RU2017125048A - Основанные на модели средства управления печью и способ управления печью - Google Patents

Основанные на модели средства управления печью и способ управления печью Download PDF

Info

Publication number
RU2017125048A
RU2017125048A RU2017125048A RU2017125048A RU2017125048A RU 2017125048 A RU2017125048 A RU 2017125048A RU 2017125048 A RU2017125048 A RU 2017125048A RU 2017125048 A RU2017125048 A RU 2017125048A RU 2017125048 A RU2017125048 A RU 2017125048A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
controller
control system
adaptive
furnace
nox
Prior art date
Application number
RU2017125048A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2706080C2 (ru
RU2017125048A3 (ru
Inventor
Синьшэн ЛОУ
Абхиная ДЖОШИ
Шичжун ЯН
Чуань ВАН
Карл Х. НОЙШЕФЕР
Майкл Крис ТАНКА
Original Assignee
Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх filed Critical Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх
Publication of RU2017125048A publication Critical patent/RU2017125048A/ru
Publication of RU2017125048A3 publication Critical patent/RU2017125048A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2706080C2 publication Critical patent/RU2706080C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
    • F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/008—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4155—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by programme execution, i.e. part programme or machine function execution, e.g. selection of a programme
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39407—Power metrics, energy efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Claims (37)

