SCＲ脱硝系统的改进型PID控制算法.docx
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SCR脱硝系统的改进型PID控制算法由于SCR脱硝系统具有大迟延、大惯性、非线性的控制难点，以及存在未知 的外部干扰因素，典型PID控制算法无法达到理想的控制效果，新疆众多机组SC R脱硝系统都无法投入自动运行，基本都是手动控制运行，手动控制会增加运行 人员劳动量，为了不让SCR脱硝系统出口 NOX化物超标，运行人员会适当的增大 喷氨流量控制阀开度，这样以来，电厂的耗氨量会增加，SCR脱硝系统的经济性 要下降作为一种SCR脱硝系统的改进型PID控制算法，与典型PID控制算法 相比有着较好的控制效果，应用结果证明了该算法的有效性和优越性一、SCR脱硝系统的典型PID控制算法目前，SCR脱硝系统喷氨控制系统仍然以典型PID为基础进行设计，其中 单回路PID控制、摩尔比串级控制较为常见常用的是摩尔比串级控制，其控制 逻辑如图1所示图1摩尔比串级控制图1所示为SCR脱硝系统的摩尔比串级控制的SAMA图，其中函数f( x) 是根据烟气中的NOx含量计算此时脱硝所需的喷氨量以将其作为主PID的前馈； 主PID对喷氨需求量进行微调以使出口 NOx含量满足设定并最终形成副PID的喷 氨设定；SCR脱硝系统副PID根据喷氨设定值与喷氨流量之差调整喷氨控制阀 的开度以使喷氨量满足需求。
由于主控PID引入了前馈作用，所以要弱化主PID 的调节作用以利于系统稳定；而另一方面，前馈调节的快速性使得控制系统在机 组变负荷以及入口 NOx出现较大幅度波动时能够快速响应，从而避免出现更大的 动态偏差这套理论设计的很有道理，但在实际应用中，控制效果不甚理想，导 致喷氨控制长期无法投入自动运行SCR脱硝系统的调节量是尿素溶液流量U( s)，被调量是SCR脱硝系统出 口的NOX化物浓度Y(s)，对SCR脱硝系统喷氨控制进行阶跃扰动试验，通过系欢动0•花■矿统辨识可知，SCR脱硝系统这个被控对象传递函数G(s)== 典型PID控制算法中，微分可改善系统的动态特性，加快系统的动作速度， 减少调节时间，但也易引入高频干扰，在误差扰动突变时尤其显出微分项的不足，典型 PID 控制算法 C(s) = (KP+ +KD*TDs)*E(s)，其中微分项 CD(s)= KD*TDs* E(s)， 微分项也可写成CD(k)= Kd*Td *〔e(k)- e(k-1)〕，微分项的输出仅在第一个周 期起激励作用，对于大迟延、大惯性的系统，其调节作用很小，不能达到超前控 制误差的目的；CD(k)的幅值kd*td一般比较大，容易造成计算机数据溢出；此外， CD(k)过大、过快的变化，对执行机构也会造成不利的影响。
二、 一种SCR脱硝系统的改进型PID控制算法SCR脱硝系统具有大迟延、大惯性、非线性的控制难点，为了克服 这些难点，在典型PID控制算法中的微分项上乘以被控对象传递函数，改进后岛 0. .12 * kD *(垢PID 控制算法 C 改(s) = (KP+ + * ' 1 )*E(s)三、 仿真研究及工业应用用典型PID控制算法对SCR脱硝系统进行控制，设定输入为单位 阶跃函数，运用matlab仿真典型PID控制算法对SCR脱硝系统的控制，整定出 的调节器参数如下：主调比例增益KP=0.9,积分时间TI=760s (秒)，微分增益 Kd=0，微分时间Td=0，副调比例增益KP=1.0，积分时间Tj=200s (秒)，微分增益Kd=0,微分时间Td=0, matlab仿真典型PID控制算法对SCR脱硝系统控制的 响应曲线如图2所示：图2：典型PID控制算法对SCR脱硝系统控制的响应曲线用改进型PID控制算法对SCR脱硝系统进行控制，设定输入为单位阶跃函数， 运用matlab仿真改进型PID控制算法对SCR脱硝系统的控制，整定出的调节器 参数如下：主调比例增益Kp=0.6，积分时间Ti=470s （秒），微分增益Kd=0. 72, 微分时间Td=1 ；副调比例增益Kp=1.0，积分时间Tj=200s （秒），微分增益Kd=0, 微分时间Td=0, matlab仿真改进型PID控制算法对SCR脱硝系统控制的响应曲 线如图3所示：1.1r□1KQ950.30 85n a...... i ; ...../......: : ; ...........: : ; ! \ ■r3W600K012
控制算法相比图4为某电厂作为一种SCR脱硝系统的改进型PID控制算法，与典型PID 有着更好的控制效果，应用结果证明了该算法的有效性和优越性 用改进型PID控制算法对SCR脱硝系统控制的效果图装feE制顺四I40m1also6c40定设度度法法N N口口苟出出负0375刃250<1图4:改进型PID控制算法对SCR脱硝系统控制的效果。
