CN107486012A - 一种烟气脱硝控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种烟气脱硝控制方法，包括：获取包括燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率在内的喷氨调节参数；根据所述燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率，控制喷氨调阀的开度。本发明实施例的烟气脱硝控制方法，依据在线氨逃逸数据，结合燃机负荷、NOx含量做为喷氨调节参数，在满足出口烟气NOx排放标准的前提下可减小氨逃逸，并且可做自动控制逻辑，降低了氨水的浪费和对设备的腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及脱硝控制领域，尤其涉及一种烟气脱硝控制方法。
背景技术
根据目前脱硝系统的运行情况，对脱硝氨气流量控制一般采用固定摩尔比控制方式(Constant Mole Ratio Control)。该控制方式是基于脱硝效率和催化剂脱硝能力的控制方式，在该控制方式下系统按照固定的氨氮摩尔比脱除烟气中的NOx，这种控制方式是设定值可调的单回路控制系统，控制回路简单易于调试和整定，但是这种控制方法会过度脱氮，增加运行成本。
由于脱硝喷氨自动系统具有较大的延迟性，目前用常规控制策略，容易导致脱硝喷氨控制系统不稳定，另一个缺点是会过度脱氮，增加运行成本。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
为了解决常规脱硝控制系统会造成过喷氨现象，且氨逃逸达到甚至超过喷氨总量的一半，浪费大量氨水的问题，本发明实施例提供一种烟气脱硝控制方法。
为了达到上述目的，本发明实施例提供一种烟气脱硝控制方法，包括：获取包括燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率在内的喷氨调节参数；根据所述燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率，控制喷氨调阀的开度。
进一步地，在一实施例中，所述根据所述燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率，控制喷氨调阀的开度，具体包括：当所述燃机负荷大于等于某一设定功率P，且所述出口烟气NOx浓度小于等于某一设定浓度C1，且所述氨逃逸率大于等于某一设定数值M1时，减小喷氨调阀的开度。
进一步地，在一实施例中，喷氨调阀减小开度的关速率为每8分30秒关3％。
进一步地，在一实施例中，所述根据所述燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率，控制喷氨调阀的开度，具体包括：当所述出口烟气NOx大于设定浓度C2或者所述氨逃逸率小于所述设定数值M1时，氨逃逸率不再参与喷氨调阀的控制。
进一步地，在一实施例中，所述根据所述燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率，控制喷氨调阀的开度，具体包括：当所述燃机负荷小于所述设定功率P时，喷氨调阀开度维持在设定数值N。
进一步地，在一实施例中，所述喷氨调阀开度维持的设定数值N为25％。
进一步地，在一实施例中，还包括获取喷氨量；当所述出口烟气NOx浓度小于等于所述第二设定浓度C2，且所述喷氨量小于设定数值Q，且所述氨逃逸率大于等于所述设定数值M1时，减小喷氨调阀的开度，所述设定浓度C2为15mg/Nm3。
进一步地，在一实施例中，还包括获取喷氨量；当所述出口烟气NOx浓度小于等于所述第二设定浓度C2，且所述喷氨量大于设定数值Q，且所述氨逃逸率大于等于设定数值M2时，减小喷氨调阀的开度。
进一步地，在一实施例中，根据所述氨逃逸率和喷氨量生成NOx设定偏置值，叠加到烟气脱硝控制系统出口的NOx设定值。
进一步地，在一实施例中，所述设定浓度C1为12mg/Nm3，所述设定功率P为160MW，所述设定数值M1为5ppm。
本发明实施例的烟气脱硝控制方法，依据在线氨逃逸数据，结合燃机负荷、NOx含量做为喷氨调节参数，在满足出口烟气NOx排放标准的前提下可减小氨逃逸，并且可做自动控制逻辑，降低了氨水的浪费和对设备的腐蚀。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的烟气脱硝控制方法的处理流程图；
图2为本发明实施例的烟气脱硝控制方法的系统处理示意图；
图3为本发明实施例的氨逃逸拉回回路的逻辑示意图；
图4为本发明实施例的F1(X)函数和F2(X)函数的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
并且本发明中，需要说明的是，设定的出口烟气NOx浓度、氨逃逸率以及燃机负荷等参数，是随着工况的不同可以改变的，下述实施例中用具体的数值进行说明，并不代表必须为这些具体的数字，本领域技术人员可以得知，随着工况不同，可以采用其他数据进行控制，因此设定数值可以认为是一种数值范围，并不限定某一具体数值。
常规脱硝控制系统会造成过喷氨现象，有些时间段甚至超过了20ppm，氨逃逸达到甚至超过喷氨总量的一半，浪费大量氨水，同时对大气造成污染。为了有效降低氨逃逸率，减少浪费氨水和对大气环境的影响，本发明依据烟气脱硝控制系统上在线氨逃逸数据，结合燃机负荷、NOx含量做为喷氨调节参数，在满足NOx排放标准的前提下减小氨逃逸，做自动控制逻辑，降低氨水的浪费和对设备的腐蚀。通过本发明的方法，余热锅炉排放口NOx含量控制在10～12mg/Nm3区间情况时，通过减少喷氨调门一定开度，减小氨逃逸率，氨逃逸率可控制在3～5ppm左右。
图1为本发明实施例的烟气脱硝控制方法的处理流程图。图2为本发明实施例的烟气脱硝控制方法的系统处理示意图。如图所示，包括：
