一种scr脱硝催化剂在线检测和喷氨优化控制方法_2

文档序号:8380333阅读:来源:国知局
剂原烟侧氧量检测仪表,5、催化剂净烟侧NOx检测仪表,6、喷氨调节阀,7、DCS工程师站,8、DCS历史站,9、册13流量检测仪表,10、NH 3流量检测仪表,11、催化剂性能计算服务器。
【具体实施方式】
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[0036]下面结合附图对本发明进行详细说明:
[0037]图1为本发明实施例公开的一种SCR脱硝催化剂在线检测和喷氨优化控制方法流程图,包括步骤:
[0038]步骤S11、新催化剂安装调试功能正常后,SCR脱硝反应系统运行期间,按照预设条件,现场调节锅炉燃烧工况,获取满足所述预设条件的实验数据;
[0039]其中,实验数据包括多个数据组,每个所述数据组包括在所述SCR脱硝反应系统处于某一运行状态时得到的一段时间内反应器入口烟气的平均含氧量、已反应的NOx质量、喷入反应器的順3质量;已反应的NO x质量为SCR反应器入口 NO ^农度值减去出口 NOx浓度值得到的差值与烟气流量的乘积;
[0040]需要说明的是,所述数据组的获取除了通过实验获得,还可以通过检索符合预设条件的历史数据记录获得;
[0041]需要说明的是,所述数据组为满足下述条件得到的数据组:
[0042]反应器入口和出口烟气NOdP氧量测量仪表、反应器烟气流量测量仪表及册13流量测量仪表处于正常检测状态;确定反应器入口烟气含氧量在正常运行中的变化范围及预设值的个数,选择其中的一个预设值,按下述步骤进行试验得到的数据组:
[0043]A、调整锅炉燃料量及送风量,使反应器入口烟气含氧量达预设值;
[0044]B、手动或自动调整喷氨量使反应器出口 NOx浓度值满足正常运行的要求;
[0045]C、持续运行不少于20分钟,记录这一段时间内反应器入口烟气含氧量平均值、已反应的NOx质量、喷入反应器的NH3质量;
[0046]重复步骤A、B、C,直到完成所有预设值的实验及数据的记录。
[0047]需要说明的是,上述实验中反应器入口烟气含氧量值的波动范围不应超出预设值过多,如,氧量预设值为4 %时,实际氧量变化范围不应大于4.2 %,不应小于3.8%。
[0048]可以理解的是,本实验每次选取反应器入口烟气氧量的变化间隔越小,即以不同氧量值作为不同运行工况的实验次数越多,所获得的数据越多,越有利于准确拟合本发明所述的分段拟合直线,但从实用原则出发,可根据实际情况合理选择每个工况的氧量值,如,每次将氧量增加或减少0.3%作为一个工况,获取一组数据。
[0049]步骤S12、以所述实验数据中的一段时间内反应器入口烟气的平均含氧量为横坐标,以所述喷入反应器的NH3质量与已反应的NOx质量的比值为纵坐标,绘制分段拟合直线,所述已反应的NOx质量为所述SCR反应器入口 NO x浓度值减去出口 NO x浓度值得到的差值与烟气流量的乘积;
[0050]计算得到分段拟合直线每一段的斜率和偏移量;
[0051]步骤S13、在SCR脱硝反应系统运行期间,根据反应器入口烟气含氧量值对应的分段拟合直线的横坐标值,查找对应的直线段的斜率和偏移量,计算得到对应的纵坐标值,将此纵坐标值与已反应NOJM量相乘,得到该工况下应喷入的NH3质量,即理论喷氨量;
[0052]可以理解的是,本步骤得到的理论喷氨量值是与当前测量的烟气参数有相关性的瞬时值,由于烟气参数测量过程有一定的滞后性,此理论喷氨量值也有一定的滞后性,但此数据在本发明中的主要用途为累加一段时间内总的理论喷氨量,这种滞后性对一段时间的累加值精度影响很小,可以忽略不计。当然,为了消除这种滞后性的影响,也可以对理论喷氨量数值的时间标签进行平移,在本发明中不再详述。
[0053]步骤S14、在预设条件下,分别累加理论喷氨量和实际喷氨量;
[0054]需要说明的是,为了排除干扰工况的影响,累加理论喷氨量和实际喷氨量时应满足以下条件:
[0055]喷氨自动调控系统处于自动模式;反应器入口和出口烟气NOx、氧量、烟气流量测量仪表及册13流量仪表处于正常检测状态。
