文献综述
- 前言
当前人们的环保意识不断提高，而火力发电厂燃烧所产生的废气，已经造成了相当大的污染。为了使电站脱硝系统得到更好的完善，从而降低电站排放对环境的污染，现普遍应用电站脱硝系统。目前，控制火电厂排放的措施主要有两种，一种是通过燃烧技术的改进（包括采用先进的低燃烧器）降低排放量。由于这种措施的投资、运行费用低，采用也较为广泛。再就是尾部加装烟气脱硝装置，可以将排放量降低到很小的浓度以下。随着时代的发展，各个国家对于环境标准要求越来越高，因此大多采用了先进的选择性催化还原法（SCR）。SCR脱硝技术原理如下：
其中式(1)和(3)是主要反应过程，烟气中以上的是以NO的形式存在。在反应过程中，与反应生成无二次污染的和随烟气排放。为使催化剂充分发挥作用，脱硝反应须在一定温度区间内进行。SCR脱硝工程一般由还原剂系统、催化反应及烟气系统、辅助及公用系统组成。
然而，从系统喷氨气到上述化学反应完全需要一段时间，化学仪表数据的测量与内部处理换算产生时滞，目前电站SCR脱硝系统被控对象具有大惯性、大迟延特性，且对象参数随负荷变化很大，传统PID不仅控制效果差，更难以在变工况状态下进行有效的控制。本文针对SCR控制系统进行了研究，力求设计出延迟更小、灵敏度更高的SCR控制系统。
二．国内外对优化SCR控制系统的相关研究
- 投入综合前馈信号
- 将原SCR脱硝控制逻辑单回路流量控制信号改变为前馈信号，确保当锅炉烟气量增大时能提前喷氨；
- 取锅炉总风量信号经系统修正及三阶惯性环节后形成前馈信号，因为锅炉烟气量与燃烧工况密切相关，而总风量则能直接反映锅炉燃烧工况变化，所以使用锅炉总风量信号作为前馈信号之一，能在烟气量即将变化之前提前变化氨量；
- 取机组负荷信号经F(x)线性函数修正及三阶惯性后形成前馈信号，因为机组高低负荷段不同，燃烧工况存在较大差异，高低负荷含量较高时前馈作用加强，以适应各负荷段的不同需求；
- 取磨煤机组运行方式信号经系数修正及一阶惯性环节后形成前馈信号，以适应不同制粉层所带来的不同影响；
- 取磨煤机组运行台数经脉冲信号及一阶惯性环节形成前馈信号，机组启停对含量变化存在明显脉冲式影响，通过该前馈尽量降低磨煤机组启停所带来的含量变化。
- 进行串级前馈控制
将原SCR脱硝控制逻辑单回路流量控制改为串级前馈控制，主调设定值直接取用SCR脱硝出口设定值，与SCR脱硝出口实际值进行PID偏差运算后，叠加上前馈信号后形成流量需求信号，再与实际流量信号进行PID偏差运算后输出指令控制喷氨调门。
- 优化SCR脱硝控制参数
- 对于喷氨调门、喷氨流量、SCR脱硝出口含量进行开、闭环试验，调节控制参数，提高SCR脱硝控制系统闭环抗内扰稳定性；
- 就机组总风量、负荷、磨煤机组运行方式、磨煤机组投入运行的台数对SCR出口含量进行开环试验，调整各自修正系数及惯性时间常数，提高SCR脱硝控制系统抗外扰超前性；
- 对机组一次风压系统进行开、闭环试验，提高磨煤机组启停时一次风压快速适应能力。
三．嵌入式系统在控制系统中的优势
将嵌入式系统是一个软件与硬件的集合体，它将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术运用到控制系统内，是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。与传统控制系统相比，具有以下优势：
- 专用性强
嵌入式处理器(ARM)具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，增强系统移动能力。
