近些年,全球環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻,不容樂(lè)觀,而我國(guó)大部分區(qū)域也出現(xiàn)經(jīng)久不散的霧霾天氣,嚴(yán)重威脅自然環(huán)境和人體健康�；鹆Πl(fā)電過(guò)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(shí),更伴有酸雨、光化學(xué)煙霧等污染方式,故我國(guó)出臺(tái)了一系列政策和措施加緊控制氮氧化物的污染問(wèn)題,高效地控制氮氧化物的排放顯得尤為重要。目前國(guó)內(nèi)大部分火電廠的SCR脫硝系統(tǒng)仍采用PID控制器,當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定工況或負(fù)荷變動(dòng)較小時(shí),這種控制方式可以進(jìn)行實(shí)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(shí)變性的特性,所以在系統(tǒng)負(fù)荷變動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行時(shí),導(dǎo)致使用PID控制器無(wú)法獲得令人滿意的控制品質(zhì),使得噴氨量過(guò)多或過(guò)少,造成氨逃逸或反應(yīng)不充分等問(wèn)題,從而使出口煙氣中的氮氧化物濃度出現(xiàn)大幅度波動(dòng),超出排放限值,危害環(huán)境和人體健康。故本文首先針對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)變工況運(yùn)行的實(shí)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(fù)荷變動(dòng)時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生的波動(dòng),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(dòng)態(tài)特性。接下來(lái)本文為克服脫硝系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中遭受的諸如煙氣流量和氮氧化物濃度的變化等對(duì)系統(tǒng)造成的擾動(dòng),在多模型控制策略的基礎(chǔ)上,提出了基于擾動(dòng)觀測(cè)器的改進(jìn)方案,使用擾動(dòng)觀測(cè)器對(duì)擾動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)并補(bǔ)償,仿真結(jié)果表明,加入擾動(dòng)觀測(cè)器的系統(tǒng)提高了對(duì)擾動(dòng)的抑制能力。然后本文為保證SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)具有一定的穩(wěn)定性能和魯棒性能,設(shè)計(jì)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(yùn)行時(shí)仍具有較好的穩(wěn)定性能和魯棒性能。最后,針對(duì)如何提高系統(tǒng)所遭受的內(nèi)部擾動(dòng)和外部擾動(dòng)的抑制能力問(wèn)題,本文引入了自抗擾控制器克服系統(tǒng)遭受的總擾動(dòng),仿真結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)的串級(jí)PID控制方式,自抗擾控制器在設(shè)定值跟蹤能力、抗擾動(dòng)能力上都有很大提升,而且在負(fù)荷變動(dòng)時(shí),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(shí)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(jí)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(duì)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(jī)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(guò)程中氮氧化物生成機(jī)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(duì)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(jī)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(guò)程中氮氧化物生成機(jī)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(jìn)行，以??保證較高的脫硝率［５＿］。某燃煤電廠６００ＭＷ單元機(jī)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(chǔ)罐中的液氨經(jīng)蒸發(fā)??器蒸發(fā)后得到氨氣，然后與鼓風(fēng)機(jī)送來(lái)的空氣以一定比例進(jìn)行混合從而稀釋氨氣，??并提高氣體中的含氧量。然后通過(guò)噴氨格柵將稀釋后的氨氣送入煙道與爐膛來(lái)的??煙氣進(jìn)行混合，并在催化劑層上發(fā)生催化還原反應(yīng)，生成對(duì)人體和環(huán)境無(wú)害的??Ｎ２和Ｈ２０，從而達(dá)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(biāo)??ＳＣＲ脫硝系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中呈現(xiàn)非線性、時(shí)變性、大時(shí)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(diǎn)具備精良的控制性能，??當(dāng)ＳＣＲ脫硝系統(tǒng)在大范圍工況運(yùn)行時(shí)
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本文編號(hào)：2844113