CN112957885A - 一种脱硝NOx近零排放系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脱硝NOx近零排放系统，该系统包括脱硝入口NOx检测模组、脱硝出口NOx检测模组、脱硝出口氨逃逸检测模组、信号代表性校核模组、烟气排口NOx近零排放控制模组以及脱硝自动控制模组；脱硝自动控制模组的输出指令控制脱硝工艺系统的喷氨总门；信号代表性校核模组、脱硝自动控制模组、烟气排口NOx近零排放控制模组设置在脱硝智能控制器内；脱硝自动控制模组中设置有氨气理论用量计算功能组和脱硝自动控制功能块；氨气理论用量计算功能组的输出作为脱硝自动控制功能块的前馈。本发明提供的一种脱硝NOx近零排放系统，能够满足地方政府治理空气质量期间提出的近零排放指标要求。

Description

一种脱硝NOx近零排放系统
技术领域
本发明属于气态污染物的环保处理技术领域，具体涉及一种脱硝NOx近零排放系统。
背景技术
我国当前火电厂大气污染排放标准，为GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》， 2012年1月1日实施。2015年环境保护部、国家发展和改革委员会、国家能源局关于印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》通知，要求全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造，在基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米。
超低排放改造后，我国用于CEMS中脱硝出口的分析仪，全部改为完全抽取法和稀释抽取式CEMS超低排放分析仪，CEMS中脱硝出口的超低排放分析仪作为机组脱硝设备监控依据。
目前国内火电机组的脱硝系统没有实现全工况自动运行，只有在脱硝入口NOx基本不变时才能投入自动运行，脱硝系统稍有扰动，自动调节系统就不能主动运行，目前国内火电机组及工业生产过程的脱硝，仍然依靠手动调节；虽然火电机组正常运行时的NOx排放小时均值不超限值(超低)，但瞬时值有时超过限值波动很大，排放值不稳定，瞬时值有超过限值 (超低)的2～3倍情况，瞬时值超标(超低)，就需要更低的瞬时值来补偿，要填谷削峰，这样才能控制小时均值不超标。
超低排放要求的NOx排放限值为50mg/m3，GB13223-2011要求的排放限值为100mg/m3， NOx超低排放限值是国标GB13223-2011限值的0.5倍，四舍五入后还不等于0，所以超低排放还不是近零排放；部分地方环保部门为了满足环境空气质量治理，在空气质量指标预警期间，要求NOx排放限值为25mg/m3，是国标GB13223-2011限值的0.25倍，从四舍五入大约等于0，可以认为排放限制接近零，因为脱硝方面存在瓶颈技术瓶颈，我国只统一提出超低排放，没有统一提出近零排放。
目前火电厂虽然能满足环保超低排放限值要求，但部分空预器等堵塞严重，差压大，运行耗能大；地方环保部门为了满足环境空气质量治理，在空气质量指标预警期间，对电厂提出了比超低排放更苛刻的烟气排放指标，有的地市环保部门要求火电厂NOx排放值不大于 25mg/m3，在目前现有的脱硝技术下，如果完全满足这个排放指标要求，大多火电机组就不能带大负荷，大多电厂只能压低负荷运行，这样影响电网负荷供给，如果要真正满足环保部门要求，如果研究、试验新的近零排放的脱硝工艺，需要改造需要大量的资金投入，而且需要一个研发周期，无法满足解决当前的困境，如果能研发出真正实用的新的近零排放的脱硝工艺，火电企业需要投入大的资金对脱硝设备进行改造，使火电企业经营更加困难。