1. Система управления для уменьшения оксидов азота (NOx) в энергоустановке, содержащая:
прогнозирующий по модели контроллер;
пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер и/или адаптивный контроллер, подчиненные прогнозирующему по модели контроллеру и функционально связанные с ним, причем пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер и/или адаптивный контроллер содержат цепь обратной связи;
систему для уменьшения NOx, содержащую расходный бак с восстановителем NOx и водяной расходный бак; и
печь для сжигания топлива, расположенную ниже по потоку от системы для уменьшения NOx и оснащенную множеством сопел, гидравлически связанных с системой для уменьшения NOx; при этом система управления электрически связана с системой для уменьшения NOx.
2. Система управления по п. 1, в которой прогнозирующий по модели контроллер управляет общими системными ограничениями, включающими выпуск NOx, проскок аммиака, уровень (уровни) распределения температуры в зоне реакции, требования к нагрузке печи или их комбинацию.
3. Система управления по п. 1, содержащая множество пропорциональных интегрально-дифференциальных контроллеров, каждый из которых содержит цепь обратной связи; при этом пропорциональные интегрально-дифференциальные контроллеры управляют регулируемыми переменными, которые представляют собой распределение потока мочевины, общий несущий водный поток, высоту (высоты) впрыскивания сопел, частоту/амплитуду пульсации воды, объем NOx, объем избыточного кислорода, стехиометрию зоны основной горелки, перепад давления в воздушном коробе/печи или их комбинацию.
4. Система управления по п. 1, в которой прогнозирующий по модели контроллер использует отказоустойчивую логику.
5. Система управления по п. 1, в которой адаптивный контроллер модифицирует поведение системы на основе динамических изменений процесса во время работы печи.
6. Система управления по п. 1, в которой цепь обратной связи содержит пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер, устройство измерения параметров потока и клапан, активируемый пропорциональным интегрально-дифференциальным контроллером.
7. Система управления по п. 1, в которой прогнозирующий по модели контроллер содержит блок оценки, который оценивает переменные состояния, представляющие собой уровень и распределение температуры в зоне реакции избирательного некаталитического восстановления (SNCR), распределения NO, NO2 и NH3 в зоне реакции SNCR, уровень и распределение О2 в зоне реакции SNCR, распределение потока в зоне реакции SNCR, продолжительность обработки и конфигурацию потока.
8. Система управления по п. 1, в которой адаптивный контроллер использует алгоритм регулировки параметров для обновления параметров управления в соответствии с рабочими условиями.
9. Система управления по п. 1, в которой адаптивный контроллер является адаптивным контроллером L1, который содержит модуль алгоритма управления, модуль адаптивного алгоритма и модуль прогнозирования состояний.
10. Система управления по п. 1, в которой адаптивный контроллер содержит самонастраивающиеся адаптивные средства управления, нейроадаптивные средства управления, нейронную сеть, вейвлетную сеть или их комбинацию.
11. Система управления по п. 1, также содержащая диспетчер прогнозирующего по модели контроллера, который использует адаптивный механизм, обеспечивающий оценку эффективности прогнозирующего по модели контроллера на основе текущих измерений; при этом диспетчер прогнозирующего по модели контроллера активирует адаптивный механизм, как только обнаруживается, что разность между прогнозом по модели и результатом измерения превышает допустимое отклонение прогноза по модели.
12. Система управления по п. 1, использующая модуль оптимизации для воздействия на автоматическую настройку прогнозирующего по модели контроллера.
13. Система управления по п. 1, в которой модуль оптимизации использует алгоритм оптимизации по сгустку частиц.
14. Система управления по п. 1, которая определяет объем восстановителя NOx и воды, вводимых в печь соответственно из расходного бака с восстановителем NO и водяного расходного бака, при этом восстановитель NOx и вода доставляются в печь с перерывами.
15. Система управления по п. 14, в которой восстановитель NOx и вода вводятся в печь через множество сопел, расположенных в боковой стене и в своде печи.
16. Система управления по п. 15, в которой высота сопла изменяется в зависимости от управляющей информации, принятой из прогнозирующего по модели контроллера.
17. Система управления по п. 15, в которой геометрическая форма поперечного сечения распыления восстановителя NOx представляет собой комбинацию треугольников и кругов, если смотреть сверху над соплами.
18. Система управления для уменьшения NOx в энергоустановке, содержащая:
пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер и/или адаптивный контроллер; причем пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер и/или адаптивный контроллер содержат цепь обратной связи;
систему для уменьшения NOx, содержащую расходный бак с восстановителем NOx и водяной расходный бак; и
печь для сжигания топлива, расположенную ниже по потоку от системы для уменьшения NOx и оснащенную множеством сопел, гидравлически связанных с системой для уменьшения NOx; при этом система управления электрически связана с системой для уменьшения NOx.
19. Система управления по п. 18, содержащая множество пропорциональных интегрально-дифференциальных контроллеров, каждый из которых содержит цепь обратной связи; при этом пропорциональные интегрально-дифференциальные контроллеры управляют регулируемыми переменными, которые представляют собой распределение потока мочевины, общий несущий водный поток, высоту (высоты) впрыскивания сопел, частоту/амплитуду пульсации воды, объем NOx, объем избыточного кислорода, стехиометрию зоны основной горелки, перепад давления в воздушном коробе/печи или их комбинацию.
20. Система управления по п. 18, в которой адаптивный контроллер модифицирует поведение системы на основе динамических изменений процесса во время работы печи.
21. Система управления по п. 18, в которой цепь обратной связи содержит пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер, устройство измерения параметров потока и клапан, активируемый пропорциональным интегрально-дифференциальным контроллером.
22. Система управления по п. 18, в которой адаптивный контроллер использует алгоритм регулировки параметров для обновления параметров управления в соответствии с рабочими условиями.
23. Система управления по п. 18, в которой адаптивный контроллер является адаптивным контроллером L1, который содержит модуль алгоритма управления, модуль адаптивного алгоритма и модуль прогнозирования состояний.
24. Система управления по п. 18, в которой адаптивный контроллер содержит самонастраивающиеся адаптивные средства управления, нейроадаптивные средства управления, нейронную сеть, вейвлетную сеть или их комбинацию.
25. Система управления по п. 18, которая определяет объем восстановителя NOx и воды, вводимых в печь соответственно из расходного бака с восстановителем NO и водяного расходного бака, при этом восстановитель NOx и вода доставляются в печь с перерывами.
26. Система управления по п. 25, в которой восстановитель NOx и вода вводятся в печь через множество сопел, расположенных в боковой стене и в своде печи.
27. Система управления по п. 26, в которой высота сопла изменяется в зависимости от управляющей информации, принятой из прогнозирующего по модели контроллера.
28. Способ, включающий:
предоставление из печи в прогнозирующий по модели контроллер информации, включающей по меньшей мере одно из следующего: выпуск NOx, проскок аммиака, уровень (уровни) распределения температуры в зоне реакции, требования к нагрузке печи или их комбинацию; и
предоставление из прогнозирующего по модели контроллера в пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер и/или адаптивный контроллер управляющей информации, включающей по меньшей мере одно из следующего: отклонение распределения потока мочевины, отклонение общего несущего водного потока, высота (высоты) впрыскивания сопел, частоту/амплитуду пульсации воды, отклонение от установленного значения NOx, отклонение от установленного значения избыточного кислорода, отклонение от установленного значения стехиометрии зоны основной горелки, отклонение от установленного значения перепада давления в воздушном коробе/печи или их комбинацию; при этом управляющая информация используется для управления вводом в печь восстановителя NOx.
RU2017125048A 2015-01-20 2016-01-19 Основанные на модели средства управления печью и способ управления печью RU2706080C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/600,804 US20160209031A1 (en) 2015-01-20 2015-01-20 Model-based controls for a furnace and method for controlling the furnace
US14/600,804 2015-01-20
PCT/US2016/013837 WO2016118470A1 (en) 2015-01-20 2016-01-19 Model-based controls for a furnace and method for controlling the furnace

