为零；逻辑设计为磨煤机合闸信号到达并且磨煤机给煤量大于某一阈值时，延时适当的时间逐渐增加尿素喷枪调门开度并维持数分钟后再使前馈四作用逐渐降为零；此逻辑中磨煤机合闸信号仅在合闸后十分钟之内有效，在停磨煤机时，提前减少每支喷枪的调门开度并维持一段时间后逐渐降为零；逻辑设计为磨煤机合闸信号到达并且磨煤机给煤量低于某一阈值时，延时适当的时间逐渐减少尿素喷枪调门开度并维持数分钟后再使前馈四作用逐渐降为零，为了防止该逻辑在启磨煤机时起作用，设计磨煤机合闸信号在合闸三十分钟后有效。
所述副PID回路设有闭锁增和闭锁减功能；
闭锁减功能：根据机组实际运行情况和运行人员经验，设置最低尿素溶液流量下限，当每支喷枪尿素溶液流量低于最低下限时，闭锁减副PID回路输出，即让尿素喷枪调门开度不再减小；
闭锁增功能：根据机组实际运行情况和运行人员经验，设置最高尿素溶液流量上限，当每支喷枪尿素溶液流量高于最高上限时，闭锁增副PID回路输出，即让尿素喷枪调门开度不再增加。另外，烟囱入口NOx浓度值通常低于SCR反应器出口NOx浓度值，针对这种情况，为了防止烟囱入口处NOx浓度长时间处于极低值，在烟囱入口CEMS处于非吹扫状态且烟囱入口NOx浓度低于某一阈值时，亦闭锁增副PID回路输出。
所述副PID回路的输出先经过尿素调门特性曲线，然后作用到尿素喷枪调节门。因尿素喷枪调节门在全量程中是非线性的，即尿素溶液变化量与尿素喷枪调节门开度变化量的比值非固定常数，因此可通过尿素调门流量特性试验进一步得出尿素调门特性曲线。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明提出的用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，在机组升降负荷、启停磨煤机时能够及时提供前馈控制信号，调整喷氨量；在SCR反应器出口CEMS吹扫过程中及吹扫结束后，SCR出口NOx浓度自动调节可连续投入且出口NOx浓度值达标排放。
附图说明
图1是本发明实施例中采用的脱硝调节控制策略SAMA图。
图2是本发明实施例的脱硝调节控制策略前馈4的SAMA图。
图3是本发明实施例的脱硝调节控制策略中PID2闭锁增/闭锁减功能SAMA图。
图4是应用本发明后机组稳态工况(515MW)时脱硝调节控制效果图。
图5是应用本发明后机组在减负荷和SCR反应器出口A侧/B侧CEMS吹扫时脱硝调节控制效果图。
图6是应用本发明后机组在升负荷时脱硝调节控制效果图。
图7是应用本发明后机组在SCR出口氮氧化合物设定值由45降至30的阶跃扰动测试的脱硝调节控制效果图。
图8是应用本发明后机组在540MW升负荷，同时启C磨煤机过程的脱硝调节控制效果图。
以下对图1、图2和图3中部分功能块做简要说明。
图1中，Leadlag为超前滞后模块，在本控制方法中用于削减所采集数据的尖峰脉冲，使数据变化更加平缓。Mul为乘法块，Div为除法块。
图2中，Pulse为单脉冲定时器，DT为单脉冲定时器的脉冲宽度时间。
And为逻辑与运算功能块。
TD_On为滞后型定时器，DT为滞后型定时器的滞后时间。
SFT为模拟量切换功能块，Z＝0时，Y＝X2；Z＝1时，Y＝X1。
