ОСНОВАННЫЕ НА МОДЕЛИ СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ ПЕЧЬЮ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕЧЬЮ

1. Система управления для уменьшения оксидов азота (NOx) в энергоустановке, содержащая:
прогнозирующий по модели контроллер;
пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер и/или адаптивный контроллер, подчиненные прогнозирующему по модели контроллеру и функционально связанные с ним, причем пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер и/или адаптивный контроллер содержат цепь обратной связи;
систему для уменьшения NOx, содержащую расходный бак с восстановителем NOx и водяной расходный бак; и
печь для сжигания топлива, расположенную ниже по потоку от системы для уменьшения NOx и оснащенную множеством сопел, гидравлически связанных с системой для уменьшения NOx; при этом система управления электрически связана с системой для уменьшения NOx.
2. Система управления по п. 1, в которой прогнозирующий по модели контроллер управляет общими системными ограничениями, включающими выпуск NOx, проскок аммиака, уровень (уровни) распределения температуры в зоне реакции, требования к нагрузке печи или их комбинацию.
3. Система управления по п. 1, содержащая множество пропорциональных интегрально-дифференциальных контроллеров, каждый из которых содержит цепь обратной связи; при этом пропорциональные интегрально-дифференциальные контроллеры управляют регулируемыми переменными, которые представляют собой распределение потока мочевины, общий несущий водный поток, высоту (высоты) впрыскивания сопел, частоту/амплитуду пульсации воды, объем NOx, объем избыточного кислорода, стехиометрию зоны основной горелки, перепад давления в воздушном коробе/печи или их комбинацию.
4. Система управления по п. 1, в которой прогнозирующий по модели контроллер использует отказоустойчивую логику.
5. Система управления по п. 1, в которой адаптивный контроллер модифицирует поведение системы на основе динамических изменений процесса во время работы печи.
6. Система управления по п. 1, в которой цепь обратной связи содержит пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер, устройство измерения параметров потока и клапан, активируемый пропорциональным интегрально-дифференциальным контроллером.
2
3
2
7. Система управления по п. 1, в которой прогнозирующий по модели контроллер содержит блок оценки, который оценивает переменные состояния, представляющие собой уровень и распределение температуры в зоне реакции избирательного некаталитического восстановления (SNCR), распределения NO, NO и NH в зоне реакции SNCR, уровень и распределение О в зоне реакции SNCR, распределение потока в зоне реакции SNCR, продолжительность обработки и конфигурацию потока.
8. Система управления по п. 1, в которой адаптивный контроллер использует алгоритм регулировки параметров для обновления параметров управления в соответствии с рабочими условиями.
9. Система управления по п. 1, в которой адаптивный контроллер является адаптивным контроллером L1, который содержит модуль алгоритма управления, модуль адаптивного алгоритма и модуль прогнозирования состояний.
10. Система управления по п. 1, в которой адаптивный контроллер содержит самонастраивающиеся адаптивные средства управления, нейроадаптивные средства управления, нейронную сеть, вейвлетную сеть или их комбинацию.
11. Система управления по п. 1, также содержащая диспетчер прогнозирующего по модели контроллера, который использует адаптивный механизм, обеспечивающий оценку эффективности прогнозирующего по модели контроллера на основе текущих измерений; при этом диспетчер прогнозирующего по модели контроллера активирует адаптивный механизм, как только обнаруживается, что разность между прогнозом по модели и результатом измерения превышает допустимое отклонение прогноза по модели.
12. Система управления по п. 1, использующая модуль оптимизации для воздействия на автоматическую настройку прогнозирующего по модели контроллера.
13. Система управления по п. 1, в которой модуль оптимизации использует алгоритм оптимизации по сгустку частиц.
14. Система управления по п. 1, которая определяет объем восстановителя NOx и воды, вводимых в печь соответственно из расходного бака с восстановителем NO и водяного расходного бака, при этом восстановитель NOx и вода доставляются в печь с перерывами.
