锅炉脱硝喷氨自动调节优化方法及系统与流程

本申请涉及锅炉脱硝的领域，尤其是涉及一种锅炉脱硝喷氨自动调节优化方法及系统。

背景技术：

现有技术中，对发电机组中锅炉15所产生的废气进行脱硝喷氨的装置如图6所示，包括锅炉15、脱硝反应器16、空预器17及脱硫出口18，锅炉15内因发电所产生的废气依次经过脱硝反应器16、空预器17并通过脱硫出口18排出，在经过脱硝反应器16时，废气与喷入的氨气进行反应，以减少废气中的nox含量，反应后的废气经过空预器17进行热量回收后，再经过脱硫后排出。

针对上述中的相关技术，在对废气中的氮氧化物进行清除时，通过将氨气喷入脱硝反应器16中直接与氮氧化物进行催化反应，在将氨气喷入脱硝反应器16的过程中，需要对氨气的量进行控制，上述装置在控制氨气的过程中，直接检测脱硝反应器16入口废气中所含的氮氧化物含量及反应后出口的氮氧化物，并将两个含量做差值以得到需要减少的氮氧化物含量，之后根据所要减少的氮氧化物含量喷入相应的含量的氨气，但是这种直接将从脱硝反应器16出口的氮氧化物含量作为检测的标准，存在氨气与氮氧化物同时从脱硝反应器16出口溢出并在出口处进行反应的情况，进而导致将从脱硝反应器16出口的氮氧化物含量作为检测的过程中，所检测到的氮氧化物含量偏高或偏低，使得控制喷入的氨气量时，存在喷氨量过高或过低的情况，导致喷氨的准确性降低。

技术实现要素：

为了提高控制脱硝反应器内喷氨量的准确性，本申请提供一种锅炉脱硝喷氨自动调节优化方法及系统。

第一方面，本申请提供一种锅炉脱硝喷氨自动调节优化方法，采用如下的技术方案：

一种锅炉脱硝喷氨自动调节优化方法，包括：

获取锅炉所排出的废气量及脱硝反应器入口处的氮氧化物浓度，并将废气量与氮氧化物浓度相乘以得到废气中氮氧化物总含量；

获取脱硫出口处的氮氧化物排出含量，并计算氮氧化物总含量与氮氧化物排出含量之间的差值；

将氮氧化物总含量与氮氧化物排出含量的差值作为氮氧化物反应量，于预设的喷氨量数据库中选取与对应氮氧化物反应量催化反应的喷氨量喷入脱硝反应器。

通过采用上述技术方案，通过获取脱硫出口处的氮氧化物排出含量，并计算脱硝反应器入口处的氮氧化物含量与脱硫出口处的氮氧化物排出含量的差值，来作为需要通过液氨进行催化反应的量，再从喷氨量数据库选择好相应的喷氨量，可使得从脱硝反应器出口出来的氮氧化物与液氨完全反应，减少氮氧化物排出含量中多余氮氧化物的残留，进而可提高控制脱硝反应器内喷氨量的准确性。

优选的，还包括：

获取脱硝反应器出口处的氮氧化物排放含量，并计算氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值；

于氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值小于预设的差值阈值时；

计算氮氧化物排放含量与氮氧化物总含量的差值并作为氮氧化物反应量，于预设的喷氨量数据库中选取与对应氮氧化物反应量催化反应的喷氨量喷入脱硝反应器。

通过采用上述技术方案，通过检测脱硝反应器出口处的氮氧化物排放含量，并与氮氧化物排出含量进行比较后，在确定与氮氧化物排出含量的差值小于差值阈值，则表示脱硝反应器出口处的氮氧化物排放含量中所含的氮氧化物含量可忽略，进而可将氮氧化物排放含量作为液氨控制的标准，减少氮氧化物在向脱硫出口运动的过程中，氮氧化物残留于空预器等装置内。

优选的，所述计算氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值后，还包括：

于氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值大于预设的差值阈值时；

记录氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量后产生氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量情况的清理次数；