HLAlm为高低限报警功能块，D为报警指示，H为上限设定值，L为下限设定值，当输入超过高限或低于下限时，D输出报警值1。
Sum为加法运算功能块，输出Y＝X1+X2。
图3中，PID2为图1中的PID2功能运算块。LI为PID2的闭锁增开关，当LI被置位时，PID2的输出Y不再继续增加；LD为PID2的闭锁减开关，当LD被置位时，PID2的输出Y不再继续减小。
Not为非运算功能块，输出对输入进行取反。
Cmp为模拟量比较功能块，输入值X1与X2相比较，分为小于或等于(<＝)以及大于或等于(>＝)两种情况，具体已在Cmp功能块下方标出，当满足条件时，输出D置为1。
Or为或运算功能块。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
下面以某电厂660MW机组为例，详细说明本发明的内容。
本机组容量为660MW，锅炉型号为DG2002/29.3-Ⅱ13，是东方锅炉厂生产的高效超超临界变压运行直流炉，一次再热、单炉膛、前后墙对冲燃烧方式，尾部双烟道结构，平衡通风、半露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
机组配备一套尿素热解系统，工艺系统包括尿素溶液计量分配装置、尿素溶液循环装置、热解炉、喷氨格栅、催化剂和烟气分析仪等设备。热解炉布置在SCR反应区附近，经过计量和分配装置的尿素溶液由喷射器喷入热解炉，每台锅炉设置1台热解炉，经气气换热器加热后的热一次风作为热解炉的热源。
采用本发明的脱硝调节控制方法如图1所示，具体应用如下：
主PID1回路调节SCR反应器出口NOx浓度，并对所需要脱除的NOx量进行修正，副PID2回路调节每支小喷枪的尿素溶液量，副PID2回路加上前馈作用到每支小喷枪的调节门。
鉴于一般机组烟气流量测量误差比较大，而主蒸汽流量通过调节级压力计算得出，测量误差小，机组烟气流量利用主蒸汽流量间接得到。理论尿素溶液量根据SCR反应器入口NOx浓度、SCR反应器出口NOx浓度设定值、尿素热解化学反应式、尿素溶液密度、尿素溶液纯度、尿素分子摩尔质量、NH3摩尔质量、主蒸汽流量、机组额定主蒸汽流量和额定烟气流量计算得到，如公式(1)所示：
F＝λ×(Cin-Csp)×S (1)
式中，F为所需的理论尿素溶液量，m3/h；S为机组的主蒸汽流量，t/h；Cin为SCR反应器入口的NOx浓度，mg/m3；Csp为SCR反应器出口的NOx浓度设定值，mg/m3；λ为系数，根据尿素热解化学反应式、尿素溶液密度、尿素溶液纯度、尿素分子摩尔质量、NH3摩尔质量、主蒸汽流量、机组额定主蒸汽流量和额定烟气流量计算得到，本实施例中，NH3/NO2的反应摩尔比取0.85，计算后的λ为1.17337*10-6。其中，尿素热解化学反应式如下：
CO(NH2)2+H2O→2NH3+CO2
主PID1回路过程值为SCR反应器A侧出口NOx浓度和B侧出口NOx浓度的平均值，主PID1回路设定值为运行人员根据需要设定的SCR反应器出口NOx浓度值。SCR反应器A/B两侧出口NOx测点需要定期进行吹扫，为了实时地反应出口NOx浓度变化情况，在A侧进行吹扫时，用B侧出口NOx浓度进行调节；同样，在B侧进行吹扫时，用A侧出口NOx浓度进行调节。
