一種基于專家模糊的脫硝系統(tǒng)分層優(yōu)化自適應(yīng)智能控制方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于火電廠脫硝系統(tǒng)NOX脫除自動控制技術(shù)領(lǐng)域，解決了脫硝系統(tǒng)長期以來不能實現(xiàn)自動控制以及經(jīng)濟運行的問題。針對火電廠脫硝系統(tǒng)被控對象具有大遲延、大慣性等特點，以及多種干擾因素導(dǎo)致所建模型準(zhǔn)確度無法保證的問題，設(shè)計了一種基于專家模糊的脫硝系統(tǒng)分層優(yōu)化自適應(yīng)智能控制方法。該控制方法包括的主要步驟有：數(shù)據(jù)的預(yù)處理、基于專家經(jīng)驗的區(qū)間控制、基于專家經(jīng)驗的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化、基于解耦規(guī)則的前饋控制、基于專家經(jīng)驗的動態(tài)疊加、基于模糊的還原劑低限/高限保護、基于專家經(jīng)驗的還原劑低限保護自適應(yīng)控制、基于模糊的被控量NOX快速保護。該控制方法與DCS系統(tǒng)相結(jié)合實現(xiàn)了火電廠脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定及經(jīng)濟運行。
【專利說明】
一種基于專家模糊的脫硝系統(tǒng)分層優(yōu)化自適應(yīng)智能控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于火電廠脫硝系統(tǒng)N0X脫除自動控制方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于專家模糊的脫硝系統(tǒng)分層優(yōu)化自適應(yīng)智能控制方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在國內(nèi)外，大多學(xué)者對大型火力發(fā)電機組脫硝系統(tǒng)的相關(guān)研究主要集中在氮氧化物控制機理和工藝的研究上，還有少部分學(xué)者對火力發(fā)電機組脫硝系統(tǒng)控制的研究集中在控制方法的設(shè)計和仿真，但是在設(shè)計時并沒有考慮到實際運行中的各種復(fù)雜多變的因素， 從而所設(shè)計的控制方法不適用于現(xiàn)場實施。加之火力發(fā)電機組脫硝系統(tǒng)脫除過程的大遲延、大慣性、多因素耦合等特性常規(guī)控制方法無法滿足其控制要求，而一些先進控制因不能建立較準(zhǔn)確的模型等問題也很難在現(xiàn)場實際中實施，因此加大了在生產(chǎn)現(xiàn)場實現(xiàn)脫硝系統(tǒng)自動控制的難度，導(dǎo)致了現(xiàn)有的火力發(fā)電機組脫硝系統(tǒng)多為運行人員手動進行調(diào)節(jié)，而手動調(diào)節(jié)帶來的問題為一是運行人員工作量大，同時NOx也容易超環(huán)保指標(biāo)，二是還原劑消耗量大，與此同時氨逃逸量也大。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有火電廠脫硝系統(tǒng)NOx脫除自動控制方法存在無法滿足控制要求的技術(shù)問題，提供一種基于專家模糊的脫硝系統(tǒng)分層優(yōu)化自適應(yīng)智能控制方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種基于專家模糊的脫硝系統(tǒng)分層優(yōu)化自適應(yīng)智能控制方法，包括以下步驟:
[0006]1)數(shù)據(jù)的預(yù)處理:將生產(chǎn)現(xiàn)場測量回來的帶有隨機擾動的被控量N0X、負(fù)荷、氧量、 煤粉爐爐膛溫度、循環(huán)流化床鍋爐石灰石的測量值及其微分進行濾波處理，來消除干擾對控制的影響；
