CN107561941A - 一种火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法 - Google Patents

Abstract

一种火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，所述方法在脱硝控制系统中设置主环PID控制器、副环PID控制器和前馈控制器，主环PID控制器根据出口NOx浓度设定值和出口NOx浓度反馈信号计算出喷氨量控制信号；前馈控制器根据吹扫校正NOx浓度、NOx预估浓度、入口NOx浓度和烟气流量计算喷氨量前馈控制信号；所述副环PID控制器根据喷氨量控制信号、喷氨量前馈控制信号及氨气流量反馈信号控制喷氨阀门开度。本发明在主环加入增益调度模型、小时均值模型，实现脱硝系统变工况的自动控制；在副环中引入入口浓度吹扫校正模型，实现喷氨量的动态修正，为准确控制喷氨量，实现全过程鲁棒性和全工况达标排放提供了技术支持。

Description

一种火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法

技术领域

本发明涉及一种可有效提高火力发电机组脱硝系统全过程鲁棒性，并实现全工况达标排放的控制方法，属于发电技术领域。

背景技术

目前，环境污染已经成为困扰社会发展和人类生命健康的重要因素，随着电力工业的迅速发展，燃煤发电机组的参数和容量不断增大，燃煤电厂排放出的NOx对大气所造成的污染日益严重，很多地区出现了光化学烟雾，而且其污染还在不断加剧。控制氮氧化物排放量已成为污染重点治理工作，实现氮氧化物的超低近零排放是现阶段亟须解决的重要课题。

选择性催化还原法(SCR)脱硝技术广泛应用于燃煤电厂控制NOx排放量。由于其较高的脱硝效率，SCR脱硝系统是近年来大型火电机组脱硝系统改造的首选类型，而长期以来对SCR脱硝系统的研究主要针对于其物理原理、设备结构和运行方式方面，却一直忽略了对脱硝自动控制策略的研究，而事实上脱硝系统的自动控制品质与电厂的长期运行成本密切相关。

在工程实践中，火电厂对喷氨量的控制大部分依靠手动调节阀门开度或传统PID控制器来实现，控制效果并不理想，部分电厂SCR出口NOx浓度超过国家对大气污染物的排放限定值，并且不能在实现喷氨量优化控制的同时保证SCR出口NOx浓度稳定在设定值。由于控制策略设计不完善、控制目标不明确、现场测量条件差等问题，部分火电机组的SCR脱硝控制滞后性较大，当SCR入口NO_X浓度测点吹扫时，测点数值处于失真状态，此时喷氨量不能及时地针对SCR入口NO_X浓度的变化做出相应的调整，导致系统的自动投入率和投入效果均较差，使得整个脱硝系统的运行性能明显受到影响。因此，如何提高火力发电机组脱硝系统全过程鲁棒性，实现全工况达标排放就成为有关专家学者面临的课题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，以提高脱硝系统的闭环稳定性和抗扰动能力。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，所述方法在脱硝控制系统中设置主环PID控制器、副环PID控制器和前馈控制器，所述主环PID控制器根据脱硝反应器的出口NOx浓度设定值和出口NOx浓度反馈信号计算出喷氨量控制信号；所述前馈控制器根据吹扫校正NOx浓度、NOx预估浓度、传感器测得的脱硝反应器入口NOx浓度和烟气流量计算喷氨量前馈控制信号；所述副环PID控制器根据喷氨量控制信号、喷氨量前馈控制信号及氨气流量反馈信号控制喷氨阀门开度。

上述火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，所述前馈控制器计算喷氨量前馈控制信号的方法如下：以脱硝反应器入口NOx浓度、烟气流量的动态校正值及炉内燃烧NOx生成预估模型给出的NOx预估浓度的乘积做为副环PID控制器的前馈信号，在该前馈信号中加入吹扫校正NOx浓度，即得到喷氨量前馈控制信号，所述吹扫校正NOx浓度由入口浓度吹扫校正模型通过对比并行运行的对侧SCR的入口NOx浓度的测量值给出，具体方法为：如果B侧入口NOx浓度的测点数据处于失真状态，则利用对侧(A侧)入口NOx浓度Δt时间内变化值ΔC_NOx,A来预测从吹扫开始时刻起经过Δt时间后B侧入口NOx浓度C_NOx,B，具体公式为：