主PID1回路的输出对所需要脱除的NOx量进行修正，得到实际需要脱除的NOx量，再根据公式(1)得到理论尿素溶液量。根据实际投运的小喷枪数量，将总的理论尿素溶液量平均分配到每支小喷枪，即为每支小喷枪的理论尿素溶液量。本实施例中，PID1的比例系数Kp＝0.92，积分时间Ti＝85。
副PID2回路调节每支小喷枪的尿素溶液量，副PID2回路的设定值为每支小喷枪的理论尿素溶液量，副PID2回路的过程值为每支小喷枪的尿素溶液量。本实施例中，副PID2的比例系数Kp＝0.11，积分时间Ti＝60。
副PID2回路的前馈作用包括：
前馈一：SCR反应器入口NOx浓度变化率，即在SCR反应器入口NOx浓度变化率k＞0时，提前增加尿素喷枪开度；在SCR反应器入口NOx浓度变化率k<0时，提前减少尿素喷枪开度。预估所需的尿素溶液量，减少反应器出口NOx浓度的超调量。再经过函数f1(x)转换为适当的尿素喷枪调门开度大小，函数f1(x)设置如下：
X -10 -1.5 0 1.5 10
Y -10 0 0 0 9
前馈二：机组锅炉负荷的变化率，在机组增加负荷时，SCR反应器入口NOx浓度会增加；在机组降低负荷时，SCR反应器入口NOx浓度会减少。引入机组锅炉负荷变化率当做前馈不仅可以预估所需的尿素溶液量，而且避免了因抽汽量发生变化而电负荷不变的情况。再经过函数f2(x)转换为适当的尿素喷枪调门开度大小，函数f2(x)设置如下：
X -10 -5 -0.2 0 0.2 5 10
Y -8.5 -7 0 0 0 7 7
前馈三：SCR反应器出口NOx浓度与设定值偏差的函数，当SCR反应器出口NOx浓度与设定值偏差较大时，通过此前馈，可快速改变喷枪调门开度，改变尿素溶液量，避免SCR反应器出口NOx浓度出现大幅波动或震荡。再经过函数f3(x)转换为适当的尿素喷枪调门开度大小，函数f3(x)设置如下：
X -20 -15 -10 -5 -2 0 2 5 10 15 20
Y -8 -8 -4 -2 0 0 0 3 7 9 12
前馈四SAMA图如图2所示：在启磨煤机时，提前增加每支喷枪的调门开度并维持一段时间后逐渐降为零。逻辑设计为磨煤机合闸信号到达并且磨煤机给煤量大于某一阈值时，延时适当的时间逐渐增加尿素喷枪调门开度并维持数分钟后再使前馈四作用逐渐降为零。此逻辑中磨煤机合闸信号仅在合闸后十分钟之内有效；在停磨煤机时，提前减少每支喷枪的调门开度并维持一段时间后逐渐降为零。逻辑设计为磨煤机合闸信号到达并且磨煤机给煤量低于某一阈值时，延时适当的时间逐渐减少尿素喷枪调门开度并维持数分钟后再使前馈四作用逐渐降为零，为了防止该逻辑在启磨煤机时起作用，设计磨煤机合闸信号在合闸三十分钟后有效。
在本实施例中，图2中t1＝600s，t2＝30s，t3＝60s，t4＝1800s，t5＝80s，t6＝60s。a＝11t/h，b＝18t/h，c＝5，d＝0，e＝-3，f＝0。
副PID2回路设有闭锁增和闭锁减功能。SAMA图如图3所示。
闭锁减功能：根据机组实际运行情况和运行人员经验，设置最低尿素溶液流量下限，当每支喷枪尿素溶液流量低于最低下限时，闭锁减副PID回路输出，即让尿素喷枪调门开度不再减小。本实施例的图3中总尿素溶液流量低限h设为0.3m3/h.