目前我国的脱硝前后、烟囱排口的CEMS的NOx分析仪采用稀释法和抽取冷干法，稀释法把NO转化为NO2，通过检测NO2值来计算出NOx浓度值，抽取冷干法通过检测NO浓度值进而计算出NOx浓度值，目前我国的脱硝前后、烟囱排口的CEMS的NOx分析仪检测到的NOx浓度值是一个综合值，不能检测出NO、NO2各自的浓度值.而脱除同样个数的NO、NO2所需的 NH3的数量是不一样的；烟气流量一定时，脱硝前的同样的NOx浓度，喷入同样的氨气，有时会造成氨逃逸超标、有时会造成NOx排放值超标；目前的技术无法消除这种不确定性。
发明内容
本发明的目的是在不改造工艺设备情况下，提供了一种脱硝NOx近零排放系统，以满足地方政府治理空气质量期间提出的近零排放指标要求。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种脱硝NOx近零排放系统，该系统包括脱硝入口NOx检测模组、脱硝出口NOx检测模组、脱硝出口氨逃逸检测模组、信号代表性校核模组、烟气排口NOx近零排放控制模组以及脱硝自动控制模组；脱硝自动控制模组的输出指令控制脱硝工艺系统的喷氨总门；
信号代表性校核模组、脱硝自动控制模组、烟气排口NOx近零排放控制模组设置在脱硝智能控制器内；
脱硝自动控制模组中设置有氨气理论用量计算功能组和脱硝自动控制功能块；氨气理论用量计算功能组的输出作为脱硝自动控制功能块的前馈；脱硝自动控制功能块包含有PID算法，脱硝自动控制功能块接受信号代表性校核功能块的输出，作为是否允许脱硝自动控制功能块自动运行的指令，脱硝自动控制功能块的输出指令控制脱硝工艺系统的喷氨总门；
脱硝出口NOx检测模组包含分布在脱硝出口烟道横截面上的a个测点，a≥1，且在一个断面内，脱硝出口NOx检测模组输出的脱硝出口氮氧化物浓度信号中有NO原始浓度信号；
脱硝入口NOx检测模组包含分布在脱硝入口烟道横截面上的b个测点，b≥1，且在一个断面内，脱硝入口NOx检测模组输出脱硝出口烟道的检测模组输出的脱硝入口氮氧化物浓度信号中有NO原始浓度信号；
浓度脱硝出口氨逃逸检测模组包含分布在脱硝出口烟道横截面上的c个测点，c≥1，且在一个断面内，脱硝出口氨逃逸检测模组输出脱硝出口烟道的NH3浓度。
本发明进一步的改进在于，脱硝出口NOx测模组中，每个测点安装1台直接测量式NOx分析仪，对各台直接测量式NOx分析仪的检测结果、统一运算后作为脱硝出口NOx检测模组的输出；或者，在烟道内装一套烟道内分区取样装置，抽取每个测点的烟气后，再用直接测量式的分析仪检测，检测结果作为脱硝出口NOx检测模组的输出。
本发明进一步的改进在于，直接测量式的NOx分析仪采用激光光源，依据吸收光谱计算样气的氮氧化物浓度。
本发明进一步的改进在于，直接测量式的NOx分析仪采用紫外光源，发出的光线的光谱在紫外波段，通过依据样气的光谱吸收信息计算出样气的氮氧化物浓度。
本发明进一步的改进在于，信号代表性校核模组由以下逻辑组成：
直接测量式的脱硝入口NOx检测模组检测到的NO、NO2原始浓度分别为X11、 X12mg/m3；
直接测量式的脱硝出口NOx检测模组检测到的NOx、NO、NO2原始浓度分别为X21、X22mg/m3；
脱硝入口烟气流量为Q1m3/h，实测氨气流量为m2kg/h，直接测量式的氨逃逸检测模组输出为X3ppm；
