随着大气污染问题越来越严峻以及公众环保意识的提高,燃煤火力发电厂并网发电都要求进行烟气脱硝处理。当前火电厂应用最广泛的脱硝技术是选择性催化还原技术(SCR),由于SCR脱硝系统是一个大惯性、纯延迟、强非线性的被控对象,传统的PID控制效果不佳。预测控制是一种先进的计算机控制算法,特别适用于大惯性对象。研究预测控制应用于脱硝系统控制不仅可以实现最优控制降低脱硝成本,而且可以减少喷氨量从而降低二次污染,给火电厂带来经济效益和社会价值。本文在介绍氮氧化物产生机理的基础上,系统地总结当前氮氧化物控制技术,然后详细介绍其中最广泛应用的SCR脱硝技术理论和系统组成,重点分析脱硝效果的关键影响因素。传统的三种SCR脱硝控制方法是固定摩尔比控制、固定出口浓度控制、复合控制,对三者控制原理和优缺点进行对比分析。实际工业现场主要采用复合控制,在MATLAB中仿真对比复合控制中基于固定摩尔比和基于动态摩尔比两种控制方法的效果,发现基于动态摩尔比控制效果比基于固定摩尔比好,但是仍然存在调节时间很长的问题,实际控制效果不佳。最后将预测控制方法中的动态模型法用于脱硝系统喷氨量控制,综合考虑出口NOx浓度限制和喷氨阀门寿命,仿真实验结果表明预测控制效果比传统复合控制好。虽然存在一定超调,但是响应速度快而且调节时间短,比复合控制少将近200s,而且喷氨阀门变化比较缓慢,也没有大幅波动变化。基于预测控制的SCR系统适应变工况和变干扰情况,从而实现较好的最优控制,不仅节约氨气,而且延长喷氨阀门寿命。