式中，为吹扫前B侧入口NOx浓度，Δt为吹扫时间。

上述火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，所述主环PID控制器根据脱硝反应器的出口NOx浓度设定值和出口NOx浓度反馈信号计算喷氨量控制信号时，其输入信号通过以下方法获得：

通过烟囱入口NOx浓度的测量值和设定值控制的小时目标均值模型得到每小时烟囱入口NOx浓度偏差的加权平均值，该偏差值与脱硝反应器的出口NOx浓度设定值相加后得到新的出口NOx浓度给定值，该出口NOx浓度给定值与反馈回来的出口NOx浓度测量值做偏差，得到主环PID控制器的输入信号；

所述小时目标均值模型由烟囱入口NOx浓度的测量值和设定值给出，具体方法为：烟囱入口NOx浓度测量值C_NOx与设定值R_NOx取偏差，并以指数权值ω(k)＝λ^m-k为加权因子做加权平均计算，具体公式为：

式中，为烟囱入口NOx浓度偏差的小时均值，C_NOx为烟囱入口NOx浓度测量值，R_NOx为烟囱入口NOx浓度设定值，k＝1,2,...,m为第k个采样点，m为1小时内的采样个数，λ为小于1的正数。

上述火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，所述主环PID控制器在不同工况下的PID参数值由增益调度模型根据烟气流量和脱硝反应器入口温度进行调节。

上述火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，将主环PID控制器输出的喷氨量控制信号送入副环PID控制器之前，应对喷氨量控制信号作如下处理：以脱硝反应器入口温度、脱硝反应器的入口NOx浓度、出口NOx浓度、烟气流量及氨气流量的测量值构建催化剂性能劣化评估模型，判断催化剂性能，催化剂性能劣化评估模型的输出与烟气流量及主回路PID控制器输出的喷氨量控制信号相乘，得到喷氨需求量，将喷氨需求量与氨气流量测量反馈值相减所得到的差值送入副环PID控制器的输入端。

催化剂性能劣化评估模型输出信号是催化剂活性b，表达式为：

式中，b为催化剂活性，v为烟气流量(体积流量，m³·h^-1)，V为催化剂体积，A为催化剂比表面积(m²·m^-3),η为脱硝效率，n为氨氮摩尔比，c₁,c₂为反应器入口，出口NOx浓度。

本发明在副环中引入了基于模型的预测及智能前馈控制，大幅提高了脱硝系统的闭环稳定性和抗扰动能力，实现了SCR入口NOx浓度变化及失真时所需喷氨量的动态修正，为准确控制喷氨量、减少氨逃逸和氨消耗量，实现全过程鲁棒性和全工况达标排放，提高火电厂脱硝控制系统的自动化水平提供了技术支持。

附图说明

图1是本发明的SCR脱硝自动控制系统总体方案图；

图2是出口NOx浓度控制图；

图3是脱硝控制系统。

图中各标号分别表示为：T、时钟，CT、NOx浓度传感器，A、NOx浓度设定值，FT、烟气流量传感器，TE、温度传感器，f(x)、校正函数。

文中各符号分别表示为：ΔC_NOx,A为A侧入口NOx浓度Δt时间内变化值，C_NOx,B为从吹扫开始时刻起经过Δt时间后B侧入口NOx浓度，为吹扫前B侧入口NOx浓度，Δt为吹扫时间，G(s)为传递函数，K为增益系数，T₁、T₂为惯性时间，τ为延迟时间，s为微分因子，b为催化剂活性，v为烟气流量(体积流量，m³·h^-1)，V为催化剂体积，A为催化剂比表面积(m²·m^-3),η为脱硝效率，n为氨氮摩尔比，c₁,c₂为反应器入口，出口NOx浓度。为烟囱入口NOx浓度偏差的小时均值，C_NOx为烟囱入口NOx浓度测量值，R_NOx为烟囱入口NOx浓度设定值，k＝1,2,...,m为第k个采样点，m为1小时内的采样个数，ω(t)为指数权值，λ为小于1的正数。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