于清理次数大于预设的清理次数阈值时，清理空预器并降低喷氨量。

通过采用上述技术方案，当氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量后产生氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量情况时，则表示开始喷入的液氨量较少或锅炉排放的氮氧化物含量增多，之后提高了喷氨量导致的，而喷氨量的提高易导致进入到空预器内的液氨量过量，导致空预器内氨与三氧化硫反应生成的硫酸氢铵粘附在换热片上，使得空预器堵塞，氮氧化物在空预器等装置内的残留量较多，此时可在持续达到对应清理次数时清理空预器以减少空预器的堵塞，并降低喷氨量以平衡氮氧化物排出含量与排放含量，同时可减少过多的氨或提高喷氨量，以清理残留的氮氧化物，减少氮氧化物排至空气中排至空气中。

优选的，还包括：

记录氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量后产生氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量情况的调节次数；

于调节次数大于预设的调节次数阈值时，提高喷氨量。

通过采用上述技术方案，当氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量后产生氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量情况时，则表示开始喷入的液氨量较多或锅炉排放的氮氧化物含量减少，之后降低了喷氨量导致的，而在氮氧化物持续产生的情况下，降低喷氨量易导致氮氧化物未反应完全而进入空气中，此时可在持续达到对应调节次数时，提高喷氨量，以中和氮氧化物，进而可减少出现氨逃逸的情况后降低喷氨量导致的，此时可通过降低喷氨量，以减少液氨氮氧化物排至空气中。

优选的，所述调节喷氨量时，包括调节锅炉负荷以调节废气量或调节喷氨阀的开度。

通过采用上述技术方案，调节锅炉负荷为增加或减少废气量，以增加或减少氮氧化物含量，进而增加或减少液氨喷入量，调节喷氨阀的开度同样可增加或减少液氨喷入量。

优选的，所述获取脱硫出口处及脱硝反应器出口处的氮氧化物含量时，包括：

将脱硫出口及脱硝反应器出口划分为若干氮氧化物含量检测区域；

获取经过每个检测区域的氮氧化物含量，并根据氮氧化物含量的大小将若干检测区域进行排序；

以若干检测区域中的处于中间位置检测区域对应的氮氧化物含量为基准，依次计算每个检测区域中氮氧化物含量与基准氮氧化物含量的差值；

删除存在氮氧化物含量与基准氮氧化物含量的差值大于预设差值阈值的检测区域，并计算剩余检测区域的氮氧化物含量平均值以作为对应出口的氮氧化物含量。

通过采用上述技术方案，通过设置若干检测区域覆盖脱硫出口及脱硝反应器出口，以减少对氮氧化物含量局部检测的情况，进而可提高脱硫出口及脱硝反应器出口所检测到的氮氧化物含量的准确性。

第二方面，本申请提供一种锅炉脱硝喷氨自动调节优化系统，采用如下的技术方案：

一种锅炉脱硝喷氨自动调节优化系统，包括：

第一获取模块，用于获取锅炉所排出的废气量及脱硝反应器入口处的氮氧化物浓度，并将废气量与氮氧化物浓度相乘以得到废气中氮氧化物总含量；

第二获取模块，用于获取脱硫出口处的氮氧化物排出含量，并计算氮氧化物总含量与氮氧化物排出含量之间的差值；

设定模块，用于将氮氧化物总含量与氮氧化物排出含量的差值作为氮氧化物反应量；

第一调节模块，于预设的喷氨量数据库中选取与对应氮氧化物反应量催化反应的喷氨量喷入脱硝反应器。

优选的，还包括：

第三获取模块，用于获取脱硝反应器出口处的氮氧化物排放含量，并计算氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值；

第二调节模块，于氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值小于预设的差值阈值时，计算氮氧化物排放含量与氮氧化物总含量的差值并作为氮氧化物反应量，于预设的喷氨量数据库中选取与对应氮氧化物反应量催化反应的喷氨量喷入脱硝反应器。

优选的，还包括：

第一记录模块，于氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值大于预设的差值阈值时，记录氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量后产生氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量情况的清理次数；

第一调整模块，于清理次数大于预设的清理次数阈值时，清理空预器并降低喷氨量；

第二记录模块，于氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值大于预设的差值阈值时，记录氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量后产生氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量情况的调节次数；

