本發(fā)明實(shí)施例涉及實(shí)時(shí)優(yōu)化，具體涉及一種氮氧化物的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、氮氧化物(nox)對環(huán)境和人類的健康存在嚴(yán)重危害。nox不僅是大氣中最主要的污染物之一，還是導(dǎo)致光化學(xué)煙霧污染、破壞大氣臭氧層的主要物質(zhì)。此外，nox還會與大氣中的水分結(jié)合生成酸雨，對河流、機(jī)械設(shè)備、建筑物等造成污染和腐蝕，給生態(tài)環(huán)境和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失。

2、為了應(yīng)對這些環(huán)境問題，氮氧化物的控制措施主要分為源頭控制和尾部控制兩大類。尾部控制主要是煙氣脫硝技術(shù)，將已經(jīng)生成的nox通過某種手段從煙氣中脫除掉，從而降低nox的排放量。煙氣脫硝技術(shù)有選擇性非催化脫硝法sncr和選擇性催化劑法scr，sncr是向爐膛中噴射氨、尿素等氨基還原劑，使其與煙氣中的nox發(fā)生反應(yīng)；scr則是采用催化劑促進(jìn)nh3與nox的反應(yīng)。目前的主流手段是通過工藝改造上減少氮氧化物生成或者將生成的氮氧化物還原回氮?dú)?，抑或者通過提升檢測手段來提升測量準(zhǔn)確性。

3、rto(real?time?optimization，實(shí)時(shí)優(yōu)化)控制方法是一種解決復(fù)雜流程工業(yè)過程優(yōu)化與控制的有效手段。它將回路控制與過程運(yùn)行的優(yōu)化相結(jié)合，采用兩層結(jié)構(gòu)，上層在線的實(shí)時(shí)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，經(jīng)計(jì)算產(chǎn)生底層控制回路被控變量的設(shè)定值，通過底層控制器作用使被控變量跟蹤設(shè)定值，從而盡可能使生產(chǎn)過程運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)優(yōu)化狀態(tài)。

4、現(xiàn)有控制方式主要為人為手動，只有個(gè)別回路存在單一比例積分微分控制，因環(huán)保壓力采用過量噴氨，導(dǎo)致氨逃逸嚴(yán)重；氨水控制設(shè)定值由操作人員手動設(shè)定，進(jìn)一步導(dǎo)致環(huán)保要求可靠性降低；生產(chǎn)管理者及現(xiàn)場操作人員對于裝置rto意識不足，通常為穩(wěn)定所有生產(chǎn)工況下質(zhì)量穩(wěn)定，將生產(chǎn)工藝參數(shù)直接確定在最高負(fù)荷下，造成生產(chǎn)過程rto無法實(shí)現(xiàn)；無法使得氮氧化物控制點(diǎn)達(dá)到最佳，進(jìn)一步導(dǎo)致脫硝劑浪費(fèi)。

5、現(xiàn)有控制方式有如下缺點(diǎn)：為防止鍋爐波動，采用大幅度壓低氮氧化物設(shè)定值，大量噴氨；無法實(shí)時(shí)獲得當(dāng)前氮氧化物控制總量，需人為計(jì)算且存在偏差；無法根據(jù)現(xiàn)場工況波動，優(yōu)化當(dāng)前氮氧化物設(shè)定值；沒有明確的氮氧化物控制糾偏策略，單純依靠人為經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。

6、對于鋼鐵、化工、熱電、有色金屬等工業(yè)過程，其生產(chǎn)過程往往是動態(tài)的，產(chǎn)品牌號的變化、原料成份的波動等因素使生產(chǎn)過程存在各種干擾和不確定動態(tài)。另外，生產(chǎn)邊界條件變化、各種運(yùn)行設(shè)備或系統(tǒng)故障、外部干擾等多種因素常常導(dǎo)致被控系統(tǒng)從一個(gè)工作點(diǎn)變到另一個(gè)工作點(diǎn)，甚至使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生大范圍跳變。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種氮氧化物的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中氮氧化物控制率底下，過量噴氨，造成脫硝劑的浪費(fèi)并使反應(yīng)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕，進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)設(shè)備的使用壽命降低的技術(shù)問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

3、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供了一種氮氧化物的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制方法，所述方法包括：