[0056]可以理解的是,在预设条件下,应同时分别累加理论喷氨量和实际喷氨量,累加周期越短,数值越准确,如:可以每秒累加一次;
[0057]步骤S15、定期计算累加的理论喷氨量和实际喷氨量在一个时间段内的比值k ;将新催化剂刚投入运行时的比值作为初始值Iv将k偏离1?的程度作为催化剂性能指标进行统计分析;
[0058]需要说明的是,在新催化剂刚投入运行时,理论喷氨量累加值和实际喷氨量累加值之比1?约为1,而后随催化剂使用时间增加,性能将逐渐下降,k将会逐渐小于1,也就是实际喷氨量逐渐大于理论喷氨量。如:当k值连续两次以上低至0.95以下时,在确认有关的检测仪表功能正常、测量结果正确后,可初步判断催化剂性能已下降至初始性能的95%以下,提示工厂管理者考虑适时对催化剂进行离线检测。
[0059]需要说明的是,所述定期计算累加的理论喷氨量和实际喷氨量在一个时间段内的比值k,指间隔一定时间如I天计算一次,将I天内累加的理论喷氨量除以累加的实际喷氨量,从而得到这一天的k值。当然,也可以间隔少于I天或大于I天,如间隔时间过短,计算结果会受偶然因素影响较大;间隔时间过长,不利于及时发现问题,因此间隔时间以I天或I周为宜,并且,为了保证检测方法的连续性和一致性,此间隔时间自新催化剂安装后必须保持不变。
[0060]步骤S16、将反应器入口 NOx浓度值减去出口 NOx浓度设定目标值得到的差值与烟气流量相乘,得到当前时刻欲反应的NOx质量;
[0061]步骤S17、根据当前时刻反应器入口烟气含氧量值对应的分段拟合直线的横坐标值,查找对应的直线段的斜率和偏移量,计算得到对应的纵坐标值,将此纵坐标值与步骤S16计算得到的当前时刻欲反应的NOJM量相乘,得到与反应器入口烟气含氧量、烟气流量、烟气中NOx浓度值及反应器出口烟气NO x浓度目标设定值相匹配的理论需求喷氨量;
[0062]步骤S18、将理论需求喷氨量除以最近一次计算得到的理论喷氨量累加值和实际喷氨量累加值的比值k,商作为喷氨自动调控系统的前馈调节指令,送至自动调控系统;
[0063]步骤S19、将理论需求喷氨量乘以系数Ii1Gi1大于I)作为实际喷氨量过大的报警值;
[0064]步骤S20、将理论需求喷氨量乘以系数k2(k2大于k J作为实际喷氨量过大的保护值;
[0065]需要说明的是,由于实际喷氨量和理论需求喷氨量瞬时值有一定的波动范围,确定报警和保护值时应考虑消除正常波动的影响,具体数值由实际实施时试验确定,本发明不进行限定;当催化剂性能明显下降时,理论需求喷氨量将与实际喷氨量偏差变大,需根据情况适时调整步骤S19、步骤S20中的系数匕及k 2。
[0066]参见图2,图2为本发明实施例公开的一种SCR脱硝催化剂在线检测和喷氨优化控制装置的结构示意图,包括:
[0067]DCS控制器(I)、烟气流量检测仪表(2)、催化剂原烟侧N0x检测仪表(3)、催化剂原烟侧氧量检测仪表(4)、催化剂净烟侧^^检测仪表(5)、喷氨调节阀(6)、DCS工程师站(7)、DCS历史站⑶、DCS操作员站(9)、NH3流量检测仪表(10)、催化剂性能计算服务器(11),所属DCS控制器(I)分别与所属烟气流量检测仪表(2)、催化剂原烟侧^,检测仪表(3)、催化剂原烟侧氧量检测仪表⑷、催化剂净烟侧呢检测仪表(5)、喷氨调节阀(6)、順3流量检测仪表(10)连接,所属DCS控制器(I)分别接收所属烟气流量检测仪表(2)、催化剂原烟侧^,检测仪表(3)、催化剂原烟侧氧量检测仪表(4)、催化剂净烟侧NO ,检测仪表(5)、喷氨调节阀(6)、NH3流量检测仪表(10)的信号,并向所属喷氨调节阀(6)发送控制信号;所属DCS控制器⑴、DCS工程师站(7)、DCS历史站⑶、DCS操作员站(9)、催化剂性能计算服务器(11)互相连接,互相发送并接收数据信号。
[0068]使用时,烟气流量检测仪表(2)、催化剂原烟侧”(^检测仪表(3)、催化剂原烟侧氧量检测仪表(4)、催化剂净烟侧”(^检测
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