氨逃逸的理论计算浓度X4的精确计算公式如下：
脱除NO消耗的氨气，kg/h：
m3＝(X11-X21)×17/30×Q1/106 (1-1)
脱除NO2消耗的氨气，Kg/h：
m4＝(X12-X22)×17/46×2×Q1/106 (1-2)
氨气的理论消耗量：m5＝m3+m4 (1-3)
氨耗比P3为氨气的实际消耗量与理论消耗量之比：
P3＝m2/m5 (1-4)
氨逃逸的理论计算浓度为X4，ppm：
x4＝(m2-m3-m4)×106/Q1×22.4/17 (1-5)
工程实施时氨逃逸的理论计算浓度X4粗略计算公式如下：
直接测量式的脱硝入口NOx检测模组检测到的NO浓度为X11mg/m3；
直接测量式的脱硝出口NOx检测模组检测到的NO浓度为X21、mg/m3；
脱硝入口烟气流量为Q1m3/h，实测氨气流量为m2kg/h，直接测量式的氨逃逸检测模组输出为X3ppm；
脱除NO消耗的氨气，kg/h：
m3＝(X11-X21)×17/30×Q1/106 (1-6)
脱除NO2消耗的氨气，kg/h：
m41＝(X11-X21)×2.05/1.34×5/95/46×2×17×Q1/106 (1-7)
氨气的理论消耗量：m5＝m3+m41 (1-8)
氨耗比P3为氨气的实际消耗量与理论消耗量之比：
P3＝m2/m5 (1-9)
氨逃逸的理论计算浓度为X4，ppm：
x4＝(m2-m3-m41)×106/Q1×22.4/17 (1-10)
在运算后设置判断逻辑：
n51≤P3≤n52 (1-11)
为氨耗比的最小允许值，n51为氨耗比的最大允许值；
|X3-X4|≤n1， (1-12)
n1为氨逃逸的理论与实测偏差的最大允许值，根据锅炉型式及实际工况确定；
如果(1-11)不等式成立判断结果为Yes，氨气的实际耗量与理论计算耗量基本一致；如果(1-12)不等式成立判断结果为Yes，烟气中氨气的实测浓度与氨气的理论计算浓度基本相等；
对不等式(1-11)、不等式(1-12)的判断结果进行“and”运算，如果运算结果为Yes就认为脱硝前NOx检测模组、脱硝后NOx检测模组、氨逃逸脱硝前NOx检测模组的检测结果具有代表性，且脱硝喷氨均匀，性能满足NOx近零排放值需要；直接作为自动调节信号使用，允许脱硝自动调节功能块自动运行；如果判断结果为NO，说明脱硝前NOx检测模组、脱硝后NOx检测模组、脱硝后氨逃逸检测模组的检测结果不具有代表性，表明脱硝均匀性受到破坏，均匀性不能满足脱硝NOx近零排放要求，及时调整脱硝各个分区的喷氨比例，手动调整或自动调整，并且人工确定是否允许脱硝自动调节功能块自动运行，人工输出“yes”OR“NO”。
本发明进一步的改进在于，信号代表性校核模组由以下逻辑组成：
脱硝出口烟道各个测点的NOx浓度值之差的最大值≤P1 (1-13)
P1为各个区域的NOx浓度值之差的最大允许值，直接测量式的脱硝出口NOx检测模组的检测结果具有代表性，满足NOx近零排放值需要，输出YES允许脱硝自动调节功能块自动运行；否则信号不具有代表性，输出NO，表明脱硝均匀性受到破坏，均匀性不能满足脱硝NOx近零排放要求，及时调整脱硝各个分区的喷氨比例，手动调整或者自动调整各个分区的喷氨比例，并人工确定是否允许脱硝自动调节功能块自动运行，人工输出“yes”OR“NO”。
本发明进一步的改进在于，烟气排口NOx近零排放控制模组包含烟气排口的NOx检测模块、烟气排口CEMS的NOx浓度信号、烟气排口的NOx值可信性判断选择功能块和近零排放单级PID调节功能块；
