燃煤发电机组脱硝优化控制方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种燃煤发电机组脱硝优化控制方法 和系统。
【背景技术】
[0002] 燃煤发电机组作为电力系统中的供电部分，将煤燃烧产生的热能，通过发电动力 装置（电厂锅炉、汽轮机和发电机及其辅助装置等）转换成电能，在此过程中，燃煤的锅炉 会产生大气污染气体，例如S02、NOx等。
[0003] 脱硝，是指锅炉燃烧煤产生的烟气经过省煤器并输送至燃煤发电机组的脱硝系 统，采用SCR(Selective Catalytic Reduction选择性催化还原技术）实现降低燃煤排放 烟气中的氮氧化物（NOx)，以降低对大气环境污染程度。其方法为：向SCR反应器中注入氨 气，使用脱硝催化剂促使氨气选择性地与烟气中的NOx发生化学反应。
[0004] 燃煤产生的烟气经过脱硝后由烟囱排出。为进一步减少烟囱出口 NOx的排放量、 降低对大气环境的污染，一般情况下采用的方法是改进燃煤设备。然而随着国家对污染排 放量要求的进一步提高，传统的脱硝改进方法不能满足最新的大气污染排放要求，脱硝系 统投运率低，且脱硝效率低。
【发明内容】
[0005] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种提高脱硝系统投运率和脱硝效率，以降低 环境污染的燃煤发电机组脱硝优化控制方法和系统。
[0006] -种燃煤发电机组脱硝优化控制方法，包括如下步骤：
[0007] 检测SCR反应器入口的S02浓度和所述SCR反应器入口的NOx浓度，根据所述SCR 反应器入口的S02浓度和所述SCR反应器入口的NOx浓度确定所述SCR反应器的最低运行 温度，并更新为当前SCR反应器运行温度；
[0008] 获取预设负荷范围内各负荷对应的最佳氧量、所述最佳氧量下的SOFA风风门最 佳开度和CCOFA风风门最佳开度，并生成负荷-氧量函数表和负荷-小风门开度函数表；
[0009] 检测锅炉的当前运行负荷，根据所述当前运行负荷、所述负荷-氧量函数表和所 述负荷-小风门开度函数表，获取与所述当前运行负荷对应的最佳氧量、SOFA风风门最佳 开度和当前CCOFA风风门最佳开度，并分别更新为当前运行氧量、当前SOFA风风门开度和 当前CCOFA风风门开度；
[0010] 获取锅炉的总风量、总给煤量和所述SCR反应器入口的NOx浓度，预测所述SCR反 应器入口的NOx浓度的变化趋势；
[0011] 根据所述SCR反应器入口的NOx浓度的变化趋势，在所述SCR反应器入口的NOx 浓度变化之前调节喷入的氨气量；
[0012] 判断所述当前运行负荷是否变化；
[0013] 若是，根据所述SCR反应器入口的NOx浓度的变化趋势，在所述SCR反应器入口的 NOx浓度变化之前调节所述当前运行氧量，控制所述当前运行氧量的变化趋势与所述SCR 反应器入口的NOx浓度的变化趋势一致。
[0014] 一种燃煤发电机组脱硝优化控制系统，包括：
[0015] 获取模块，用于获取预设负荷范围内各负荷对应的最佳氧量、所述最佳氧量下的 SOFA风风门最佳开度和CCOFA风风门最佳开度，并生成负荷-氧量函数表和负荷-小风门 开度函数表；
[0016] 负荷检测模块，用于检测所述锅炉的当前运行负荷；
[0017] 最佳运行设置模块，用于接收所述负荷检测模块所检测的所述当前运行负荷，根 据所述当前运行负荷、所述负荷-氧量函数表和所述负荷-小风门开度函数表，获取与所述 当前运行负荷对应的最佳氧量、SOFA风风门最佳开度和CCOFA风风门最佳开度，并分别更 新为当前运行氧量、当前SOFA风风门开度和当前CCOFA风风门开度；
[0018] SCR反应器运行温度设定模块，用于检测SCR反应器入口的S02浓度和所述SCR反 应器入口的NOx浓度，根据所述SCR反应器入口的S02浓度和所述SCR反应器入口的NOx 浓度确定所述SCR反应器的最低运行温度，并更新为当前SCR反应器运行温度；
[0019] 喷氨预测模块，用于获取锅炉的总风量、总给煤量和所述SCR反应器入口的NOx浓 度，预测所述SCR反应器入口的NOx浓度的变化趋势；
[0020] 喷氨调节模块，用于根据所述SCR反应器入口的NOx浓度的变化趋势，在所述SCR 反应器入口的NOx浓度变化之前调节喷入的氨气量；