步骤S101，获取包括燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率在内的喷氨调节参数；步骤S102，根据所述燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率，控制喷氨调阀的开度。
在本实施例的步骤S101中，燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率都可以在线实时获取。氨逃逸率率可从氨逃逸率仪表中实时获取。
在本实施例的步骤S102中，氨逃逸率仪表投入运行后，将氨逃逸率作为脱硝系统喷氨调阀开度控制的参数之一进行调节，其控制逻辑为：
(1)当燃机负荷大于或等于160MW时，烟囱出口NOx≤12mg/Nm3且氨逃逸率≥5ppm的情况下，延时60秒，喷氨调阀开始减小开度，其中关速率可设置为每8分30秒关3％；并且，当出口烟气NOx大于15mg/Nm3或氨逃逸率<5ppm时，氨逃逸率不再参与喷氨调阀的控制；
(2)当燃机负荷低于160MW时，为防止烟囱出口出现冒黄烟的情况(燃机低负荷运行时烟气中二氧化氮含量比例增加，一氧化氮比例减小，易出现视觉上的“黄烟”现象)，喷氨调阀开度维持25％。
但是，考虑喷氨调门的非线性特性，可能造成喷氨量超调现象，故本发明增加氨逃逸率拉回回路，整定内回路喷氨量调节参数，其设定值为喷氨量需求值，并且，在以下两种情况下氨逃逸率拉回回路起作用：
a、当NOx≤15mg/Nm3且喷氨量小于100kg/h，氨逃逸率≥5ppm的情况下，机组负荷未处于高值运行状态，导致氨逃逸率高，此时应减少喷氨量。
b、当NOx≤15mg/Nm3且喷氨量大于100kg/h，氨逃逸率≥8ppm的情况下，组负荷处于高值运行状态，由于催化剂容量所限，氨反应不充分，故保住烟囱出口NOx值，必然会导致氨逃逸率偏高，此时应减少喷氨量。
图3为本发明实施例的氨逃逸拉回回路的逻辑示意图。图4为本发明实施例的F1(X)函数和F2(X)函数的示意图。如图3和图4所示，氨逃逸经过F1(X)函数叠加到喷氨量设定值，经过F2(X)函数生成NOx设定值偏置叠加到烟气脱硝控制系统出口NOx设定值。
此逻辑投入运行后，保证了烟囱出口NOx的减半排放，也在最大程度的减小了脱硝系统喷氨量，且在任意负荷区间均可自动进行调整，可不用人为进行调整。此逻辑投入后每台炉脱硝系统费用(烟气NOx排污费+氨水费用)与发电量比值降至7.97元/万千瓦时。
2015年，某发电厂的发电量为377029.85万KWh，其中#1、#2燃机发电量261183.80万KWh，2015年全年均实现减半排污的情况下，缴纳烟气NOx排污费用为105.98万元，消耗氨水费用为117.14万元，脱硝系统费用(烟气NOx排污费+氨水费用)为223.12万元。在投入氨逃逸率参与调节的逻辑后，按照2015年发电量计算，预计全年脱硝系统费用(烟气NOx排污费+氨水费用)为208.16万元，全年可节省费用约15万元。
本发明实施例的烟气脱硝控制方法，依据在线氨逃逸数据，结合燃机负荷、NOx含量做为喷氨调节参数，在满足出口烟气NOx排放标准的前提下可减小氨逃逸，并且可做自动控制逻辑，降低了氨水的浪费和对设备的腐蚀。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种烟气脱硝控制方法，其特征在于，包括：
获取包括燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率在内的喷氨调节参数；
根据所述燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率，控制喷氨调阀的开度。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硝控制方法，其特征在于，所述根据所述燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率，控制喷氨调阀的开度，具体包括：
当所述燃机负荷大于等于某一设定功率P，且所述出口烟气NOx浓度小于等于某一设定浓度C1，且所述氨逃逸率大于等于某一设定数值M1时，减小喷氨调阀的开度。
3.根据权利要求2所述的烟气脱硝控制方法，其特征在于，喷氨调阀的减小开度的速率为每8分30秒关3％。
4.根据权利要求1所述的烟气脱硝控制方法，其特征在于，所述根据所述燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率，控制喷氨调阀的开度，具体包括：
当所述出口烟气NOx大于设定浓度C2或者所述氨逃逸率小于所述设定数值M1时，氨逃逸率不再参与喷氨调阀的控制，所述设定浓度C2为15mg/Nm3。
5.根据权利要求2所述的烟气脱硝控制方法，其特征在于，所述根据所述燃机负荷、出口烟气NOx浓度以及氨逃逸率，控制喷氨调阀的开度，具体包括：
当所述燃机负荷小于所述设定功率P时，喷氨调阀开度维持在设定数值N。
6.根据权利要求5所述的烟气脱硝控制方法，其特征在于，所述喷氨调阀开度维持的设定数值N为25％。
7.根据权利要求1所述的烟气脱硝控制方法，其特征在于，还包括获取喷氨量；
当所述出口烟气NOx浓度小于等于设定浓度C2，且所述喷氨量小于设定数值Q，且所述氨逃逸率大于等于所述设定数值M1时，减小喷氨调阀的开度。
8.根据权利要求1所述的烟气脱硝控制方法，其特征在于，还包括获取喷氨量；
当所述出口烟气NOx浓度小于等于设定浓度C2，且所述喷氨量大于设定数值Q，且所述氨逃逸率大于等于设定数值M2时，减小喷氨调阀的开度，且所述设定数值M2为8ppm。
9.根据权利要求7或8所述的烟气脱硝控制方法，其特征在于，根据所述氨逃逸率和喷氨量生成NOx设定偏置值，叠加到烟气脱硝控制系统出口的NOx设定值。
10.根据权利要求2所述的烟气脱硝控制方法，其特征在于，所述设定浓度C1为12mg/Nm3，所述设定功率P为160MW，所述设定数值M1为5ppm。
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