[0007]2)基于專家經(jīng)驗的區(qū)間控制:設(shè)定一個區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍，忽略被控量NOx在區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)的變化，增強魯棒性:當(dāng)被控量N0X測量值在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)時，則還原劑設(shè)定值不進行調(diào)整，當(dāng)被控量N0X測量值不在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)時，還原劑設(shè)定值則按偏離區(qū)域的程度采取相應(yīng)的專家算法來進行調(diào)整；
[0008]3)基于專家經(jīng)驗的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化:如果被控量NOx在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)且NOx設(shè)定值大于N0X測量值時，對還原劑設(shè)定值進行微調(diào)，進一步減少還原劑消耗量，被控量NOx測量值在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)的條件下，最終使被控量NOx設(shè)定值小于NOx 測量值；
[0009]4)基于解耦規(guī)則的前饋控制:當(dāng)負(fù)荷、氧量、煤粉爐爐膛溫度或循環(huán)流化床鍋爐石灰石的任一項或幾項測量值發(fā)生變化時，通過專家經(jīng)驗算法得到所需的還原劑量，提前噴入還原劑進行超前調(diào)節(jié)，從而抑制被控制量NOx的升高或降低；當(dāng)負(fù)荷測量值變化時，氧量、 煤粉爐爐膛溫度、循環(huán)流化床鍋爐石灰石量的測量值也隨之發(fā)生變化，針對彼此之間的耦合關(guān)系，對其進行了解耦；
[0010]5)基于專家經(jīng)驗的動態(tài)疊加:將步驟2)、3)、4)中每次脈沖信號發(fā)出后觸發(fā)的還原劑計算值在原來還原劑設(shè)定值動態(tài)平衡的基礎(chǔ)上進行一次疊加，最后得到還原劑的設(shè)定值；
[0011]6)基于模糊的還原劑低限/高限保護:在步驟5)的基礎(chǔ)上，選取負(fù)荷和氧量信號作為模糊輸入，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)以及運行人員的經(jīng)驗分別建立了模糊規(guī)則，根據(jù)輸入的數(shù)值、模糊規(guī)則庫分別計算出還原劑的低限值和還原劑的高限值；
[0012]7)基于專家經(jīng)驗的還原劑低限保護自適應(yīng)控制:在步驟6)的基礎(chǔ)上，當(dāng)還原劑量為當(dāng)前工況下對應(yīng)還原劑的的低限值且被控量NOx設(shè)定值大于被控量NOx測量值5mg/Nm3以上時，經(jīng)過一段時間的判斷，如果這種情況一直沒有變化，則此時在還原劑低限值的基礎(chǔ)上進一步減少還原劑量，然后再進行判斷，直到被控量NOx測量值大于被控量NOx設(shè)定值2mg/ Nm3以上時，逐步恢復(fù)到原來的還原劑的低限值；[0013 ]8)基于模糊的被控量NOx快速保護:當(dāng)被控量NOx超過設(shè)定的上限值時，將步驟6)的程序出口自動切換至基于模糊的被控量NOx快速保護方法，取被控量NOx測量值和被控量NOx 變化率作為模糊塊的輸入，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)以及運行人員的經(jīng)驗建立模糊規(guī)則，根據(jù)輸入的大小來計算出NOx所需的還原劑保護量。
[0014]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0015]1)作為一種經(jīng)過實踐檢驗的智能控制方法，解決了火力發(fā)電機組脫硝系統(tǒng)不能實現(xiàn)自動控制的問題，彌補了火電廠在脫硝系統(tǒng)自動控制方面的空白；
[0016]2)解決了因NOx突然大幅升高而出現(xiàn)環(huán)保數(shù)據(jù)超標(biāo)的問題，使NOx排放得到了有效控制；
[0017]3)不僅減少了運行人員的工作量，而且減少了還原劑消耗量，同時氨逃逸大幅下降，即提高了經(jīng)濟性，又減少了氨逃逸帶來的環(huán)保問題，為火電廠的節(jié)能降耗的做出了貢獻?！靖綀D說明】
[0018]附圖是本發(fā)明的控制流程圖?！揪唧w實施方式】