闭锁增功能：根据机组实际运行情况和运行人员经验，设置最高尿素溶液流量上限，当每支喷枪尿素溶液流量高于最高上限时，闭锁增副PID回路输出，即让尿素喷枪调门开度不再增加。本实施例的图3中总尿素溶液流量高限g设为0.83m3/h。另外，烟囱入口NOx浓度值通常低于SCR反应器出口NOx浓度值，针对这种情况，为了防止烟囱入口处NOx浓度长时间处于极低值，在烟囱入口CEMS处于非吹扫状态且烟囱入口NOx浓度低于某一阈值时，亦闭锁增副PID回路输出。本实施例的图3中该低限阈值k设为20mg/h。
副PID回路的输出先经过尿素调门特性曲线，然后作用到尿素喷枪调节门。本实施例中，经过尿素调门流量特性试验，计算得出函数f4(x)设置如下：
X 0 5 10 26 39 53 73 100
Y 0 33 43 62 71 81 90.5 100
根据本方案进行脱硝调节控制优化后，脱硝喷氨自动调节稳定，NOx稳定达标排放。在稳态工况下，SCR出口氮氧化合物值在设定值±5范围内变化，如图4所示；在减负荷和SCR反应器出口A侧/B侧CEMS吹扫时，SCR出口氮氧化合物值在设定值±8范围内变化，如图5所示；在升负荷时，SCR出口氮氧化合物在设定值±8范围内变化，如图6所示；SCR出口氮氧化合物设定值由45降至30的阶跃扰动测试，如图7所示，SCR反应器出口NOx浓度值可迅速稳定在30附近；在540MW升负荷，同时启C磨煤机，SCR出口氮氧化合物最高至53，并能够迅速稳定在设定值35附近，如图8所示。该发明的控制方法在本机组实施应用后，满足了超低排放的要求，使机组的脱硝喷氨自动能够全程连续稳定投入运行，同时降低了运行人员的劳动强度。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于尿素热解炉的SCR脱硝调节控制方法，其特征在于，所述方法如下：主PID回路调节SCR反应器出口NOx浓度，并对所需要脱除的NOx量进行修正，副PID回路调节每支小喷枪的尿素溶液量，副PID回路加上前馈作用到每支小喷枪的调节门；
理论尿素溶液量根据SCR反应器入口NOx浓度、SCR反应器出口NOx浓度设定值、尿素热解化学反应式、尿素溶液密度、尿素溶液纯度、尿素分子摩尔质量、NH3摩尔质量、主蒸汽流量、机组额定主蒸汽流量和额定烟气流量计算得到，如公式(1)所示：
F＝λ×(Cin-Csp)×S (1)
式中，F为所需的理论尿素溶液量，m3/h；S为机组的主蒸汽流量，t/h；Cin为SCR反应器入口的NOx浓度，mg/m3；Csp为SCR反应器出口的NOx浓度设定值，mg/m3；λ为系数，根据尿素热解化学反应式、尿素溶液密度、尿素溶液纯度、尿素分子摩尔质量、NH3摩尔质量、主蒸汽流量、机组额定主蒸汽流量和额定烟气流量计算得到；
主PID回路过程值为SCR反应器A侧出口NOx浓度和B侧出口NOx浓度的平均值，主PID回路设定值为运行人员根据需要设定的SCR反应器出口NOx浓度值；SCR反应器A/B两侧出口NOx测点需要定期进行吹扫，为了实时地反应出口NOx浓度变化情况，在A侧进行吹扫时，用B侧出口NOx浓度进行调节；同样，在B侧进行吹扫时，用A侧出口NOx浓度进行调节；
主PID回路的输出对所需要脱除的NOx量进行修正，得到实际需要脱除的NOx量，再根据公式(1)得到理论尿素溶液量；根据实际投运的小喷枪数量，将总的理论尿素溶液量平均分配到每支小喷枪，即为每支小喷枪的理论尿素溶液量；
副PID回路调节每支小喷枪的尿素溶液量，副PID回路的设定值为所述的每支小喷枪的理论尿素溶液量，副PID回路的过程值为每支小喷枪的尿素溶液量；
所述副PID回路的前馈作用包括：
前馈一：SCR反应器入口NOx浓度变化率，即在SCR反应器入口NOx浓度变化率k＞0时，提前增加尿素喷枪开度，在SCR反应器入口NOx浓度变化率k<0时，提前减少尿素喷枪开度；预估所需的尿素溶液量，减少反应器出口NOx浓度的超调量；然后再经过一函数转换为适当的尿素喷枪调门开度大小；
前馈二：机组锅炉负荷的变化率，在机组增加负荷时，SCR反应器入口NOx浓度会增加，在机组降低负荷时，SCR反应器入口NOx浓度会减少；引入机组锅炉负荷变化率当做前馈不仅可以预估所需的尿素溶液量，而且避免了因抽汽量发生变化而电负荷不变的情况；然后再经过一函数转换为适当的尿素喷枪调门开度大小；
