近些年,全球環(huán)境問題日益嚴峻,不容樂觀,而我國大部分區(qū)域也出現(xiàn)經(jīng)久不散的霧霾天氣,嚴重威脅自然環(huán)境和人體健康�；鹆Πl(fā)電過程中排放的大氣污染物就是造成霧霾天氣的主要原因,其中,氮氧化物作為空氣污染物之一,在導(dǎo)致霧霾形成的同時,更伴有酸雨、光化學(xué)煙霧等污染方式,故我國出臺了一系列政策和措施加緊控制氮氧化物的污染問題,高效地控制氮氧化物的排放顯得尤為重要。目前國內(nèi)大部分火電廠的SCR脫硝系統(tǒng)仍采用PID控制器,當系統(tǒng)處于穩(wěn)定工況或負荷變動較小時,這種控制方式可以進行實現(xiàn)有效的控制效果,但由于SCR脫硝系統(tǒng)非線性、大遲延和時變性的特性,所以在系統(tǒng)負荷變動和現(xiàn)場實際運行時,導(dǎo)致使用PID控制器無法獲得令人滿意的控制品質(zhì),使得噴氨量過多或過少,造成氨逃逸或反應(yīng)不充分等問題,從而使出口煙氣中的氮氧化物濃度出現(xiàn)大幅度波動,超出排放限值,危害環(huán)境和人體健康。故本文首先針對SCR脫硝系統(tǒng)變工況運行的實際情況,提出了基于IMC-FOPID控制器的多模型控制方法,利用多模型控制方法克服負荷變動時系統(tǒng)產(chǎn)生的波動,仿真結(jié)果表明,這種控制方法可以很好地改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。接下來本文為克服脫硝系統(tǒng)在實際運行中遭受的諸如煙氣流量和氮氧化物濃度的變化等對系統(tǒng)造成的擾動,在多模型控制策略的基礎(chǔ)上,提出了基于擾動觀測器的改進方案,使用擾動觀測器對擾動進行觀測并補償,仿真結(jié)果表明,加入擾動觀測器的系統(tǒng)提高了對擾動的抑制能力。然后本文為保證SCR脫硝系統(tǒng)運行時具有一定的穩(wěn)定性能和魯棒性能,設(shè)計了基于LMI求解方法的魯棒增益調(diào)度控制器,并應(yīng)用到脫硝系統(tǒng)中,仿真結(jié)果表明,在這種控制方法下,系統(tǒng)處于變工況運行時仍具有較好的穩(wěn)定性能和魯棒性能。最后,針對如何提高系統(tǒng)所遭受的內(nèi)部擾動和外部擾動的抑制能力問題,本文引入了自抗擾控制器克服系統(tǒng)遭受的總擾動,仿真結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)的串級PID控制方式,自抗擾控制器在設(shè)定值跟蹤能力、抗擾動能力上都有很大提升,而且在負荷變動時,自抗擾控制器仍能保持良好的控制性能。本文中提出和使用的幾種控制方法既可以提高SCR脫硝系統(tǒng)的控制品質(zhì),也為實際工業(yè)中的SCR脫硝系統(tǒng)的控制和優(yōu)化提供更加豐富的控制思路。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X773;TP273
【部分圖文】：

類燃料燃燒產(chǎn)生的中間產(chǎn)物如Ｎ，ＮＨ和ＨＣＮ反應(yīng)得到的Ｉ５３］。對于燃煤鍋爐，快??速型ＮＯｘ的生成量相比于燃料型ＮＯｘ和熱力型ＮＣＸ要少得多，一般占ＮＯｘ總生??成量的５％。氮氧化物的生成機理大致如圖２－１所示。??燃??燃料?ＭＮＯｘ??／ＨＣＮ，ＮＨ，ＮＨｊ＼?Ｚ’??一氣肇：…⑩＞??ｍｍ?ｍＭＮ?灰塵??＾?、、義?＼??＼／??＼??Ｔ＞１３００°Ｃ?＼??Ｎ２?？熱力型ＮＯｘ?快速獅〇、??脫揮發(fā)分—揮發(fā)質(zhì)燃燒—焦炭燃燒??圖２－１燃燒過程中氮氧化物生成機理??８??

類燃料燃燒產(chǎn)生的中間產(chǎn)物如Ｎ，ＮＨ和ＨＣＮ反應(yīng)得到的Ｉ５３］。對于燃煤鍋爐，快??速型ＮＯｘ的生成量相比于燃料型ＮＯｘ和熱力型ＮＣＸ要少得多，一般占ＮＯｘ總生??成量的５％。氮氧化物的生成機理大致如圖２－１所示。??燃??燃料?ＭＮＯｘ??／ＨＣＮ，ＮＨ，ＮＨｊ＼?Ｚ’??一氣肇：…⑩＞??ｍｍ?ｍＭＮ?灰塵??＾?、、義?＼??＼／??＼??Ｔ＞１３００°Ｃ?＼??Ｎ２?？熱力型ＮＯｘ?快速獅〇、??脫揮發(fā)分—揮發(fā)質(zhì)燃燒—焦炭燃燒??圖２－１燃燒過程中氮氧化物生成機理??８??

應(yīng)器安裝在省煤器和空氣預(yù)熱器之間使得化學(xué)反應(yīng)在適宜的反應(yīng)溫度下進行，以??保證較高的脫硝率［５＿］。某燃煤電廠６００ＭＷ單元機組的ＳＣＲ脫硝系統(tǒng)工藝流??程如圖２－３所示。選擇性催化還原脫硝法的工藝流程為：氨儲罐中的液氨經(jīng)蒸發(fā)??器蒸發(fā)后得到氨氣，然后與鼓風機送來的空氣以一定比例進行混合從而稀釋氨氣，??并提高氣體中的含氧量。然后通過噴氨格柵將稀釋后的氨氣送入煙道與爐膛來的??煙氣進行混合，并在催化劑層上發(fā)生催化還原反應(yīng)，生成對人體和環(huán)境無害的??Ｎ２和Ｈ２０，從而達到脫硝的目的。??、空氣??煙氣?＾?Ｉ??省觸?；?｜?Ｌ?一．．，．—．．．，?■氣化器??鍋爐?ＨｉＨｖ????屬＿｜｜｜＾催化劑層??ｒ－＊?ｆ?ｊ?空氣??二Ｓ?ｆ?層?＋?ｗ??，羅?空氣預(yù)觸?ｒ－．??煤粉?除塵器?煙囪??圖２－３?ＳＣＲ脫硝系統(tǒng)工藝流程圖??２．４?ＳＣＲ脫硝系統(tǒng)的彳ｆｄ制目標??ＳＣＲ脫硝系統(tǒng)在運行過程中呈現(xiàn)非線性、時變性、大時滯及工況大范圍變??化等特征，就不僅僅需要應(yīng)用的控制方法在某一典型工況點具備精良的控制性能，??當ＳＣＲ脫硝系統(tǒng)在大范圍工況運行時
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本文編號：2844113