图1是本发明的SCR脱硝自动控制系统总体方案图。图中主要有小时目标均值模型，根据烟囱入口NOx浓度的测量值和设定值以时钟测得的时间为基准得到每小时烟囱入口NOx浓度偏差的加权平均值，结合脱硝反应器的出口NOx浓度设定值可以更加准确，有代表性的反映烟囱入口NOx浓度水平。催化剂性能劣化评估模型，根据脱硝反应器的入口、出口NOx浓度、烟气流量及氨气流量的测量值等得到催化剂活性b，以此反映反应器中催化剂的性能进而调节喷氨量。增益调度模型以烟气流量为调度变量，自动调节不同负荷工况下的PID参数值。炉内燃烧NOx生成预估模型给出脱硝入口NOx预估浓度，提前对喷氨量做出调整。入口浓度吹扫校正模型根据对侧SCR入口NOx浓度来预测入口NOx浓度测点吹扫时失真的数据，可以提高系统的抗干扰性。

图2是出口NOx浓度控制图。图中的前馈控制器能及时反应烟气流量、入口NOx浓度变化带来的干扰，预估NOx浓度，校正吹扫时失真的NOx浓度，提前调整喷氨量，增强系统调节的及时性。主环PID控制器根据出口NOx浓度及其设定值等输入信号，由增益调度模型自动修正不同工况下的PID参数值，输出喷氨量的控制信号到副PID控制器。副PID控制器作用是根据主环PID控制器的信号调节喷氨阀门开度。

图3是脱硝控制系统装置图。图中的烟气检测传感器可以测得NOx浓度。以DSP芯片为核心的喷氨主环PID控制器接收计算机的输入信号及烟气检测传感器的NOx浓度信号调节输入单片机的喷氨的控制方法及参数等。单片机的主要功能是根据喷氨主环PID控制器确定的控制信号，调节喷氨调节阀的开度。

本发明提供了一种功能完善的脱硝自动控制方法，其技术方案如下：

本发明利用基于模型的预测及智能前馈控制，提前修正喷氨量，提高SCR系统的脱硝效率并降低氨逃逸率。在副环中引入基于模型的预测及智能前馈控制，主要通过烟气流量、SCR入口NOx浓度(即脱硝反应器入口NOx浓度)变化及炉内燃烧NOx生成预估模型、吹扫校正模型来实现；烟气流量反映机组负荷变化；SCR入口NOx浓度变化反映了不同负荷下SCR内脱硝过程的氨/氮摩尔比；而炉内燃烧NOx生成预估模型则反映了由于炉内煤粉燃烧过程组织方式不同对烟气中NOx生成的影响，其影响因素主要有机组负荷、一次风量(反映炉内燃烧温度水平)、氧量(过量空气系数)、各二次风量(或二次风门组合方式)、燃料成分(主要是挥发分、收到基氮含量)。这些前馈信号都是反映锅炉炉内燃烧完成后、进入SCR反应器之前，烟气中NOx浓度的变化。以前馈方式加入脱硝自动控制系统中，可以预先预测出大的参数变化，提前修正喷氨阀门开度指令，提高SCR自动控制系统的鲁棒性，使脱硝自动控制系统更加稳定、适应各种变负荷工况。

测点吹扫校正模型在副环中引入，可以消除吹扫过程导致的测点数据失真造成的干扰，解决该系统测量滞后大的问题。在测点吹扫过程中，采用软测量技术实现对NOx浓度数据的测量，用实际的NOx测量值来对软测量结果进行实时校正。

在主环中设置一个自动调整PID参数的增益调度模型，由于锅炉烟气中NOx的生成与多种因素有关，并且SCR反应器内发生氧化还原NOx的过程与烟气温度、氨/氮摩尔比、催化剂性能等有关。在不同负荷下，SCR反应器中化学反应过程的动态特性不同，因此建立不同工况下的增益调度模型，自动调整PID参数，以适应不同负荷下，SCR反应器运行特性的变化，使自动控制系统的参数与对象动态特性相匹配，实现烟气脱硝的自动控制，提高系统的鲁棒性。本发明的控制原理如图1所示。