[0021] 氧量控制模块，用于接收所述负荷检测模块所检测的所述当前运行负荷，在所述 当前运行负荷变化时，在所述SCR反应器入口的NOx浓度变化之前调节所述当前运行氧量， 控制所述当前运行氧量的变化趋势与所述SCR反应器入口的NOx浓度的变化趋势一致。
[0022] 上述燃煤发电机组脱硝优化方法和系统，通过检测SCR反应器入口的S02浓度和 SCR反应器入口的NOx浓度，根据SCR反应器入口的S02浓度和SCR反应器入口的NOx浓 度确定SCR反应器的最低运行温度，并更新为当前SCR反应器运行温度，降低了 SCR反应器 的最低运行温度，实现脱硝系统保护逻辑的优化，确保燃煤机组实现全工况脱销；获取预设 负荷范围内各负荷对应的最佳氧量、最佳氧量下的SOFA风风门最佳开度和CCOFA风风门最 佳开度，生成负荷-氧量函数表和负荷-小风门开度函数表，根据锅炉的当前运行负荷、负 荷-氧量函数表和负荷-小风门开度函数表，获取与当前运行负荷对应的最佳氧量、SOFA风 风门最佳开度和CCOFA风风门最佳开度，并分别更新为当前运行氧量、当前SOFA风风门开 度和当前CCOFA风风门开度，实现锅炉静态燃烧优化，降低锅炉侧的NOx生成量；获取锅炉 的总风量、总给煤量和SCR反应器入口的NOx浓度的变化预测SCR反应器入口的NOx浓度 的变化趋势，在SCR反应器入口的NOx浓度变化之前调节喷入的氨气量，对NOx脱除端采用 趋势预测可以提前响应SCR反应器入口的NOx浓度的变化，及时喷入氨气以有效控制NOx 的排放，可以降低因 NO浓度的变动而引起NOx排放量；在当前运行负荷变化时，在SCR反应 器入口的NOx浓度变化之前调节当前运行氧量，控制当前运行氧量的变化趋势与SCR反应 器入口的NOx浓度的变化趋势一致，实现在动态燃烧过程中控制风煤比，进一步减少NOx生 成端在动态燃烧过程中NOx的生成。因此，通过结合NOx生成端静态燃烧优化和动态燃烧 优化、NOx脱除端优化和脱硝系统保护逻辑优化，从三个方面减小NOx的排放，脱硝系统投 运率高，且脱硝效率高。
【附图说明】
[0023] 图1为一实施例中本发明燃煤发电机组脱硝优化控制方法的流程图；
[0024] 图2为一实施例中的喷氨控制框图；
[0025] 图3为现有技术中的采用带前馈的PID控制与NOx浓度趋势预测的对比图；
[0026] 图4为一实施例中获取预设负荷范围内各负荷对应的最佳氧量、最佳氧量下的 SOFA风风门最佳开度和CCOFA风风门最佳开度，并生成负荷-氧量函数表和负荷-小风门 开度函数表的具体流程图；
[0027] 图5为另一实施例中燃煤发电机组脱硝优化控制方法的流程图；
[0028] 图6为本发明燃煤发电机组脱硝优化控制系统的模块图。
【具体实施方式】
[0029] 参考图1，本发明一实施例中的燃煤发电机组脱硝优化控制方法，包括如下步骤。
[0030] SI 10 :检测SCR反应器入口的S02浓度和SCR反应器入口的NOx浓度，根据SCR反 应器入口的S02浓度和SCR反应器入口的NOx浓度确定SCR反应器的最低运行温度，并更 新为当前SCR反应器运行温度。
[0031] 根据当前运行情况下SCR反应器入口的S02浓度、SCR反应器入口的NOx浓度确 定当前情况下SCR反应器的最低运行温度，可以在确保催化剂活性和控制NH4HS04生成的 同时，降低了 SCR反应器的最低运行温度，因此，当锅炉在较低负荷运行状态下由于煤种偏 差出现SCR反应器入口的烟气温度较低时，也可以继续运行脱硝系统，进一步确保燃煤机 组实现全工况脱硝。
[0032] S130 :获取预设负荷范围内各负荷对应的最佳氧量、最佳氧量下的SOFA风风门最 佳开度和CCOFA风风门最佳开度，并生成负荷-氧量函数表和负荷-小风门开度函数表。
[0033] 预设负荷范围可以根据一般情况下燃煤机组的运行负荷确定。本实施例中，预设 负荷范围为200MW-700MW。可以理解，在其他实施例中，预设负荷范围也可以为其他范围值。
[0034] 预设负荷范围内各负荷对应地最佳氧量、最佳氧量下的SOFA风风门最佳开度和 CCOFA风风门最佳开度可以通过在预设负荷范围内对锅炉进行静态燃烧试验，根据锅炉运 行情况和SCR反应器入口的NOx浓度获取。
[0035] S15 0 :检测锅炉的当前运行负荷，根据当前运行负荷、负荷-氧量函数表和负 荷-小风门开度函数表，获取与当前运行负荷对应的最佳氧量、SOFA风风门最佳开度和 CCOFA风风门最佳开度，并分别更新为当前运行氧量、当前SOFA风风门开度和当前CCOFA风 风门开度。
[0036] 实际运行过程中，锅炉侧NOx的生成浓度的实际值与理论值有一定差距