第二调整模块，于调节次数大于预设的调节次数阈值时，提高喷氨量。

优选的，还包括：

区域划分模块，用于将脱硫出口及脱硝反应器出口划分为若干氮氧化物含量检测区域；

检测模块，用于获取经过每个检测区域的氮氧化物含量，并根据氮氧化物含量的大小将若干检测区域进行排序；

第一计算模块，以若干检测区域中的处于中间位置检测区域对应的氮氧化物含量为基准，依次计算每个检测区域中氮氧化物含量与基准氮氧化物含量的差值；

第二计算模块，删除存在氮氧化物含量与基准氮氧化物含量的差值大于预设差值阈值的检测区域，并计算剩余检测区域的氮氧化物含量平均值以作为对应出口的氮氧化物含量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过获取脱硫出口处的氮氧化物排出含量，并计算脱硝反应器入口处的氮氧化物含量与脱硫出口处的氮氧化物排出含量的差值，来作为需要通过液氨进行催化反应的量，可减少氮氧化物排出含量中多余氮氧化物的残留，进而可提高控制脱硝反应器内喷氨量的准确性。

附图说明

图1是本申请的原理示意图一。

图2是本申请的原理示意图二。

图3是本申请的原理示意图三。

图4是本申请的原理示意图四。

图5是本申请的结构示意图。

图6是现有技术中对锅炉废气进行脱硝脱硫的装置结构示意图。

附图标记说明：1、第一获取模块；2、第二获取模块；3、设定模块；4、第一调节模块；5、第三获取模块；6、第二调节模块；7、第一记录模块；8、第一调整模块；9、第二记录模块；10、第二调整模块；11、区域划分模块；12、检测模块；13、第一计算模块；14、第二计算模块；15、锅炉；16、脱硝反应器；17、空预器；18、脱硫出口。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种锅炉脱硝喷氨自动调节优化方法，参照图1，具体包括以下步骤：

步骤s100，获取锅炉所排出的废气量及脱硝反应器入口处的氮氧化物浓度，并将废气量与氮氧化物浓度相乘以得到废气中氮氧化物总含量。

具体的，分别检测锅炉排出的总废气量及脱硝反应器入口处的氮氧化物浓度，并以废气量与氮氧化物浓度的乘积作为需要进行脱硝脱硫的氮氧化物总含量。

步骤s200，获取脱硫出口处的氮氧化物排出含量，并计算氮氧化物总含量与氮氧化物排出含量之间的差值。

具体的，从脱硫出口所排出的氮氧化物是在通过脱硝反应器进行喷氨脱硝后，再经过空预器将热量回收后，最后经由脱硫出口脱硫后排出，所排出的氮氧化物排出含量为可排至环境中的标准氮氧化物含量，之后再计算需要进行脱硝脱硫的氮氧化物总含量与能够排出的氮氧化物排出含量的差值，并以此作为需要进行除去的氮氧化物含量。

步骤s300，将氮氧化物总含量与氮氧化物排出含量的差值作为氮氧化物反应量，于预设的喷氨量数据库中选取与对应氮氧化物反应量催化反应的喷氨量喷入脱硝反应器。

具体的，氮氧化物反应量为进入到脱硝反应器后，需要通过充入液氨进行催化反应的氮氧化物含量，本实施例中通过设置喷氨量数据库，并在喷氨量数据库中存储与氮氧化物含量数据对应的液氨含量数据，即每个氮氧化物含量数据均对应一个可以将该含量下的氮氧化物完全催化反应的液氨含量数据；进而在计算出氮氧化物反应量后，可直接根据对应的液氨含量数据将相应含量的液氨充入到脱硝反应器中与氮氧化物催化反应。

参照图2，进一步的，由于在脱硝反应器催化反应后，从脱硝反应器出口溢出的废气中仍会存在氮氧化物，在向脱硫出口运动的过程中，可能出现氮氧化物残留在空预器内的情况，使得脱硫出口所检测到的氮氧化物含量偏低，进而使得喷入的液氨含量偏高，为进一步提高所需充入的液氨含量的准确性。

本申请还包括：

步骤s400，获取脱硝反应器出口处的氮氧化物排放含量，并计算氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值。