本发明的技术核心在于SCR自动控制策略的实现及应用，本发明不仅通过软测量技术进行测点吹扫时NOx含量的预测，以解决该系统测量滞后大的问题，而且基于模型的预测及智能前馈控制策略将影响炉内燃烧NOx生成的因素加入到喷氨控制的预测前馈，包括机组负荷、燃煤量、煤质及风量与配风方式对SCR反应器入口NOx浓度及NOx的生成进行校正，提前修正喷氨阀门开度指令，实现喷氨量的准确控制，从而使得脱硝自动控制系统更加稳定、适应各种变负荷工况。

参看图1，通过烟囱入口NOx浓度的测量值和设定值控制的小时目标均值模型得到烟囱入口NOx浓度偏差信号每小时的加权平均值，其与SCR出口NOx浓度设定值(即脱硝反应器的出口NOx浓度设定值)相加后得到新的出口NOx浓度给定值，并与反馈回来的出口NOx浓度测量值做偏差，输入到主环智能PID控制器上，增益调度模型根据烟气流量和SCR入口温度(即脱硝反应器入口温度)的不同，自动调节主环PID控制器在不同工况下的PID参数值，进而调节喷氨量。副回路中，以SCR入口温度、SCR入口NOx浓度、出口NOx浓度、烟气流量及氨气流量的测量值构建催化剂性能劣化评估模型，判断催化剂性能，并与烟气流量及主环PID控制器的输出相乘，计算喷氨需求量，与氨气流量测量反馈值相减得到控制偏差信号，输入到副环PID控制器；以SCR入口NOx浓度和烟气流量的动态校正值及炉内燃烧NOx生成预估模型给出的NOx预估浓度做为副回路的前馈，提前对喷氨量做出预估，预先消除大的参数变化对系统的影响，且前馈中加入了入口浓度吹扫校正模型；前馈加上副环PID控制器的输出信号共同作用于喷氨阀门执行器，更好调节喷氨量，提高脱硝效率，减少氨逃逸，实现喷氨量的自动控制。前馈中加入了入口浓度吹扫校正模型，该模型对比并行运行的对侧SCR的入口NOx浓度的测量值来消除吹扫过程导致的入口NOx浓度的测点数据失真的干扰。如果B侧入口NOx浓度的测点数据处于失真状态时，利用对侧(A侧)入口NOx浓度Δt时间内变化值ΔC_NOx,A预测从吹扫开始时刻起经过Δt时间后B侧入口NOx浓度C_NOx,B，具体公式：其中，为吹扫前B侧入口NOx浓度，Δt为吹扫时间。

SCR脱硝自动控制系统是基于锅炉机组DCS系统平台，以串级加前馈的控制方式来实现，其控制图如图2所示。该控制系统副回路为氨气流量控制，主回路为出口NOx浓度控制。反应器出口NOx浓度作为被调量，氨气流量调节阀的幵度为调节量。串级控制系统有两个控制器，其中出口NOx浓度控制器为主环PID控制器，上位计算机给定出口NOx浓度设定值，反应器出口烟气检测传感器测得的出口NOx浓度反馈信号，由增益调度模型(内设增益调度表)自动修正的不同工况下的PID参数值，这些信号输入主环PID控制器调整喷氨量来维持出口NOx浓度稳定；吹扫校正NOx浓度和预估NOx浓度信号，反应器入口烟气检测传感器测得的入口NOx浓度及烟气流量信号输入前馈控制器，前馈控制器输出喷氨量控制信号到副环PID控制器，NH₃流量控制器为副环PID控制器，接收主环PID控制器和前馈控制器的输出信号及来自氨气调节阀的实际氨气流量反馈信号，来快速准确地调节喷氨阀门开度。