[0019]如附圖所示，本實施例中的一種基于專家模糊的脫硝系統(tǒng)分層優(yōu)化自適應(yīng)智能控制方法，包括以下步驟:
[0020]1)數(shù)據(jù)的預(yù)處理:由于現(xiàn)場測量回來的數(shù)據(jù)往往帶有隨機的擾動，可以通過濾波來消除干擾對控制的影響，考慮到控制方法中需要用到的測量信號，選取了將生產(chǎn)現(xiàn)場測量回來的帶有隨機擾動的被控量N0x、負(fù)荷、氧量、煤粉爐爐膛溫度、循環(huán)流化床鍋爐石灰石的測量值及其微分進行濾波處理，來消除干擾對控制的影響；實際組態(tài)中可以通過調(diào)節(jié)微分時間或加入慣性環(huán)節(jié)實現(xiàn)濾波，同時需要設(shè)置合適的參數(shù)，將隨機擾動導(dǎo)致的數(shù)值變化與N0x、負(fù)荷和氧量等是否確實發(fā)生變化區(qū)分出來;在數(shù)據(jù)處理時，對參數(shù)進行調(diào)整，將N0x、 負(fù)荷和氧量等隨機干擾導(dǎo)致的變化率限制在±0.1之內(nèi)，即±0.1之內(nèi)時認(rèn)為是隨機干擾導(dǎo)致的波動，超過± 〇.1時，認(rèn)為NOx、負(fù)荷和氧量等確實發(fā)生了變化；[0021 ]2)基于專家經(jīng)驗的區(qū)間控制:設(shè)定一個區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍，忽略被控量NOx在區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)的變化，增強魯棒性:當(dāng)被控量NOx測量值在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)時，則還原劑設(shè)定值不進行調(diào)整，當(dāng)被控量NOx測量值不在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)時，還原劑設(shè)定值則按偏離區(qū)域的程度采取相應(yīng)的專家算法來進行調(diào)整:
[0022]①當(dāng)被控量NOx超過所設(shè)區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍時，還原劑調(diào)節(jié)量的多少按照一定的專家經(jīng)驗算法確定，具體計算方法如下:
[0023]A Y=K1X1+K2X2+K3X3+K4X4(1)[〇〇24] 其中，A Y-控制器的疊加值，Xr負(fù)荷，X2_氧量，X3-N0x偏差，X4-N0x變化率，h，K2， K3，K4-權(quán)重，根據(jù)負(fù)荷、氧量、NOx偏差值、NOx變化率的變化來決定增減控制器指令的多少；
[0025]②當(dāng)被控量NOx超過區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍時，將會判斷是否應(yīng)該進行控制量的增減，具體判斷方法如下:[〇〇26]當(dāng)被控量NOx變化率大于-0.1且NOx偏差大于正死區(qū)時進行指令的累加，當(dāng)NOx變化率小于0.1且NOx偏差小于負(fù)死區(qū)時進行指令的遞減；當(dāng)滿足這些增減條件時，將會發(fā)一個掃描周期的脈沖來增減由式(1)計算得到的還原劑量，給其噴入的還原劑一定的反應(yīng)時間， 經(jīng)過一段時間反應(yīng)后再次進行判定來決定是否增減還原劑量；
[0027]3)基于專家經(jīng)驗的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化:為了使還原劑消耗量較少，在到達(dá)NOx設(shè)定區(qū)間的情況下，進一步對還原劑消耗量進行優(yōu)化，如果被控量NOx在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)且NOx設(shè)定值大于NOx測量值時，對還原劑設(shè)定值進行微調(diào)，進一步減少還原劑消耗量，被控量NOx測量值在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)的條件下，最終使被控量NOx設(shè)定值小于NOx 測量值時停止調(diào)節(jié)；[〇〇28]具體調(diào)節(jié)規(guī)則如下:
[0029]①將負(fù)荷經(jīng)函數(shù)F(x)折算成所需要的還原劑量；
[0030]②當(dāng)NOx實測值在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)時，并且NOx沒有上升趨勢即NOx 變化率小于0.1時，則經(jīng)過判斷減少由式(1)計算得到的還原劑量，經(jīng)過一定的反應(yīng)時間后， 再進行判斷是否應(yīng)該進行進一步優(yōu)化；[0031 ]當(dāng)達(dá)到一定條件時，優(yōu)化作用消失，具體條件如下:
[0032]①負(fù)荷、氧量等前饋微分信號大于0.1時，此時優(yōu)化作用消失，待穩(wěn)定后進行條件判定；
[0033]②還原劑量小于各工況下的最低值時優(yōu)化作用消失；
[0034]4)基于解耦規(guī)則的前饋控制:通過研究分析，發(fā)現(xiàn)負(fù)荷和氧量、煤粉爐爐膛溫度、 循環(huán)流化床鍋爐石灰石對NOx的生成影響最大，負(fù)荷、氧量、煤粉爐爐膛溫度以及石灰石對 NOx的生成起正相關(guān)作用，所以采用負(fù)荷、氧量、爐膛溫度和循環(huán)流化床鍋爐石灰石作為前饋調(diào)節(jié)；當(dāng)負(fù)荷、氧量、煤粉爐爐膛溫度或循環(huán)流化床鍋爐石灰石的任一項或幾項測量值發(fā)生變化時，通過專家經(jīng)驗算法得到所需的還原劑量，提前噴入還原劑進行超前調(diào)節(jié)，從而抑制被控制量NOx的升高或降低；[〇〇35](1)前饋控制的經(jīng)驗算法
[0036]負(fù)荷、氧量、煤粉爐爐膛溫度和循環(huán)流化床鍋爐石灰石的任一項或幾項測量值上升/下降時，通過增加/減少還原劑量進行超前調(diào)節(jié)，而調(diào)節(jié)量的多少，多長時間進行一次判定具有一定規(guī)則。[〇〇37]①負(fù)荷前饋調(diào)節(jié)規(guī)則
[0038]a、將負(fù)荷經(jīng)函數(shù)F(X1)折算成所需要的還原劑基準(zhǔn)量，同時將氧量經(jīng)函數(shù)F(X2)折算成修正量對還原劑基準(zhǔn)量進行修正，即
[0039]AY=F(xi)F(X2)(2)[〇〇4〇]其中，AY為控制器的疊加值，X1_負(fù)荷，x2-氧量；[0041 ] b、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析，負(fù)荷的變化相對較慢，選擇每分鐘進行一次判斷，到達(dá)判定時間，如果負(fù)荷沒有變化即負(fù)荷變化率在±0.1之內(nèi)時，不進行還原劑量調(diào)整，如果負(fù)荷發(fā)生變化，則按照式(2)得到疊加量進行還原劑量調(diào)整；[〇〇42]②氧量前饋調(diào)節(jié)規(guī)則
[0043]a、將負(fù)荷經(jīng)函數(shù)F(X1)折算成所需要的還原劑基準(zhǔn)量，將氧量變化率經(jīng)函數(shù)F(x2) 折算成還原劑基準(zhǔn)量的修正值，即
[0044]AY=F(xi)F(X2)(3)
[0045]其中，AY為控制器的疊加值，X1_負(fù)荷，X2_氧量變化率
[0046]b、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析，氧量的變化相對較快，所以選擇每30秒進行一次判斷，到達(dá)判定時間，如果氧量沒有變化即氧量變化率在±0.1之內(nèi)時，不進行還原劑量調(diào)整，如果氧量發(fā)生變化，則按照式(3)得到疊加量進行還原劑量調(diào)整；[〇〇47]③爐膛溫度前饋調(diào)節(jié)規(guī)則[〇〇48]如果火力發(fā)電機組的爐型為煤粉爐，則此時需要考慮煤粉爐爐膛溫度對NOx生成量的影響，
[0049]a、將負(fù)荷經(jīng)函數(shù)F(X1)折算成所需要的還原劑基準(zhǔn)量，同時將氧量經(jīng)函數(shù)F(X2)折算成還原劑基準(zhǔn)量的修正值，即
[0050]AY=F(xi)F(X2)(4)[〇〇511其中，AY為控制器的疊加值，X1_負(fù)荷，x2-氧量；