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017125048A true RU2017125048A (ru) 2019-02-21
RU2017125048A3 RU2017125048A3 (ru) 2019-06-14
RU2706080C2 RU2706080C2 (ru) 2019-11-13

Family

ID=55359716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017125048A RU2706080C2 (ru) 2015-01-20 2016-01-19 Основанные на модели средства управления печью и способ управления печью

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160209031A1 (ru)
EP (1) EP3247958B1 (ru)
PL (1) PL3247958T3 (ru)
RU (1) RU2706080C2 (ru)
WO (1) WO2016118470A1 (ru)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3047896T3 (pl) 2015-01-20 2018-02-28 General Electric Technology Gmbh Kocioł i urządzenie do wybiórczej redukcji niekatalitycznej
US10641507B2 (en) * 2015-09-16 2020-05-05 Siemens Industry, Inc. Tuning building control systems
US11619384B2 (en) * 2017-04-24 2023-04-04 General Electric Technology Gmbh System and method for operating a combustion chamber
US10495303B2 (en) * 2017-10-31 2019-12-03 Vitro Flat Glass Llc Nitrogen oxide (NOx) emission reduction in an oxy-combustion furnace
EP3489773A1 (de) * 2017-11-24 2019-05-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum rechnergestützten steuern eines technischen systems, insbesondere einer energieerzeugungsanlage
CN107812449B (zh) * 2017-12-06 2021-03-09 烟台龙源电力技术股份有限公司 一种尿素热解脱硝控制系统
US10865985B2 (en) 2018-02-20 2020-12-15 General Electric Technology Gmbh System and method for operating a combustion chamber
CN108573300B (zh) * 2018-04-18 2022-03-08 辽东学院 粒子群算法反馈自适应率参数优化方法及全阶状态观测器
CN108803309A (zh) * 2018-07-02 2018-11-13 大唐环境产业集团股份有限公司 一种基于软测量和模型自适应的scr脱硝智能喷氨优化方法及系统
CN108628177A (zh) * 2018-07-02 2018-10-09 大唐环境产业集团股份有限公司 一种基于模型自适应pid的scr脱硝智能喷氨优化方法及系统
CN109657945B (zh) * 2018-12-06 2021-01-05 华中科技大学 一种基于数据驱动的工业生产过程故障诊断方法
CN109828461B (zh) * 2019-01-24 2021-09-07 东南大学 热工多回路控制器的闭环迭代粒子群整定系统及整定方法
CN109901383A (zh) * 2019-03-01 2019-06-18 江苏理工学院 一种交流伺服电机驱动器控制方法
US11732891B2 (en) 2019-06-21 2023-08-22 Onpoint Technologies, Llc Combustion system with inferred fuel and associated methods
WO2020255093A1 (en) * 2019-06-21 2020-12-24 Onpoint Technologies, Llc Systems and methods for combustion system control based on computational fluid dynamics using current operating parameters
EP3830484B1 (en) 2019-06-21 2022-03-09 OnPoint Technologies, LLC Combustion heater control system with dynamic safety settings and associated methods
CN110652856B (zh) * 2019-08-26 2022-07-22 光大环保技术研究院（南京）有限公司 一种基于模型的sncr控制系统
EP3889696B1 (en) * 2020-04-01 2023-08-16 Bono Energia S.p.A. A model predictive control method for an industrial boiler and relating boiler structure
CN111766777B (zh) * 2020-07-30 2023-06-16 北京环境特性研究所 一种pid控制器及pid控制方法
CN111897373B (zh) * 2020-08-05 2022-11-01 海南创实科技有限公司 一种基于模型预测的scr脱硝装置喷氨流量调节方法
CN112947049B (zh) * 2021-01-28 2023-10-27 国网湖南省电力有限公司 一种针对滞后特性对象的火电机组控制方法、系统及介质
EP4293451A1 (de) * 2022-06-13 2023-12-20 Siemens Aktiengesellschaft Steuern eines start- und/oder abschaltvorgangs und/oder lastwechsels einer technischen anlage