前馈三：SCR反应器出口NOx浓度与设定值偏差的函数，当SCR反应器出口NOx浓度与设定值偏差较大时，通过此前馈，可快速改变喷枪调门开度，改变尿素溶液量，避免SCR反应器出口NOx浓度出现大幅波动或震荡；然后再经过一函数转换为适当的尿素喷枪调门开度大小；
前馈四：在启磨煤机时，提前增加每支喷枪的调门开度并维持一段时间后逐渐降为零；逻辑设计为磨煤机合闸信号到达并且磨煤机给煤量大于某一阈值时，延时适当的时间逐渐增加尿素喷枪调门开度并维持数分钟后再使前馈四作用逐渐降为零；此逻辑中磨煤机合闸信号仅在合闸后十分钟之内有效，在停磨煤机时，提前减少每支喷枪的调门开度并维持一段时间后逐渐降为零；逻辑设计为磨煤机合闸信号到达并且磨煤机给煤量低于某一阈值时，延时适当的时间逐渐减少尿素喷枪调门开度并维持数分钟后再使前馈四作用逐渐降为零，为了防止该逻辑在启磨煤机时起作用，设计磨煤机合闸信号在合闸三十分钟后有效；
所述副PID回路设有闭锁增和闭锁减功能；
闭锁减功能：根据机组实际运行情况和运行人员经验，设置最低尿素溶液流量下限，当每支喷枪尿素溶液流量低于最低下限时，闭锁减副PID回路输出，即让尿素喷枪调门开度不再减小；
闭锁增功能：根据机组实际运行情况和运行人员经验，设置最高尿素溶液流量上限，当每支喷枪尿素溶液流量高于最高上限时，闭锁增副PID回路输出，即让尿素喷枪调门开度不再增加；另外，烟囱入口NOx浓度值通常低于SCR反应器出口NOx浓度值，针对这种情况，为了防止烟囱入口处NOx浓度长时间处于极低值，在烟囱入口CEMS处于非吹扫状态且烟囱入口NOx浓度低于某一阈值时，亦闭锁增副PID回路输出；
所述副PID回路的输出先经过尿素调门特性曲线，然后作用到尿素喷枪调节门；因尿素喷枪调节门在全量程中是非线性的，即尿素溶液变化量与尿素喷枪调节门开度变化量的比值非固定常数，因此可通过尿素调门流量特性试验进一步得出尿素调门特性曲线。
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CN114870583B (zh) * 2022-04-28 2023-02-28 山东电力工程咨询院有限公司 一种基于氨逃逸监测的全工况脱硝控制系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202860393U (zh) * 2012-08-06 2013-04-10 浙江海亮环境材料有限公司 一种用于瓷砖窑炉的sncr烟气脱硝装置
CN105879579A (zh) * 2014-11-26 2016-08-24 华北电力大学 一种实现电站锅炉降低重金属及NOx污染物排放的方法及系统
CN109092035A (zh) * 2018-08-31 2018-12-28 华电电力科学研究院有限公司 一种基于串级pid加前馈的调节脱硝喷氨流量的装置及其工作方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202860393U (zh) * 2012-08-06 2013-04-10 浙江海亮环境材料有限公司 一种用于瓷砖窑炉的sncr烟气脱硝装置
CN105879579A (zh) * 2014-11-26 2016-08-24 华北电力大学 一种实现电站锅炉降低重金属及NOx污染物排放的方法及系统
CN109092035A (zh) * 2018-08-31 2018-12-28 华电电力科学研究院有限公司 一种基于串级pid加前馈的调节脱硝喷氨流量的装置及其工作方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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基于前馈补偿的火电厂脱硝控制系统研究;张朝等;《洁净煤技术》;20181130;第117-121页 *

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