在的烟气排口CEMS的附近，设置一套烟气排口的NOx检测模块，烟气排口的NOx检测模块包含分布在烟气排口烟道横截面上的d个测点，d≥1，且在一个断面内，采用直接测量式的分析仪检测各个测点的NOx值；
烟气排口的NOx值可信性判断选择功能块由烟气排口NOx值可信度判断功逻辑、自动计算选择逻辑和手动选择逻辑组成；
烟气排口的检测模块输出值X51与烟气排口CEMS中的NOX浓度值X52、送至烟气排口NOx值可信度判断功逻辑、自动计算选择逻辑和手动选择逻辑；
n31、n32为直接测量式的烟气排口的NOx检测模块、烟气排口CEMS中的NOX值之间差值的最小、最大允许，烟气排口NOx值可信度判断功逻辑进行以下运算：
n31≤X51-X52≤n32 (1-14)
如果(1-14)成立，表示X51、X52信号可信，可信度判断功逻辑输出YES至自动计算选择逻辑，自动计算选择逻辑对X51、X52输出运算后的实测NOX值，并送至近零排放PID调节功能块的PV；
如果不成立，表示X51、X52信号不可信，可信度判断功逻辑输出NO至手动选择逻辑，手动选择X51、X52的值直接输出，并送至近零排放PID调节功能块的PV；接受“信号代表性校核模组”的输出作为PID调节功能块是“否允许自动运行”指令，近零排放PID调节功能块的SP设置为NOx近零排放值，近零排放PID调节功能块的运算结果输出至脱硝自动调节功能块。
本发明进一步的改进在于，烟气排口NOx近零排放控制模组包含近零排放单级PID调节功能块和烟气排口CEMS的NOx浓度信号；
烟气排口CEMS的NOx值作为近零排放PID调节功能块的PV，近零排放PID调节功能块的SP设置为NOx近零排放值，PID调节功能块的运算结果输出至脱硝自动调节功能块。
本发明进一步的改进在于，氨气理论用量计算功能组的氨气理论用量计算功能块的具体运算计算逻辑为：
脱硝入口NOx的NO、NO2浓度值X11、X12，脱硝自动控制功能块的NO浓度设定值值分量为X61、NO2浓度设定值分量X62；脱硝入口烟气流量Q1；
根据脱硝反应化学方程：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
NO与NH3的比例为1∶1，NO2与NH3的比例为1∶2；
脱除NO消耗的氨气，kg/h：
m6＝(X11-X61)×17/30×Q1/106 (1-15)
脱除NO2消耗的氨气，Kg/h：
m7＝(X12-X62)×17/46×2×Q1/106 (1-16)
精确计算出预计脱除NOx消耗的氨气量m5：
m8＝m6+m7 (1-17)
m8×f(x) (1-18)
作为脱硝自动调节功能块的前馈，进行精准控制；
工程实施中氨气理论用量计算功能块采用简化方式运算，具体计算逻辑如下：
脱硝入口NOx的浓度值X11，脱硝自动控制功能块NO浓度设定值为X31；脱硝入口烟气流量Q1；
脱除NO消耗的氨气，kg/h：
m6＝(X11-X61)×17/30×Q1/106 (1-19)
脱除NO2消耗的氨气，kg/h：
m71＝(X11-X61)×2.05/1.34×17/46×2×5/95×Q1/106 (1-20)
根据算式粗略计算出脱除NOx消耗的氨气量m81：
m81＝m6+m71 (1-21)
m81×f(x) (1-22)
作为脱硝自动调节功能块的前馈。