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1570443A3 (ru) * 1988-04-05 1994-02-28 АООТ "Череповецкий сталепрокатный завод" Протяжная печь для нанесения легкоплавких покрытий на изделия и способ ее отопления
US5543116A (en) * 1994-07-15 1996-08-06 The Babcock & Wilcox Company Method for reducing NOx using atomizing steam injection control
US5853683A (en) * 1995-06-19 1998-12-29 Public Services Electric & Gas Corporation Hybrid SCR/SNCR process
US6403046B1 (en) * 1999-07-26 2002-06-11 Hera, Llc Pollution control systems using urea and ammonia for the control of emissions from the flue gas of fossil fuel burning facilities
DE10227026A1 (de) * 2002-06-17 2004-03-18 Abb Research Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer Rauchgasentstickungsanlage
WO2006026479A2 (en) * 2004-08-27 2006-03-09 Neuco, Inc. Method and system for sncr optimization
US8755916B2 (en) 2010-12-07 2014-06-17 Alstom Technology Ltd. Optimized integrated controls for oxy-fuel combustion power plant
US8501131B2 (en) * 2011-12-15 2013-08-06 General Electric Company Method and apparatus to inject reagent in SNCR/SCR emission system for boiler
US20140137778A1 (en) * 2012-01-11 2014-05-22 Power & Industrial Services Corporation METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING NOx EMMISIONS AND SLAG FORMATION IN SOLID FUEL FURNACES

Also Published As

Publication number Publication date
EP3247958A1 (en) 2017-11-29
EP3247958B1 (en) 2021-04-07
RU2706080C2 (ru) 2019-11-13
RU2017125048A3 (ru) 2019-06-14
WO2016118470A1 (en) 2016-07-28
PL3247958T3 (pl) 2021-08-16
US20160209031A1 (en) 2016-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2017125048A (ru) Основанные на модели средства управления печью и способ управления печью
CN104226110B (zh) 一种燃煤锅炉scr脱硝控制方法与控制系统
CN103691293B (zh) 一种sncr和scr混合脱硝系统
CN203899439U (zh) 一种新型sncr脱硝系统
CN204017667U (zh) 一种新型scr脱硝系统
CN102213131B (zh) 排气净化系统的异常诊断装置及方法以及排气净化系统
KR102267459B1 (ko) 암모니아 기반 탈황 장치의 자동 암모니아 첨가 시스템 및 그 방법
CN103728994B (zh) 一种水泥厂scr脱硝效率监测控制方法
CN202700347U (zh) 烟气sncr脱硝成套设备
CN202921161U (zh) 水泥炉窑烟气sncr脱硝系统
CN103638805B (zh) 一种双还原剂的cfb锅炉sncr烟气脱硝方法
CN103657386A (zh) 一种全自动调节的sncr脱硝装置
CN106090969B (zh) 一种燃煤锅炉sncr+scr脱硝装置联合运行优化调整方法
CN107526292A (zh) 一种基于入口NOx浓度预测的调控喷氨量的方法
CN202569946U (zh) 一种用于sncr法烟气脱硝的氨喷射自控装置
CN102921284A (zh) 一种水泥炉窑烟气中NOx浓度的控制方法和装置
CN107789967B (zh) 一种烧结烟气低温脱硝装置及其实现方法
CN106362561B (zh) 一种基于炉内流场的集群sncr控制方法
CN105892504A (zh) 一种火电厂脱硝供氨自动回路的控制方法及控制系统
CN202844864U (zh) 一种水泥炉窑烟气中NOx浓度的控制装置
KR20120009347A (ko) 질소산화물 처리 시스템의 환원제 주입 방법
CN106474887B (zh) 一种w火焰锅炉脱硝系统
CN109794150B (zh) 一种带外置床cfb锅炉烟气脱硝控制方法及系统
CN202460400U (zh) 锅炉脱硫装置
CN108295652A (zh) 炭素回转窑烟气脱硫脱硝余热利用一体化工艺及系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210120