具体的，直接检测脱硝反应器出口处的氮氧化物排放含量，相比于检测脱硫出口的氮氧化物排出含量，氮氧化物排放含量更能够快速反应出脱硝反应器内氮氧化物被催化反应的量，之后再计算氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量之间的差值。

步骤s410，于氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值小于预设的差值阈值时。

步骤s411，计算氮氧化物排放含量与氮氧化物总含量的差值并作为氮氧化物反应量，于预设的喷氨量数据库中选取与对应氮氧化物反应量催化反应的喷氨量喷入脱硝反应器。

具体的，差值阈值优选为可将氮氧化物排放含量作为确定氮氧化物反应量计算的标准，即当氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值小于预设的差值阈值时，则表示氮氧化物在到达脱硫出口的过程中，残留于空预器等内部的量较少，甚至可进行忽略不计，此时可将氮氧化物排放含量作为氮氧化物反应量的计算标准，直接通过氮氧化物总含量减去氮氧化物排放含量以作为氮氧化物反应量，以增加在脱硝反应器内部的氮氧化物催化反应量，减少氮氧化物从脱硝反应器出口排出后，并到达脱硫出口的过程中，氮氧化物持续残留至空预器内。

参照图3，步骤s420，于氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值大于预设的差值阈值时。

具体的，氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值可以是氮氧化物排放含量减去氮氧化物排出含量，也可以是氮氧化物排出含量减去氮氧化物排放含量，当氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值大于预设的差值阈值时，则表示氮氧化物在到达脱硫出口的过程中，残留于空预器等装置内部的量较多。

步骤s421，记录氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量后产生氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量情况的清理次数。

步骤s422，于清理次数大于预设的清理次数阈值时，清理空预器并降低喷氨量。

具体的，当氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量时，则表示开始喷入的液氨量较少或锅炉排放的氮氧化物含量较多，当氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量时，则表示后续提高了喷氨量，而提高的喷氨量更多的与氮氧化物反应，同样存在部分进入到空预器中，在持续多次后，空预器内的液氨量增加，导致空预器内液氨过量，过量的液氨与三氧化硫反应生成的硫酸氢铵粘附在空预器的换热片上，易导致空预器堵塞，此时可在持续达到对应清理次数时清理空预器以减少空预器的堵塞，并降低喷氨量以平衡氮氧化物排出含量与排放含量，同时可减少过多的氨进入空预器内或排至空气中。

步骤s423，记录氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量后产生氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量情况的调节次数。

步骤s424，于调节次数大于预设的调节次数阈值时，提高喷氨量。

具体的，当氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量时，则表示开始喷入的液氨量较多或锅炉排出的氮氧化物含量较少，当氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量时，则表示后续降低了喷氨量，而在氮氧化物持续产生的情况下，喷氨量的降低易导致氮氧化物未反应完全而进入空气中，此时可在持续达到调节次数阈值时，提高喷氨量，以中和氮氧化物，进而可减少氮氧化物排至空气中。

调节喷氨量时，包括调节锅炉负荷以调节废气量或调节喷氨阀的开度，具体的，调节锅炉负荷为增加或减少废气量，以增加或减少氮氧化物含量，进而增加或减少液氨喷入量，调节喷氨阀的开度同样可增加或减少液氨喷入量。

参照图4，获取脱硫出口处及脱硝反应器出口处的氮氧化物含量时，为提高所获取的氮氧化物含量的准确性，具体包括以下步骤：

步骤s500，将脱硫出口及脱硝反应器出口划分为若干氮氧化物含量检测区域。

具体的，将脱硫出口及脱硝反应器出口周向均匀划分相同数量的检测区域，以对整个脱硫出口及脱硝反应器出口进行全部检测覆盖，避免局部氮氧化物含量的检测，本实施例中，检测区域的数量优选为奇数。

步骤s510，获取经过每个检测区域的氮氧化物含量，并根据氮氧化物含量的大小将若干检测区域进行排序。

步骤s520，以若干检测区域中的处于中间位置检测区域对应的氮氧化物含量为基准，依次计算每个检测区域中氮氧化物含量与基准氮氧化物含量的差值。

具体的，对从脱硫出口及脱硝反应器出口两个出口中所获得的检测区域氮氧化物含量按照从大到小，进行分别排序，再将每个出口中通过排序后的，处于中间位置的氮氧化物含量作为基准，例如若将检测区域划分为五个，则作为基准的氮氧化物含量为第三个；之后计算其余四个所检测到的氮氧含量与第三个基准氮氧化物含量之间的差值，并得到四个具体的差值数据。

