一种基于约束预测控制的SCR脱硝系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于约束预测控制的SCR脱硝系统及方法，通过采用预测-比例串级控制策略控制SCR脱硝系统的喷氨流量，通过预测SCR反应器的出口NOx浓度未来的变化趋势并提前调整喷氨阀门的阀门开度以调节喷氨流量，能够较好地克服SCR脱硝系统大惯性、大迟延的缺点，提高喷氨量控制对机组负荷变化的响应速度，改善SCR脱硝系统的动态调节品质；在约束预测控制中同时考虑了阀门开度的上下限制、阀门动作速率限制及出口NOx浓度限制等实际约束，并联使用，避免因执行机构饱和从而影响系统性能，能够在保证出口NOx浓度达到目标值的基础上，尽量减少喷氨量，有效降低运行费用和氨逃逸率。

主权项

一种基于约束预测控制的SCR脱硝设备，其特征在于：包括出口NOx浓度目标值设置单元(1)、约束预测控制单元(2)、比例控制单元(3)、喷氨阀门(4)、SCR反应器(5)和实际约束计算单元(6)，所述约束预测控制单元(2)包括控制增量约束计算单元(21)和预测控制单元(22)，实际约束计算单元(6)包括出口NOx浓度约束计算单元(61)、阀门动作速率约束计算单元(62)和阀门开度约束计算单元(63)；所述出口NOx浓度目标值设置单元(1)、约束预测控制单元(2)中的预测控制单元(22)、比例控制单元(3)、喷氨阀门(4)及SCR反应器(5)依次连接；所述阀门动作速率约束计算单元(62)和阀门开度约束计算单元(63)与所述喷氨阀门(4)的输入喷氨阀门开度连接；所述实际约束计算单元(6)与约束预测控制单元(2)中的控制增量约束计算单元(21)连接；所述约束预测控制单元(2)中的控制增量约束计算单元(21)与预测控制单元(22)连接；所述喷氨阀门(4)的输出喷氨流量与约束预测控制单元(2)的输出控制量通过求和之后与比例控制单元(3)连接；所述SCR反应器(5)的输出出口NOx浓度与出口NOx浓度目标值设置单元(1)的输出出口NOx浓度目标值经过求和之后与约束预测控制单元(2)中的预测控制单元(22)连接。