本发明进一步的改进在于，脱硝智能控制器为机组分散控制系统的一部分，且融入到机组分散控制系统的系统中。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
通过查询实行超低排放以来、多台火电机组的烟气NOx排放值的历史数据进行分析，截取火电机组正常运行时的NOx排放小时均值不超限值(超低50mg/m3)时段的几段曲线，进行统计分析发现，常态下，NOx排放值频繁波动，时高时低，瞬排放值时值的最高值超过60mg/m3的情况频繁发生，其它时间的瞬时值就压得很低；随机抽取机组脱硝装置正常期间的1天的数据，进行统计分析，瞬时值低于20mg/m3的累计时间是13.6小时，占当天运行时长的56.79％；瞬时值低于15mg/m3的累计时间是2.6小时，占当天运行时长的10.8％。本发明的技术方案，使机组的NOx瞬时排放值直线运行。NOx瞬时排放值直线运行，不需要填谷削峰、不需要更低的瞬时值来补偿；直线运行NOx瞬值只要高于以前机组正常运行时的 NOx瞬时排放值波动的最小值，就能保证机组正常运行，同时又能保证机组NOx的排放值优于近零排放值。
本发明从四个方面解决问题：
1、受制于当前检测技术的现状，NOx分析仪只能检测出NOx综合值，不能检测出NO、NO2各自的浓度，而脱除NOx中的NO、NO2所需的NH3的比例是不一样的，目前基于脱硝入口的NOx值不能准确确提供脱除烟气中NOx所需的氨气量，这个是造成NOx排放值、氨逃逸超标的主要原因之一，解决这个问题可以为脱硝近零排放奠定基础。
2、针对性地解决近现有的脱硝超低排放CEMS中的NOx分析仪滞后时间长、测量误差、漂移较大、问题。地方环保部门要求的近零排放值为25mg/m3，而目前国内使用的超低排放时NOx分析仪表的允许误差为±5mg/m3，也就是同一实际排放浓度表计测量出来的浓度值波动值最大可以达到10mg/m3，滞后时间150S，在近零排放值为25mg/m3时，脱硝设备NOx瞬时排放值不能实现直线运行。
3、脱硝均匀性不满足脱硝NOx值近零排放要求时，不能及时发现。
4、目前的现有的脱硝测控策略，不能适应近零排放的要求，现有的最先进的环保超低排放智能控制，是采用超前预测等策略进行自动控制，超前预测侧结果与实际值不一致，自动控调节依据的数据与实际不一致，致使脱硝自动调节系统自动调节效果差，NOx瞬时排放值上下波动，甚至仍然要依靠手动调节，造成目前，NOx排放值频繁大幅波动。目前虽然火电机组正常运行时的NOx排放小时均值不超限值(超低)，但瞬时值有时超过限值波动很大，排放值不稳定，瞬时值有超过限值(超低)的2～3倍情况，瞬时值超标(超低)，就需要更低的瞬时值来补偿，要填谷削峰，这样才能控制小时均值不超标。须控制NOx瞬值直线运行、且高于以前机组正常运行时的NOx瞬时排放值波动的最小值，才能能保证机组NOx的排放值优于近零排放值。
本发明的针对性的解决技术方案：
1、目前虽然近红外激光分析仪技术比较成熟，目前大多采用近红外光谱技术测量烟气中的NOx比较成熟，但NOx在近红外波段测量NOx浓度时水分干扰较大所以，目前用红外测量NOx浓度时，先把烟气中的NO2气体转化为NO气体；再用冷干法除去烟气中的水分，先把烟气降到4℃，烟气中的水蒸气凝结后，再红红外光谱技术测量烟气中的NO，然后把 NO值换算为NO2，目前国家规定以折算后的NO2浓度表征NOx浓度，这样无论用于分区巡测或测量烟气出口NOx浓度，检测结果滞后严重。研究发现NO、NO2在中红外波段吸收能力较强，与水蒸气的吸收光谱没有交叉，根据NO、NO2在近、中红外波段的光谱特性分别计算出NO、NO2的原始浓度含量，再根据NO、NO2的原始浓度精准提供脱硝剂量，同时计算出 NOx浓度。
