CN108144446B - 一种基于scr入口nox预测的脱硝控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，包括以下步骤：1)获取当前时刻T1、过去时刻T2及过去时刻T3烟气含氧量、和当前时刻T1及过去时刻T4SCR入口的NOX测量值；2)建立所取时间段内烟气含氧量与SCR入口NOX的变化关系，并依此获得当前烟气含氧量对应的当前SCR入口NOX的实时预测值；3)获取机组负荷、负荷偏差；4)依据变负荷方向及负荷变化量获得变负荷过程中的喷氨前馈量；5)获取机组磨煤机的启停情况；6)依据磨煤机启停，获得磨煤机启停过程喷氨前馈量。与现有技术相比，本发明通过NOX的预测能够更加及时的进行喷氨控制，在减少喷氨量的同时，较好的抑制了NOX的变化，改善脱硝控制效果等优点。

Description

一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法
技术领域
本发明涉及火力发电厂脱硝控制技术，尤其是涉及一种基于SCR(SelectiveCatalytic Reduction，选择性催化还原技术)入口NOX预测的脱硝控制方法。
背景技术
目前，随着国家对环保要求的日趋严格，烟气脱硝已成为我国一项严峻的任务。国内大多数火电机组为降低NOX的排放，一方面通过调整燃烧方式降低NOX的生成量；另一方面是在SCR入口处加装烟气脱硝设备，比较广泛应用的是采用选择性催化还原法(SCR)的烟气脱硝工艺。SCR方法是以液氨(NH3)作为还原剂，在催化剂作用下将烟道中的NOX分解成无害的氮气和水的脱硝方法。
SCR脱硝装置中，主要通过调节喷氨量达到控制烟气中NOX的目的。对于喷氨量的控制，目前较常用的是采用固定氨氮摩尔比、固定出口的控制方式。无论何种控制方式，均需要对SCR出入口NOX含量进行测量。然而目前NOX的测量装置普遍存在40s～60s的较大迟延，无法获取当前真实的NOX,造成喷氨量不能够对当前真实的NOX的变化做出反映，及时抑制NOX的变化，喷氨控制存在较大的滞后性。同时容易造成喷氨量的过量或不足的情况，脱硝控制效果不理想。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，依据烟气含氧量与SCR入口NOX的正相关性，在小时间段范围内建立氧量与SCR入口NOX的变化关系，并结合烟气含氧量测量值的实时性，对SCR入口NOX的含量进行实时预测；通过NOX的预测能够更加及时的进行喷氨控制，在减少喷氨量的同时，较好的抑制了NOX的变化，改善了脱硝控制效果；同时，增加变负荷及磨煤机启停的智能前馈逻辑，进一步增强喷氨调节对NOX变化的实时性，提高脱硝的控制性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，包括以下步骤：
1)获取当前时刻T1、过去时刻T2及过去时刻T3烟气含氧量、和当前时刻T1及过去时刻T4SCR入口的NOX测量值；
2)依据当前及过去时刻的烟气含氧量与SCR入口NOX测量值，建立所取时间段内烟气含氧量与SCR入口NOX的变化关系，并依此获得当前烟气含氧量对应的当前SCR入口NOX的实时预测值；
3)获取机组负荷、负荷偏差；
4)根据机组负荷的变化情况，判断机组加减负荷方向，并计算加减负荷过程中负荷的变化量，依据变负荷方向及负荷变化量获得变负荷过程中的喷氨前馈量；
5)获取机组磨煤机的启停情况；
6)依据不同磨煤机的启停情况，获得磨煤机启停过程中的喷氨前馈量。
进一步的，所述的当前时刻T1、过去时刻T2及过去时刻T3烟气含氧量、和当前时刻T1及过去时刻T4SCR入口的NOX测量值中，过去时刻的烟气含氧量与当前时刻T1的NOX测量值对应，过去时刻T3的烟气含氧量与过去时刻T4的NOX测量值对应，，并且满足T1-T4＝T2-T3。
进一步的，所述的烟气含氧量与SCR入口NOX的变化关系为所选时间段范围内的函数对应关系，这一函数关系随着时间推移不断变化。
进一步的，所述的NOX的实时预测值既包含了NOX测量装置的测量结果，又叠加了NOX测量值与当前真实值在迟延时间段内变化量的预测情况。
进一步的，所述的NOX的实时预测值获得后，将替换原有NOx测量值作用到脱硝控制系统中。
进一步的，所述的变负荷过程中的喷氨前馈量是依据变负荷方向及变负荷幅度智能判断所需的喷氨前馈量。
进一步的，所述的磨煤机启停过程中的喷氨前馈量包含了磨煤机所处位置及当前负荷工况的因素。
与现有技术相比，本发明提出的基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，依据建立的小时间段内烟气含氧量与SCR入口NOX的变化关系，实时预测当前SCR 入口NOX含量，并应用到喷氨控制系统中，使喷氨调门及时响应，改善了脱硝控制效果，有效缓解因NOX测量结果的迟延性造成喷氨控制不及时的影响。同时在变负荷及磨煤机启停中喷氨前馈智能动作，保证在变负荷过程及磨煤机启停过程中 NOX大幅波动时，NOX排放控制在合理范围内。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的调负荷的原理示意图。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明提出了一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法。这一方法能够更加及时的进行喷氨控制，较好的抑制了NOX的变化，改善了脱硝控制效果，提高脱硝的控制性能。
请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法原理示意图。为了更直观展示本发明，图中增加了虚线框中所标注的喷氨控制简易框图，但并不限于本框图所标示的方法。