脱硝自动控制系统出口NOx浓度控制的传递函数为式中K为增益系数，T₁、T₂为惯性时间，τ为延迟时间，s为微分因子。

建立不同工况下的出口NOx浓度控制模型，并整定其对应的PID参数，创建增益调度表，自动调整PID参数值，利用增益调度模型实现变工况下出口NOx浓度的自动控制。

脱硝喷氨控制系统的硬件(如图3所示)主要包括以DSP芯片为核心的喷氨主环PID控制器和以STC15F4K60S4单片机为核心的喷氨功能控制器等。上位计算机传达控制命令给DSP喷氨主环PID控制器，设定脱硝系统的目标NOx浓度、脱硝系统的各级参数和喷氨器的控制方法等。喷氨主环PID控制器接收来自计算机的输入信号以及烟气传感器检测的实时出口NOx浓度值，根据建立好的吹扫校正模型、催化剂性能劣化评估模型、小时目标均值模型及增益调度模型等进行处理计算。喷氨主环PID控制器连接控制各个喷氨器的功能单片机，把目标NOx浓度，喷氨的控制方法及部分数据输入单片机同时通过单片机获得喷氨的实际控制情况。喷氨主环PID控制器把喷氨控制的各项状态参数数据反馈给计算机进行实时脱硝运行状况的画面显示。以STC15F4K60S4单片机为核心的喷氨功能控制器连接8路烟气检测传感器获得各区域NO_X的实时浓度，单片机处理器接收来自喷氨主环PID控制器的控制信号，根据NO_X的实时浓度及喷氨主环PID控制器确定的控制信号进行运算，确定喷氨调节阀的开度，输出信号给氨气流量调节阀，控制进入反应器的喷氨量在适当范围以适应进入脱硝反应器的实时NO_X含量。调节阀接收来自单片机的控制信号改变阀门开度，将氨喷入脱硝反应器与NOx进行化学反应。为了提高测量精度，在实际的NO_X浓度检测中，在反应器出口处安装多路NO_X浓度传感器测出的出口NO_X浓度反馈给主环PID控制器。

本发明的一个创新点是对脱硝系统中容易失真的参数采用软测量技术，实现失真参数模拟，减少现场设备问题对自动控制逻辑的影响。当SCR入口NOx浓度测点处于吹扫等情况时，测点数值处于失真状态，此时喷氨量不能及时反映SCR入口NOx浓度变化的影响。该软测量技术对当SCR入口NOx浓度的测点失真时的喷氨量进行了修正。通过软测量技术进行NOx的预测能很好解决该系统测量滞后大的问题，再通过引进多变量参数，用于自动控制系统的性能优化，从而使得脱硝NOx自动控制系统稳定，适应吹扫时测点的失真及各种变负荷工况。与传统PID控制器相比，本方法的自动控制系统可以提高脱硝效率，实现喷氨量的自动精确控制，减少氨逃逸率和氨消耗量。

本发明针对脱硝控制的大滞后特性，将吹扫校正模型，影响炉内燃烧NOx生成的因素加入到喷氨控制的智能预测前馈模型中，采用基于模型的预测及智能前馈控制技术对脱硝控制系统的扰动因素进行动态补偿，从反应源头及时预测SCR入口NOx浓度的波动，大幅提高了脱硝系统的闭环稳定性和抗扰动能力。

本发明中的主副环PID控制器采用相同的器件，均为XMPA-3000系列。

本方法充分考虑了干扰系统稳定性的各种因素，在充分了解对象特性的前提下，进行了相关控制策略的优化，建立了抗干扰模型，综合提高了系统鲁棒性。

Claims (5)

1.一种火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，其特征是，所述方法在脱硝控制系统中设置主环PID控制器、副环PID控制器和前馈控制器，所述主环PID控制器根据脱硝反应器的出口NOx浓度设定值和出口NOx浓度反馈信号计算出喷氨量控制信号；所述前馈控制器根据吹扫校正NOx浓度、NOx预估浓度、传感器测得的脱硝反应器入口NOx浓度和烟气流量计算喷氨量前馈控制信号；所述副环PID控制器根据喷氨量控制信号、喷氨量前馈控制信号及氨气流量反馈信号控制喷氨阀门开度。