在紫外区域NOx频谱与SO2频谱相距很近，近零排放时，脱硝后NOx浓度不大于25mg/m3，但SO2浓度在4800mg/m3左右，直接测量NOx时SO2能量泄漏影响对NOx的准确测量；脱硝前NOx在300mg/m3，SO2能量泄漏影响对NOx直接测量结果影响的相对值较小， NO、NO2在紫外波段光谱吸收能力也较强，根据NO、NO2在紫外波段的光谱特性，分别计算出NO、NO2的原始浓度，再根据NO、NO2的原始浓度精准提供脱脱硝剂；但在紫外光谱区域SO2能量泄漏会对NOx的测量造成影响。
2、水分在中红外区域基本上没有明显的吸收光谱，所以中红外激光原理的分析仪测量 NOx时可以避开干扰，不用处理烟气中的水分，可以安装在烟道上对烟气直接测量，可以作为原位式分析仪使用，最快1S就可以完成检测。从理论上分析，理论上用中红外激光检测 NOx浓度，测量精度可以达到0.2mg/m3。
水分在紫外外区域基本上没有明显的吸收光谱，在紫外线区域测量NOx时能避开水的特征频谱，也能用于直接测量烟气中的NOx浓度；采用自然扩散式的紫外差分分析仪，测量滞后时间太长，不能很好满足NOx近零排放自动控制要求，专利技术CN201821540328.2就针对性地解决了这个问题，检测周期可以小于10S。
3、因烟道的尺寸较大，烟道截面的长度一般超过10多米，机组投运或大修后一般会进行脱硝均衡性调试、试验，机组运行过程中流场、喷氨等均匀性改变后，脱硝设备偏离设计工况，影响脱硝设备的效率，利用NO、NO2在中红外波段光谱吸收率高，设计用、紫外差分、中外激光分析仪测量NO、NO2原始浓度，这样可以精确地、快速地测量出NO、NO2的原始的浓度，然后计算出NOx浓度，通过设置信号代表性模组快速、精准判断脱硝工艺设备的脱硝均匀性是否满足NOx排放值不能近零直线运行需要。设置信号代表性模组判断脱硝均匀性是否满足NOx近零排放值需要。信号代表性模组检测到脱硝均匀性不能满足NOx排放值近零直线运行需要时，应及时进行脱硝均匀性调整直至符合要求。
4、针对脱硝工艺系统设计近零排的放确定性的自动调节逻辑，所有数值都是确定的，与实际情况完全一致的，基于准确的数据进行确定性的、精准调节调节。使组的NOx瞬时排放值保持在一个确定的数值。
自动调节逻辑中包含经典的PID调节，PID经典调节器的传递函数为：
Figure RE-GDA0003033718720000111
调节器输出的数值也是确定性的。
主要采取以上四方面的技术方案，使机组的NOx瞬时排放值压直线运行；利用原脱硝工艺设备达到烟气的近零排放。
在原脱硝工艺设备基础上达到近零排放，放值。
综上所述，本发明是利用现有脱硝工艺设备，实施本发明的技术方案，不需企业额外较大投资，只需进行少量改进，排放指标满足政府治理空气质量提出的近零排放指标要求，立竿见影，马上就能消除火电企业的这个困境，排解地方政府大气环保压力。
附图说明
图1为信号代表性校核模组示意图。
图2为简化的信号代表性校核模组示意图。
图3为烟气排口NOx近零排放控制模组示意图。
图4为简化的烟气排口NOx近零排放控制模组示意图。
图5为脱硝自动控制模组示意图。
图6为简化的脱硝自动控制模组示意图。
图7为本发明一种脱硝NOx近零排放系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。