[0052] b、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析，煤粉爐爐膛溫度的變化相對較慢，選擇每分鐘進行一次判斷，到達(dá)判定時間，如果煤粉爐爐膛溫度沒有變化即煤粉爐爐膛溫度變化率在±0.1之內(nèi)時，不進行還原劑量調(diào)整，如果煤粉爐爐膛溫度發(fā)生變化，則按照式(4)得到疊加量進行還原劑量調(diào)整；[〇〇53]④石灰石前饋調(diào)節(jié)規(guī)則
[0054]如果火力發(fā)電機組的爐型為循環(huán)流化床鍋爐，則此時需要考慮循環(huán)流化床鍋爐石灰石對被控量NOx生成量的影響；
[0055]a、將負(fù)荷經(jīng)函數(shù)F(X1)折算成所需要的還原劑基準(zhǔn)量，同時將石灰石變化率經(jīng)函數(shù)F(X2)折算成還原劑基準(zhǔn)量的修正值，即
[0056]AY=F(xi)F(X2)(5)
[0057]其中，AY為控制器的疊加值，X1_負(fù)荷，X2_石灰石變化率；
[0058]b、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，循環(huán)流化床鍋爐石灰石的變化相對較快，選擇每30秒進行一次判斷，到達(dá)判定時間，如果循環(huán)流化床鍋爐石灰石量沒有變化即循環(huán)流化床鍋爐石灰石量變化率在± 0.1之內(nèi)時，不進行還原劑量調(diào)整，如果循環(huán)流化床鍋爐石灰石量發(fā)生變化，貝1J 按照式(5)得到疊加量進行還原劑量調(diào)整；[〇〇59](2)前饋控制的解耦規(guī)則
[0060]當(dāng)負(fù)荷測量值變化時，氧量、煤粉爐爐膛溫度、循環(huán)流化床鍋爐石灰石量的測量值也隨之發(fā)生變化，針對彼此之間的耦合關(guān)系，例如當(dāng)負(fù)荷增大時，如果氧量下降幅度不是很大，則此時負(fù)荷對NOx的影響比氧量大，當(dāng)負(fù)荷減小，如果氧量上升幅度較大時，則此時氧量的變化對NOx的影響比負(fù)荷大，因此在控制方法對其進行了解耦；[0061 ]具體解耦方法如下:[〇〇62]①負(fù)荷作為前饋[0〇63]允許增加還原劑量的條件有:
[0064]a、負(fù)荷變化率大于等于0.1;
[0065]b、N0x實測值大于等于NOx設(shè)定值；[〇〇66]c、N0x變化率大于等于0;[〇〇67]d、氧量變化率大于等于-0.1;
[0068]當(dāng)同時滿足以上條件時，發(fā)一個脈沖增加一定量的還原劑；[0〇69]允許減少還原劑量的條件有:
[0070]a、負(fù)荷變化率小于等于-0.1;[〇〇71]b、N0x實測值小于等于NOx設(shè)定值；
[0072]c、N0x變化率小于等于0;[〇〇73]d、氧量變化率小于等于0.1;
[0074]當(dāng)同時滿足以上條件時，發(fā)一個脈沖減少一定量的還原劑；[〇〇75]②氧量作為前饋[0〇76]允許增加還原劑量的條件有:
[0077]a、氧量變化率大于等于0.1;[〇〇78]b、N0x實測值大于等于NOx設(shè)定值；[〇〇79]c、N0x變化率大于等于0;[〇〇8〇]d、負(fù)荷變化率大于等于-0.1;
[0081]當(dāng)同時滿足以上條件時，發(fā)一個脈沖增加一定量的還原劑；[0〇82]允許減少還原劑量的條件有:
[0083]a、氧量變化率小于等于-0.1;
[0084]b、N0x實測值小于等于NOx設(shè)定值；
[0085]c、N0x變化率小于等于0;[〇〇86]d、負(fù)荷變化率小于等于0.1;
[0087]當(dāng)同時滿足以上條件時，發(fā)一個脈沖減少一定量的還原劑；[〇〇88]③煤粉爐爐膛溫度作為前饋 [〇〇89]允許增加還原劑量的條件有:
[0090]a、煤粉爐爐膛溫度變化率大于等于0.1;
[0091]b、N0x實測值大于等于NOx設(shè)定值；[〇〇92]c、N0x變化率大于等于0;
[0093]當(dāng)同時滿足以上條件時，發(fā)一個脈沖增加一定量的還原劑；[0〇94]允許減少還原劑量的條件有:
[0095]a、煤粉爐爐膛溫度變化率小于等于-0.1;
[0096]b、N0x實測值小于等于NOx設(shè)定值；
[0097]c、N0x變化率小于等于0;
[0098]當(dāng)同時滿足以上條件時，發(fā)一個脈沖減少一定量的還原劑；
[0099]④循環(huán)流化床鍋爐石灰石作為前饋
[0100]允許增加還原劑量的條件有:
[0101]a、循環(huán)流化床鍋爐石灰石變化率大于等于0.1:
[0102]b、N0x實測值大于等于NOx設(shè)定值:[〇1〇3] c、N0x變化率大于等于0:
[0104]當(dāng)同時滿足以上條件時，發(fā)一個脈沖增加一定量的還原劑；[〇1〇5]允許減少還原劑量的條件有:
[0106]a、循環(huán)流化床鍋爐石灰石變化率小于等于-0.1;
[0107]b、N0x實測值小于等于NOx設(shè)定值；
[0108]c、N0x變化率小于等于0;
[0109]當(dāng)同時滿足以上條件時，發(fā)一個脈沖減少一定量的還原劑；
[0110]5)基于專家經(jīng)驗的動態(tài)疊加:還原劑設(shè)定值的形成是通過步驟2)、3)、4)中的條件判斷來發(fā)一個計算機掃描周期的脈沖信號將根據(jù)專家經(jīng)驗計算得到還原劑累加值進行疊加，然后經(jīng)過一定的時間(即一個判定周期)再次進行判斷是否滿足還原劑量變化的條件， 將步驟2)、3)、4)中每次脈沖信號發(fā)出后觸發(fā)的還原劑計算值在原來還原劑設(shè)定值動態(tài)平衡的基礎(chǔ)上進行一次疊加，最后得到還原劑的設(shè)定值；
[0111]在還原劑量設(shè)定值形成中，沒有使用常規(guī)的PID控制器，而是借鑒了PID的部分功能與專家控制相結(jié)合形成的動態(tài)疊加方法，在PID控制中如果被控量有下降的趨勢時，控制量仍在進行累加，而采用基于專家經(jīng)驗的動態(tài)疊加方法，在有下降趨勢時，會進行判定不再繼續(xù)進行控制量的累加，其它情況與此類似；
[0112]6)基于模糊的還原劑低限/高限保護:在步驟5)的基礎(chǔ)上，提出了基于模糊的還原劑低限/高限保護方法，在逐步降低還原劑量的同時要給其設(shè)置一個最低流量限制，目的是要有一定的還原劑余量，使NOx的變化不太敏感;在逐步增加還原劑量的同時要給其設(shè)置一個最高流量限制，防止噴入過量的還原劑，目的是要保證經(jīng)濟效益以及降低氨逃逸;選取負(fù)荷和氧量信號作為模糊輸入，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)以及運行人員的經(jīng)驗分別建立了模糊規(guī)則，根據(jù)輸入的數(shù)值、模糊規(guī)則庫分別計算出還原劑的低限值和還原劑的高限值；
[0113]7)基于專家經(jīng)驗的還原劑低限保護自適應(yīng)控制:在步驟6)的基礎(chǔ)上提出了基于專家經(jīng)驗的還原劑低限保護自適應(yīng)控制方法，而建立模糊規(guī)則時最低限值選取的是正常運行工況下的一般值，為了提高經(jīng)濟性，在出現(xiàn)特殊情況時需要采用自適應(yīng)的方法進一步減少還原劑量，當(dāng)還原劑量為當(dāng)前工況下對應(yīng)還原劑的的低限值且被控量NOx設(shè)定值大于被控量N0X測量值5mg/Nm3以上時，經(jīng)過一段時間的判斷，如果這種情況一直沒有變化，則此時在還原劑低限值的基礎(chǔ)上進一步減少還原劑量，然后再進行判斷，直到被控量NOx測量值大于被控量NOx設(shè)定值2mg/Nm3以上時，逐步恢復(fù)到原來的還原劑的低限值；
[0114]8)基于模糊的被控量NOx快速保護:當(dāng)燃燒工況大幅度變化導(dǎo)致NOx急劇變化時，所述步驟6)程序出口的還原劑設(shè)定值已不能滿足控制要求，當(dāng)被控量NOx超過設(shè)定的上限值時，將步驟6)的程序出口自動切換至基于模糊的被控量NOx快速保護方法，取被控量NOx測量值和被控量NOx變化率作為模糊塊的輸入，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)以及運行人員的經(jīng)驗建立模糊規(guī)貝1J，根據(jù)輸入的大小來計算出NOx所需的還原劑保護量。
