一种基于烟囱监测NOx浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法及系统与流程

本发明属于燃煤电厂氨氮浓度获取领域，涉及一种基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法及系统。

背景技术：

1、燃煤机组的入炉煤质、负荷均比较稳定，对nox排放浓度的控制要求相对较低，喷氨总量控制通常采用简单的固定摩尔比等方式。燃煤机组运行条件恶劣且多变，普遍采用串级闭环喷氨总量控制系统，因scr系统具有大时延、大滞后、非线性等固有特性，喷氨总量控制存在调节滞后、波动大等共性问题。特别是在当前燃煤机组面临超低排放及灵活调峰双重压力下，该问题进一步凸显。喷氨总量控制品质不高一方面影响了机组nox达标排放，限制了机组灵活调峰能力；另一方面造成瞬时氨逃逸浓度过高，加剧了空预器等下游设备的abs沾污堵塞。

2、现有技术中提到的一种锅炉脱硝喷氨自动调节优化方法及系统，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。该发明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。但是这个方法没有考虑测量的滞后性。

3、现有技术中提到的一种基于多变量校正的脱硝喷氨控制方法，通过实时获取脱硝系统仪表的测量数据及工况信息；构建scr脱硝系统入口nox含量预测模型，预测当前时刻scr系统入口的nox含量；基于上述预测的scr系统入口的nox含量及测量数据，进行喷氨量前馈控制和预测矫正,生成当前时刻喷氨量控制指令，控制喷氨调阀，调节喷氨量。但是scr入口nox含量的影响因素较多，预测模型很难准确地进行预测。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中锅炉脱硝喷氨在测量时存在滞后，很难进行精准预测的问题，提供一种基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法及系统。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明提出的一种基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法，包括如下步骤：

4、获取初始时刻的脱硝效率，根据初始时刻的脱硝效率获取初始时刻的喷氨量表达式和初始时刻的脱硝反应器潜能表达式；

5、根据初始时刻的脱硝反应器潜能表达式获取某时刻的潜能表达式；

6、根据某时刻的潜能表达式获取某时刻scr出口准确氨氮浓度关系式；

7、根据某时刻scr出口准确氨氮浓度关系式获取喷氨量变化趋势，实现电厂喷氨量修正。

8、优选地，获取初始时刻的脱硝效率ηt0的方法如下：

9、

10、其中，cnox,in,t0为初始时刻scr入口nox浓度，cnox,out,t0为初始时刻t0的scr出口nox浓度。

11、优选地，获取初始时刻的氨逃逸表达式如下：

12、

13、其中，qnh3,t0为初始时刻的喷氨量，q烟气,t0为初始时刻的烟气量，cnh3,t0为初始时刻的氨逃逸浓度。

14、优选地，获取初始时刻的脱硝反应器潜能表达式如下：

15、

16、其中，pt0为初始时刻的反应器潜能，mrt0为初始时刻的nh3/nox摩尔比。

17、优选地，获取初始时刻的nh3/nox摩尔比的方法如下：

18、

19、优选地，某时刻的潜能表达式如下：

20、

21、其中，pt0为初始时刻的反应器潜能，pt1为某时刻t1的反应器潜能，某时刻的脱硝效率

22、优选地，氨氮浓度关系式如下：

23、

24、本发明提出的一种基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正系统，包括：

25、电厂初始数据获取模块，所述电厂初始数据获取模块用于获取初始时刻的脱硝效率，根据初始时刻的脱硝效率获取初始时刻的喷氨量表达式和初始时刻的脱硝反应器潜能表达式；

26、某时刻的潜能表达式获取模块，所述某时刻的潜能表达式获取模块用于根据初始时刻的脱硝反应器潜能表达式获取某时刻的潜能表达式；

27、准确氨氮浓度关系获取模块，所述准确氨氮浓度关系获取模块用于根据某时刻的潜能表达式获取某时刻scr出口准确氨氮浓度关系式；

28、喷氨量变化趋势获取模块，所述喷氨量变化趋势获取模块用于根据某时刻scr出口准确氨氮浓度关系式获取喷氨量变化趋势，实现电厂喷氨量修正。

29、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法的步骤。

30、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法的步骤。

31、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

32、本发明提出的一种基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法，通过利用烟囱环保监测nox浓度的滞后和scr反应器的潜能，可以推测出当前时刻的真实scr出口nox浓度；根据烟囱nox浓度和初始时刻的历史数据获取出反应器潜能，并近似认为某时刻和初始时刻的潜能是不变的，由此推出某时刻的反应器潜能，并结合某时刻的已知量计算出某时刻的实际scr出口nox浓度和氨逃逸浓度，并与scr出口nox浓度设定值进行比较，获取喷氨修正量，通过控制系统作用到喷氨调节阀中，实现喷氨量的实时修正。因此，本发明提出的修正方法能够解决现有技术存在的问题。

33、本发明提出的一种基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正系统，通过将系统划分为电厂初始数据获取模块、某时刻的潜能表达式获取模块、准确氨氮浓度关系获取模块和喷氨量变化趋势获取模块，实现电厂喷氨量修正。采用模块化思想使各个模块之间相互独立，方便对各模块进行统一管理。

技术特征：

1.一种基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法，其特征在于，获取初始时刻的脱硝效率ηt0的方法如下：

3.根据权利要求2所述的基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法，其特征在于，获取初始时刻的氨逃逸表达式如下：

4.根据权利要求3所述的基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法，其特征在于，获取初始时刻的脱硝反应器潜能表达式如下：

5.根据权利要求4所述的基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法，其特征在于，获取初始时刻的nh3/nox摩尔比的方法如下：

6.根据权利要求4所述的基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法，其特征在于，某时刻的潜能表达式如下：

7.根据权利要求6所述的基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法，其特征在于，氨氮浓度关系式如下：

8.一种基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的基于烟囱监测nox浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于烟囱监测NOx浓度的燃煤电厂喷氨量修正方法及系统，属于火力发电机组脱硝系统喷氨控制技术领域。通过利用烟囱环保监测NOx浓度的滞后，以及SCR反应器的潜能计算方法，可以推测出当前时刻的真实SCR出口NOx浓度；根据烟囱NOx浓度和T0时刻的历史数据计算出反应器潜能，并近似认为T1时刻和T0时刻的潜能是不变的，由此推出T1时刻的反应器潜能，并结合T1时刻的已知量计算出T1时刻的实际SCR出口NOx浓度C<subgt;NOx,out</subgt;、氨逃逸浓度并与SCR出口NOx浓度设定值进行比较，进一步计算出喷氨修正量，通过控制系统作用到喷氨调节阀中，实现喷氨量的实时修正。

技术研发人员：张庚,朱德力,陈嵩涛,王建阳
受保护的技术使用者：苏州西热节能环保技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12