2.根据权利要求1所述的火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，其特征是，所述前馈控制器计算喷氨量前馈控制信号的方法如下：以脱硝反应器入口NOx浓度、烟气流量的动态校正值及炉内燃烧NOx生成预估浓度的乘积做为副环PID控制器的前馈信号，在该前馈信号中还加入吹扫校正NOx浓度，即得到喷氨量前馈控制信号。所述吹扫校正NOx浓度由入口浓度吹扫校正模型通过对比并行运行的对侧SCR的入口NOx浓度的测量值给出，具体方法为：如果B侧入口NOx浓度的测点数据处于失真状态，则利用对侧(A侧)入口NOx浓度Δt时间内变化值ΔC_NOx,A来预测从吹扫开始时刻起经过Δt时间后B侧入口NOx浓度C_NOx,B，具体公式为：

<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mi>O</mi> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>B</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mi>O</mi> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>B</mi> </mrow> <mi>o</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;C</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mi>O</mi> <mi>x</mi> <mo>,</mo> <mi>A</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>t</mi> </mrow>

式中，为吹扫前B侧入口NOx浓度，Δt为吹扫时间。

3.根据权利要求1或2所述的火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，其特征是，所述主环PID控制器根据脱硝反应器的出口NOx浓度设定值和出口NOx浓度反馈信号计算喷氨量控制信号时，其输入信号通过以下方法获得：通过烟囱入口NOx浓度的测量值和设定值控制的小时目标均值模型得到每小时烟囱入口NOx浓度偏差的加权平均值，该偏差值与脱硝反应器的出口NOx浓度设定值相加后得到新的出口NOx浓度给定值，该出口NOx浓度给定值与反馈回来的反应器出口NOx浓度测量值做差，得到主环PID控制器的输入信号；

所述小时目标均值模型由烟囱入口NOx浓度的测量值和设定值给出，具体方法为：烟囱入口NOx浓度测量值C_NOx与设定值R_NOx取偏差，并以指数权值ω(k)＝λ^m-k为加权因子做加权平均计算，具体公式为：

<mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <msub> <mover> <mi>C</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mrow> <mi>N</mi> <mi>O</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>m</mi> </munderover> <mi>&amp;omega;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mi>O</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mi>O</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>m</mi> </munderover> <mi>&amp;omega;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow>

式中，为烟囱入口NOx浓度偏差的小时均值，C_NOx为烟囱入口NOx浓度测量值，R_NOx为烟囱入口NOx浓度设定值，k＝1,2,...,m为第k个采样点，m为1小时内的采样个数，λ为小于1的正数。

4.根据权利要求3所述的火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，其特征是，所述主环PID控制器在不同工况下的PID参数值由增益调度模型根据烟气流量和脱硝反应器入口温度进行调节。

5.根据权利要求4所述的火电机组脱硝系统的全工况达标排放控制方法，其特征是，将主环PID控制器输出的喷氨量控制信号送入副环PID控制器之前，应对喷氨量控制信号作如下处理：以脱硝反应器入口温度、脱硝反应器的入口NOx浓度、出口NOx浓度、烟气流量及氨气流量的测量值构建催化剂性能劣化评估模型，判断催化剂性能，催化剂性能劣化评估模型的输出与烟气流量及喷氨量控制信号相乘，得到喷氨需求量，将喷氨需求量与氨气流量测量反馈值相减所得到的差值送入副环PID控制器的输入端；

催化剂性能劣化评估模型输出信号是催化剂活性b，表达式为：

<mrow> <mi>b</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>v</mi> <mrow> <mi>V</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>A</mi> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>l</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mi>&amp;eta;</mi> <mi>n</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

<mrow> <mi>&amp;eta;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>c</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>c</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <msub> <mi>c</mi> <mn>1</mn> </msub> </mfrac> </mrow>

式中，b为催化剂活性，v为烟气流量(体积流量，m³·h^-1)，V为催化剂体积，为催化剂比表面积(m²·m^-3),η为脱硝效率，n为氨氮摩尔比，c₁,c₂为反应器入口，出口NOx浓度。