[0115]本發(fā)明要求保護的范圍不限于以上【具體實施方式】，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以有多種變形和更改，凡在本發(fā)明的構(gòu)思與原則之內(nèi)所作的任何修改、改進和等同替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于專家模糊的脫硝系統(tǒng)分層優(yōu)化自適應(yīng)智能控制方法，其特征在于:包括以 下步驟:1)數(shù)據(jù)的預(yù)處理:將生產(chǎn)現(xiàn)場測量回來的帶有隨機擾動的被控量NOx、負(fù)荷、氧量、煤粉 爐爐膛溫度、循環(huán)流化床鍋爐石灰石的測量值及其微分進行濾波處理，來消除干擾對控制 的影響；2)基于專家經(jīng)驗的區(qū)間控制:設(shè)定一個區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍，忽略被控量NOx在區(qū)域 范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)的變化，增強魯棒性:當(dāng)被控量NOx測量值在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū) 范圍內(nèi)時，則還原劑設(shè)定值不進行調(diào)整，當(dāng)被控量NOx測量值不在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū) 范圍內(nèi)時，還原劑設(shè)定值則按偏離區(qū)域的程度采取相應(yīng)的專家算法來進行調(diào)整；3)基于專家經(jīng)驗的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化:如果被控量NOx在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)且NOx 設(shè)定值大于NOx測量值時，對還原劑設(shè)定值進行微調(diào)，進一步減少還原劑消耗量，被控量NOx 測量值在所設(shè)定區(qū)域范圍或者死區(qū)范圍內(nèi)的條件下，最終使被控量NOx設(shè)定值小于NOx測量 值；4)基于解耦規(guī)則的前饋控制:當(dāng)負(fù)荷、氧量、煤粉爐爐膛溫度或循環(huán)流化床鍋爐石灰石 的任一項或幾項測量值發(fā)生變化時，通過專家經(jīng)驗算法得到所需的還原劑量，提前噴入還 原劑進行超前調(diào)節(jié)，從而抑制被控制量NOx的升高或降低；當(dāng)負(fù)荷測量值變化時，氧量、煤粉 爐爐膛溫度、循環(huán)流化床鍋爐石灰石量的測量值也隨之發(fā)生變化，針對彼此之間的耦合關(guān) 系，對其進行了解耦；5)基于專家經(jīng)驗的動態(tài)疊加:將步驟2)、3)、4)中每次脈沖信號發(fā)出后觸發(fā)的還原劑計 算值在原來還原劑設(shè)定值動態(tài)平衡的基礎(chǔ)上進行一次疊加，最后得到還原劑的設(shè)定值；6)基于模糊的還原劑低限/高限保護:在步驟5)的基礎(chǔ)上，選取負(fù)荷和氧量信號作為模 糊輸入，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)以及運行人員的經(jīng)驗分別建立了模糊規(guī)則，根據(jù)輸入的數(shù)值、模糊規(guī) 則庫分別計算出還原劑的低限值和還原劑的高限值；7)基于專家經(jīng)驗的還原劑低限保護自適應(yīng)控制:在步驟6)的基礎(chǔ)上，當(dāng)還原劑量為當(dāng) 前工況下對應(yīng)還原劑的的低限值且被控量NOx設(shè)定值大于被控量NOx測量值5mg/Nm3以上時， 經(jīng)過一段時間的判斷，如果這種情況一直沒有變化，則此時在還原劑低限值的基礎(chǔ)上進一 步減少還原劑量，然后再進行判斷，直到被控量NOx測量值大于被控量NOx設(shè)定值2mg/Nm3以 上時，逐步恢復(fù)到原來的還原劑的低限值；8)基于模糊的被控量NOx快速保護:當(dāng)被控量NOx超過設(shè)定的上限值時，將步驟6)的程序 出口自動切換至基于模糊的被控量NOx快速保護方法，取被控量NOx測量值和被控量NOx變化 率作為模糊塊的輸入，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)以及運行人員的經(jīng)驗建立模糊規(guī)則，根據(jù)輸入的大小 來計算出NOx所需的還原劑保護量。
【文檔編號】G05B13/02GK105955017SQ201610402070
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】白建云, 朱竹軍
【申請人】山西大學(xué), 山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司