4、s1、獲取用戶控制指標(biāo)，明確控制過程中的總排放量要求；

5、s2、接收各個(gè)時(shí)鐘的時(shí)間信息并將各個(gè)時(shí)間信息修正為現(xiàn)在時(shí)間信息，使各個(gè)時(shí)鐘信息一致，獲取考核開始時(shí)間并根據(jù)所述考核開始時(shí)間計(jì)算考核時(shí)長與控制周期信息；

6、s3、根據(jù)所述考核開始時(shí)間統(tǒng)計(jì)歷史已排放總量、瞬時(shí)排放量和每個(gè)周期氮氧化物總量；

7、s4、獲取合理糾偏時(shí)間并在糾偏時(shí)間內(nèi)利用糾偏算法進(jìn)行系統(tǒng)偏差糾正，生成智能糾偏結(jié)果，使氮氧化物后續(xù)時(shí)段理論設(shè)定值與初始值的偏差在預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)；

8、s5、將所述智能糾偏結(jié)果輸出至底層控制器，所述底層控制器根據(jù)所述智能糾偏結(jié)果進(jìn)行控制，使氮氧化物的排放量在所述用戶控制指標(biāo)內(nèi)。

9、進(jìn)一步地，獲取用戶控制指標(biāo)，明確控制過程中的總排放量要求，包括：

10、采集環(huán)?？己藭r(shí)長、煙氣流量和環(huán)?？己酥笜?biāo)；

11、根據(jù)所述環(huán)保考核時(shí)長、煙氣流量和環(huán)?？己酥笜?biāo)計(jì)算氮氧化物總排放量；

12、所述氮氧化物總排放量的計(jì)算公式為：

13、q總＝x×t×ft流量

14、其中，q總為氮氧化物總排放量，x為環(huán)?？己酥笜?biāo)，t為環(huán)?？己藭r(shí)長，ft流量為煙氣流量。

15、進(jìn)一步地，接收各個(gè)時(shí)鐘的時(shí)間信息并將各個(gè)時(shí)間信息修正為現(xiàn)在時(shí)間信息，使各個(gè)時(shí)鐘信息一致，包括：

16、接收各個(gè)時(shí)鐘信息與現(xiàn)在時(shí)間信息，判斷各個(gè)時(shí)鐘信息與現(xiàn)在時(shí)間信息是否一致；

17、如果各個(gè)時(shí)鐘信息與現(xiàn)在時(shí)間信息一致，則保持不變；

18、如果各個(gè)時(shí)鐘信息與現(xiàn)在時(shí)間信息不一致，則將各個(gè)時(shí)鐘信息修改為現(xiàn)在之間信息。

19、進(jìn)一步地，獲取考核開始時(shí)間并根據(jù)所述考核開始時(shí)間計(jì)算考核時(shí)長與控制周期信息，包括：

20、獲取考核開始時(shí)間；

21、利用所述考核開始時(shí)間獲取考核結(jié)束時(shí)間、已考核時(shí)長、未考核時(shí)長；

22、根據(jù)所述考核結(jié)束時(shí)間、已考核時(shí)長、未考核時(shí)長計(jì)算考核時(shí)長與控制周期信息；

23、已考核時(shí)長、未考核時(shí)長的計(jì)算公式為：

24、t已考核＝str－str1

25、t未考核＝str2－str＝t－t已考核

26、其中，t已考核為已考核時(shí)長，str為當(dāng)前時(shí)間，str1為考核開始時(shí)間，str2為考核結(jié)束時(shí)間，t未考核為未考核時(shí)長，t為考核時(shí)長。

27、進(jìn)一步地，根據(jù)所述考核開始時(shí)間統(tǒng)計(jì)歷史已排放總量、瞬時(shí)排放量和每個(gè)周期氮氧化物總量，包括：

28、所述瞬時(shí)排放量和歷史已排放總量的計(jì)算公式為：

29、q瞬＝x×ft流量

30、

31、其中，q瞬為瞬時(shí)排放量，x為環(huán)?？己酥笜?biāo)，ft流量為煙氣流量，q已排為歷史已排放總量。

32、進(jìn)一步地，獲取合理糾偏時(shí)間并在糾偏時(shí)間內(nèi)利用糾偏算法進(jìn)行系統(tǒng)偏差糾正，生成智能糾偏結(jié)果，使氮氧化物后續(xù)時(shí)段理論設(shè)定值與初始值的偏差在預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)，包括：

33、獲取合理糾偏時(shí)間的表達(dá)式為：

34、t優(yōu)＝max(t優(yōu)>3t響應(yīng)，t×α)