本发明提出的一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法的内容包括：
获取当前时刻(T1)及过去时刻(T2、T3)烟气含氧量、当前时刻(T1)及过去时刻(T4)SCR入口的NOX测量值。
依据当前及过去时刻的烟气含氧量与SCR入口NOX测量值，建立小时间段内烟气含氧量与SCR入口NOX的变化函数关系，并依此得到当前氧量对应的当前 SCR入口NOX的实时预测值。
获取机组负荷、负荷偏差。
根据机组负荷的变化情况，判断机组加减负荷方向，并计算加减负荷过程中负荷的变化量，依据变负荷方向及负荷变化量获得变负荷过程中的喷氨前馈量。
获取机组磨煤机的启停情况。
依据不同磨煤机的启停情况，获得磨煤机启停过程中的喷氨前馈量。
本发明主要工作原理和构造如下：
1)SCR入口NOX实时预测回路。NOX的测量装置普遍存在40s～60s的较大迟延，测量结果不能够准确反应当前NOX的真实情况。结合烟气含氧量与NOX生成量的正相关性，对SCR入口NOX进行实时预测。通过过去时刻(T2、T3)烟气含氧量、当前时刻(T1)及过去时刻(T4)SCR入口的NOX测量值，建立烟气含氧量与SCR 入口NOX的在这一微小时间段内的变化函数：
Figure BDA0001175693410000041
(其中T2时刻的烟气含氧量与T1时刻的NOX测量值对应，T3时刻的烟气含氧量与T4时刻的NOX测量值对应，并且T1-T4＝T2-T3)，最后再依据当前烟气含氧量及SCR入口NOX测量值，获得NOX的实时预测值。这一预测值既包含了当前的测量结果，保证了预测值的有效性，又叠加了NOX测量值与当前真实值在迟延时间段内变化量的预测情况。
2)基于变负荷的智能喷氨前馈回路。机组在变负荷过程中，尤其是减负荷过程中，烟气中NOX含量上升较快，为避免变负荷过程中NOX排放超标，设计了变负荷喷氨前馈回路。当机组变负荷时，首先记录变负荷开始时的机组负荷，并计算与实时负荷间的负荷偏差，依据偏差情况智能判断是否增加喷氨前馈及前馈量幅度，及时抑制NOX含量过快上涨造成的NOX排放超标的风险。
3)基于磨煤机启停的智能前馈逻辑。机组磨煤机启停过程中，NOX含量有较大幅度的上升，为避免磨煤机启停过程中NOX排放超标，设计了磨煤机启停智能前馈回路。当有磨煤机启动或停止时，自动判断磨煤机启停信号及具体启停的磨煤机，根据启停信号自动选择相对应的喷氨前馈值，同时依据该磨煤机炉膛布置位置对喷氨前馈进行加权处理。
本发明提出的基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，依据建立的小时间段内烟气含氧量与SCR入口NOX的变化关系，实时预测当前SCR入口NOX含量，并应用到喷氨控制系统中，使喷氨调门及时响应，改善了脱硝控制效果，有效缓解因NOX测量结果的迟延性造成喷氨控制不及时的影响。同时在变负荷及磨煤机启停中喷氨前馈智能动作，保证在变负荷过程及磨煤机启停过程中NOX大幅波动时， NOX排放控制在合理范围内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)获取当前时刻T1、过去时刻T2及过去时刻T3烟气含氧量、和当前时刻T1及过去时刻T4SCR入口的NOX测量值；
2)依据当前及过去时刻的烟气含氧量与SCR入口NOX测量值，建立所取时间段内烟气含氧量与SCR入口NOX的变化关系，并依此获得当前烟气含氧量对应的当前SCR入口NOX的实时预测值；
3)获取机组负荷、负荷偏差；
4)根据机组负荷的变化情况，判断机组加减负荷方向，并计算加减负荷过程中负荷的变化量，依据变负荷方向及负荷变化量获得变负荷过程中的喷氨前馈量；
5)获取机组磨煤机的启停情况；
6)依据不同磨煤机的启停情况，获得磨煤机启停过程中的喷氨前馈量。
2.根据权利要求1所述的一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，其特征在于，所述的当前时刻T1、过去时刻T2及过去时刻T3烟气含氧量、和当前时刻T1及过去时刻T4 SCR入口的NOX测量值中，过去时刻T2的烟气含氧量与当前时刻T1的NOX测量值对应，过去时刻T3的烟气含氧量与过去时刻T4的NOX测量值对应，并且满足T1-T4＝T2-T3。
3.根据权利要求1所述的一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，其特征在于，所述的烟气含氧量与SCR入口NOX的变化关系为所选时间段范围内的函数对应关系，这一函数关系随着时间推移不断变化。
4.根据权利要求1所述的一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，其特征在于，所述的NOX的实时预测值既包含了NOX测量装置的测量结果，又叠加了NOX测量值与当前真实值在迟延时间段内变化量的预测情况。
5.根据权利要求1所述的一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，其特征在于，所述的NOX的实时预测值获得后，将替换原有NOx测量值作用到脱硝控制系统中。
6.根据权利要求1所述的一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，其特征在于，所述的变负荷过程中的喷氨前馈量是依据变负荷方向及变负荷幅度智能判断所需的喷氨前馈量。
7.根据权利要求1所述的一种基于SCR入口NOX预测的脱硝控制方法，其特征在于，所述的磨煤机启停过程中的喷氨前馈量包含了磨煤机所处位置及当前负荷工况的因素。
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