废液焚烧炉SCR 脱硝系统的建模及其预测控制

张 萍,李明辉,陈 倩

(1.陕西邮电职业技术学院 通信工程学院,陕西 咸阳 712000;2.陕西科技大学 机电工程学院,陕西 西安 710021;3.陕西科技大学 电气与控制工程学院,陕西 西安 710021)

0 引言

有机废液在焚烧过程中,为了尽量地减少焚烧污染物的生成,焚烧炉的过空气量系数一般都取相对较大,这样就会形成较多的热力N;废液中含氮有机物的挥发含量也比较高,经过焚烧处理后最终生成大量NOx[1].故焚烧炉产生的NOx要比其他锅炉要高.而NOx排放到大气中会对生物体造成严重危害,因此,须对焚烧炉排放烟气进行脱硝处理.选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术脱硝效率高,且工业条件要求低,已被广泛应用.SCR 脱硝控制的重点在于采用何种控制手段来更加精确地控制喷氨量,从而确保系统出口NOx排放达到排放标准的同时减少氨逃逸量[2].

常见的控制方式有固定氨氮摩尔比控制和出口NOx定值控制[3],这两种方式均采用传统的PID 来实现对出口NOx浓度的控制.但SCR 脱硝系统存在大迟滞、大惯性、非线性等特性,已难以取得理想的控制效果.近几年来,随着先进控制算法的发展,脱硝系统的控制方式有了更多的选择.其中,模型预测控制(Model Predictive COntrol,MPC)由于能很好的适应对象的非线性、不确定性以及时变等特性[4-7],已被广泛地应用于工业过程控制领域.

文献[8]采用广义预测控制(GPC)和线性二次调节(LQR)方法,分别设计串级控制系统的主、副调节器,在一定程度上提升了系统的脱硝控制品质.文献[9]利用(RBF-ARX)混合结……