步骤s530，删除存在氮氧化物含量与基准氮氧化物含量的差值大于预设差值阈值的检测区域，并计算剩余检测区域的氮氧化物含量平均值以作为对应出口的氮氧化物含量。

具体的，差值阈值优选为判断检测区域所检测到的氮氧化物含量是否作为脱硫出口或脱硝反应器出口氮氧化物含量计算的标准，将四个具体的差值数据分别与差值阈值大小比较，并将四个四个具体的差值数据中大于差值阈值的数据删除，进而删除对应检测区域所检测到的氮氧化物含量，最后计算剩余检测区域对应的氮氧化物含量的平均值，并以此作为脱硫出口或脱硝反应器出口的氮氧化物含量。

本申请实施例还公开一种锅炉脱硝喷氨自动调节优化系统，参照图5，包括第一获取模块1、第二获取模块2、设定模块3及第一调节模块4；第一获取模块1用于获取锅炉15所排出的废气量及脱硝反应器16入口处的氮氧化物浓度，并将废气量与氮氧化物浓度相乘以得到废气中氮氧化物总含量；第二获取模块2用于获取脱硫出口18处的氮氧化物排出含量，并计算氮氧化物总含量与氮氧化物排出含量之间的差值；设定模块3用于将氮氧化物总含量与氮氧化物排出含量的差值作为氮氧化物反应量；第一调节模块4于预设的喷氨量数据库中选取与对应氮氧化物反应量催化反应的喷氨量喷入脱硝反应器16，喷氨量数据库内存储有氮氧化物反应量对应的喷氨量数据。

进一步的，由于在脱硝反应器16催化反应后，从脱硝反应器16出口溢出的废气中仍会存在氮氧化物，在向脱硫出口18运动的过程中，可能出现氮氧化物残留在空预器17内的情况，使得脱硫出口18所检测到的氮氧化物含量偏低，进而使得喷入的液氨含量偏高，为进一步提高所需充入的液氨含量的准确性。

本申请还包括第三获取模块5、第二调节模块6、第一记录模块7、第一调整模块8、第二记录模块9及第二调整模块10；第三获取模块5用于获取脱硝反应器16出口处的氮氧化物排放含量，并计算氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值；第二调节模块6于氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值小于预设的差值阈值时，计算氮氧化物排放含量与氮氧化物总含量的差值并作为氮氧化物反应量，于预设的喷氨量数据库中选取与对应氮氧化物反应量催化反应的喷氨量喷入脱硝反应器16。

第一记录模块7于氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值大于预设的差值阈值时，记录氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量后产生氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量情况的清理次数；第一调整模块8于清理次数大于预设的清理次数阈值时，清理空预器17并降低喷氨量；第二记录模块9于氮氧化物排放含量与氮氧化物排出含量的差值大于预设的差值阈值时，记录氮氧化物排放含量小于氮氧化物排出含量后产生氮氧化物排放含量大于氮氧化物排出含量情况的调节次数；第二调整模块10于调节次数大于预设的调节次数阈值时，提高喷氨量。

进一步的，获取脱硫出口18处及脱硝反应器16出口处的氮氧化物含量时，为提高所获取的氮氧化物含量的准确性，本申请还包括区域划分模块11、检测模块12、第一计算模块13及第二计算模块14。

区域划分模块11用于将脱硫出口18及脱硝反应器16出口划分为若干氮氧化物含量检测区域；检测模块12用于获取经过每个检测区域的氮氧化物含量，并根据氮氧化物含量的大小将若干检测区域进行排序；第一计算模块13用于以若干检测区域中的处于中间位置检测区域对应的氮氧化物含量为基准，依次计算每个检测区域中氮氧化物含量与基准氮氧化物含量的差值；第二计算模块14用于删除存在氮氧化物含量与基准氮氧化物含量的差值大于预设差值阈值的检测区域，并计算剩余检测区域的氮氧化物含量平均值以作为对应出口的氮氧化物含量。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。