15. Система управления по п. 14, в которой восстановитель NOx и вода вводятся в печь через множество сопел, расположенных в боковой стене и в своде печи.
16. Система управления по п. 15, в которой высота сопла изменяется в зависимости от управляющей информации, принятой из прогнозирующего по модели контроллера.
17. Система управления по п. 15, в которой геометрическая форма поперечного сечения распыления восстановителя NOx представляет собой комбинацию треугольников и кругов, если смотреть сверху над соплами.
18. Система управления для уменьшения NOx в энергоустановке, содержащая:
пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер и/или адаптивный контроллер; причем пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер и/или адаптивный контроллер содержат цепь обратной связи;
систему для уменьшения NOx, содержащую расходный бак с восстановителем NOx и водяной расходный бак; и
печь для сжигания топлива, расположенную ниже по потоку от системы для уменьшения NOx и оснащенную множеством сопел, гидравлически связанных с системой для уменьшения NOx; при этом система управления электрически связана с системой для уменьшения NOx.
19. Система управления по п. 18, содержащая множество пропорциональных интегрально-дифференциальных контроллеров, каждый из которых содержит цепь обратной связи; при этом пропорциональные интегрально-дифференциальные контроллеры управляют регулируемыми переменными, которые представляют собой распределение потока мочевины, общий несущий водный поток, высоту (высоты) впрыскивания сопел, частоту/амплитуду пульсации воды, объем NOx, объем избыточного кислорода, стехиометрию зоны основной горелки, перепад давления в воздушном коробе/печи или их комбинацию.
20. Система управления по п. 18, в которой адаптивный контроллер модифицирует поведение системы на основе динамических изменений процесса во время работы печи.
21. Система управления по п. 18, в которой цепь обратной связи содержит пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер, устройство измерения параметров потока и клапан, активируемый пропорциональным интегрально-дифференциальным контроллером.
22. Система управления по п. 18, в которой адаптивный контроллер использует алгоритм регулировки параметров для обновления параметров управления в соответствии с рабочими условиями.
23. Система управления по п. 18, в которой адаптивный контроллер является адаптивным контроллером L1, который содержит модуль алгоритма управления, модуль адаптивного алгоритма и модуль прогнозирования состояний.
24. Система управления по п. 18, в которой адаптивный контроллер содержит самонастраивающиеся адаптивные средства управления, нейроадаптивные средства управления, нейронную сеть, вейвлетную сеть или их комбинацию.
25. Система управления по п. 18, которая определяет объем восстановителя NOx и воды, вводимых в печь соответственно из расходного бака с восстановителем NO и водяного расходного бака, при этом восстановитель NOx и вода доставляются в печь с перерывами.
26. Система управления по п. 25, в которой восстановитель NOx и вода вводятся в печь через множество сопел, расположенных в боковой стене и в своде печи.
27. Система управления по п. 26, в которой высота сопла изменяется в зависимости от управляющей информации, принятой из прогнозирующего по модели контроллера.
28. Способ, включающий:
предоставление из печи в прогнозирующий по модели контроллер информации, включающей по меньшей мере одно из следующего: выпуск NOx, проскок аммиака, уровень (уровни) распределения температуры в зоне реакции, требования к нагрузке печи или их комбинацию; и
предоставление из прогнозирующего по модели контроллера в пропорциональный интегрально-дифференциальный контроллер и/или адаптивный контроллер управляющей информации, включающей по меньшей мере одно из следующего: отклонение распределения потока мочевины, отклонение общего несущего водного потока, высота (высоты) впрыскивания сопел, частоту/амплитуду пульсации воды, отклонение от установленного значения NOx, отклонение от установленного значения избыточного кислорода, отклонение от установленного значения стехиометрии зоны основной горелки, отклонение от установленного значения перепада давления в воздушном коробе/печи или их комбинацию; при этом управляющая информация используется для управления вводом в печь восстановителя NOx.