35、其中，t優(yōu)為合理糾偏時(shí)間，t響應(yīng)為氮氧化物控制過程響應(yīng)時(shí)間，t為考核時(shí)長，α為糾偏時(shí)間占總環(huán)保考核時(shí)長百分比。

36、進(jìn)一步地，獲取合理糾偏時(shí)間并在糾偏時(shí)間內(nèi)利用糾偏算法進(jìn)行系統(tǒng)偏差糾正，生成智能糾偏結(jié)果，使氮氧化物后續(xù)時(shí)段理論設(shè)定值與初始值的偏差在預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)，還包括：

37、所述糾偏算法的表達(dá)式為：

38、

39、qt優(yōu)待排＝x×(t優(yōu)+t已考核)×ft流量－q已排

40、q待排＝q總－q已排

41、其中，sp待為氮氧化物后續(xù)時(shí)段理論設(shè)定值，q待排為氮氧化物考核時(shí)間內(nèi)待排放總量，ft風(fēng)量為系統(tǒng)風(fēng)量，t未考核為未考核時(shí)長，t優(yōu)為合理糾偏時(shí)間，β為未排放周期內(nèi)需優(yōu)化氮氧化物控制點(diǎn)sp待的占比百分比，qt優(yōu)待排為氮氧化物在優(yōu)化糾偏期間總排放總量，x為環(huán)?？己酥笜?biāo)，t已考核為已考核時(shí)長，q已排為歷史已排放總量，q總為氮氧化物總排放量。

42、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供了一種氮氧化物的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

43、指標(biāo)獲取模塊，用于獲取用戶控制指標(biāo)，明確控制過程中的總排放量要求；

44、時(shí)鐘統(tǒng)一模塊，用于接收各個(gè)時(shí)鐘的時(shí)間信息并將各個(gè)時(shí)間信息修正為現(xiàn)在時(shí)間信息，使各個(gè)時(shí)鐘信息一致，獲取考核開始時(shí)間并根據(jù)所述考核開始時(shí)間計(jì)算考核時(shí)長與控制周期信息；

45、排放量計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述考核開始時(shí)間統(tǒng)計(jì)歷史已排放總量、瞬時(shí)排放量和每個(gè)周期氮氧化物總量；

46、糾偏模塊，用于獲取合理糾偏時(shí)間并在糾偏時(shí)間內(nèi)利用糾偏算法進(jìn)行系統(tǒng)偏差糾正，生成智能糾偏結(jié)果，使氮氧化物后續(xù)時(shí)段理論設(shè)定值與初始值的偏差在預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)；

47、控制模塊，用于將所述智能糾偏結(jié)果輸出至底層控制器，所述底層控制器根據(jù)所述智能糾偏結(jié)果進(jìn)行控制，使氮氧化物的排放量在所述用戶控制指標(biāo)內(nèi)。

48、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第三方面，提供了一種氮氧化物的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制設(shè)備，所述設(shè)備包括：處理器和存儲器；

49、所述存儲器用于存儲一個(gè)或多個(gè)程序指令；

50、所述處理器，用于運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)程序指令，用以執(zhí)行如上任一項(xiàng)所述的一種氮氧化物的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制方法的步驟。

51、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上任一項(xiàng)所述一種氮氧化物的實(shí)時(shí)優(yōu)化控制方法的步驟。

52、本發(fā)明實(shí)施例具有如下優(yōu)點(diǎn)：

53、本發(fā)明實(shí)施例首先根據(jù)用戶最終控制指標(biāo)，明確控制過程總排放量或者其他相關(guān)要求；其次獲得氮氧化物歷史控制總量；在獲得氮氧化物歷史控制總量時(shí)應(yīng)確保每個(gè)控制階段控制節(jié)點(diǎn)一致；再次采用人工智能糾偏算法，實(shí)現(xiàn)氮氧化物控制點(diǎn)rto，最終再將氮氧化rto結(jié)果輸出至底層控制器，方便底層控制器按照該目標(biāo)進(jìn)行控制。本發(fā)明實(shí)施例解決了氮氧化物的小時(shí)均值控制不精確的問題，精度可優(yōu)化至±2mg/m3；解決了氮氧化物設(shè)定值無法智能糾偏問題，可有效根據(jù)歷史控制效果自動優(yōu)化氮氧化物設(shè)定值；實(shí)現(xiàn)了氮氧化物的完全智能控制，人為干預(yù)度為0。