如图7所示，本发明提供的一种脱硝NOx近零排放系统，该系统详细的技术方案说明如下：
1、在脱硝出口的烟道上，安装一套激光或紫外差分原理的光谱式的直接测量式的脱硝出口NOx(NO、NO2原始浓度)检测模组，作为控制出口NOx浓度的依据；脱硝出口NOx (NO、NO2原始浓度)检测模组包含分布在烟道横截面上的a个测点，a≥1；每个测点安装1台激光或紫外差分原理的光谱式的直接测量式的NOx分析仪，对各台直接测量式的NOx分析仪的检测结果、统一运算后作为检测模组的输出；也可安装一套烟道内分区取样装置，抽取a个测点的烟气，混合后用一台激光或紫外差分原理的光谱式的直接测量式的NOx分析仪检测出脱硝出口NOx浓度，作为脱硝出口NOx(NO、NO2原始浓度)检测模组的输出信号，一般情况下表征氮氧化物浓度的信号有三种分别是：NOx浓度、NO浓度、NO2浓度。NOx浓度可以由NO原始浓度、NO2原始浓度计算出来，NOx浓度也可由NO原始浓度粗略计算出来；脱硝出口NOx(NO、NO2原始浓度)检测模组输出的氮氧化物浓度信号中有NO原始浓度。
脱硝出口NOx检测模组的设置数量与烟道个数匹配，工艺系统只有一个烟道时，只设置一套脱硝出口NOx(NO、NO2原始浓度)检测模组；工艺系统只有A、B两个个烟道时，分别设置A侧、B侧脱硝出口NOx(NO、NO2原始浓度)检测模组，共计二套脱硝出口NOx (NO、NO2原始浓度)检测模组。
2、在脱硝前的烟道上安装一套激光或紫外差分原理的直接测量式的脱硝入口NOx(NO、NO2原始浓度)检测模组，监视锅炉排烟中NOx(NO、NO2原始浓度)的含量，同时作为超前控制脱硝出口浓度的依据。脱硝入口NOx检测模组包含分布在烟道横截面的b个测点，b≥1；每个测点安装1台激光或紫外差分原理的光谱式的直接测量式的NOx分析仪，对各台直接测量式的NOx分析仪的检测结果、统一运算后作为检测模组的输出；也可安装一套烟道内分区取样装置，抽取b个测点的烟气、混合后用一台激光或紫外差分原理的光谱式的直接测量式的NOx分析仪检测出脱硝入口NOx浓度，作为脱硝入口NOx检测模组。
脱硝入口NOx检测模组的设置数量与烟道个数匹配，工艺系统只有一个烟道时，只设置一套脱硝入口NOx检测模组；工艺系统只有A、B两个个烟道时，分别设置A侧、B侧脱硝入口NOx检测模组，共计二套脱硝入口NOx检测模组。
3、在脱硝后的烟道上安装一套激光原理的直接测量式的脱硝出口氨逃逸检测模组。脱硝出口氨逃逸检测模组包含分布在烟道横截面上的c个测点，c≥1；每个测点安装1台激光原理的光谱式的直接测量式的氨逃逸分析仪，对各台直接测量式的氨逃逸分析仪的检测结果、统一运算后作为检测模组的输出；也可在烟道上安装一套烟道内分区取样装置，抽取c个测点的烟气，混合后用一台激光原理的光谱式的直接测量式的氨逃逸，分析仪检测出脱硝出口氨逃逸浓度。
4、设置脱硝智能控制器，脱硝智能控制器内部设置有脱硝智能控制逻辑，脱硝智能控制的设置方案有两种：方案(1)，脱硝智能控制器用独立的控制器。方案(2)，脱硝智能控制器是分散控制系统(DCS)的一个控制功能组。
5、因烟道的尺寸较大，烟道截面的长度一般超过10多米，流场改变、脱硝均匀性受到破坏时，不能满足NOx排放值近零直线运行需要时。设置信号代表性模组精准、快速判断脱硝均匀性能否满足NOx排放值近零直线运行需要，信号代表性模组有以下两个方案。
方案①
如果脱硝前后流畅均匀、脱硝喷氨均匀，脱硝前、后的NOx检测模组的测点检测到的 NO、NO2、NOx值具有代表性，否则脱硝前、后的NOx检测模组的测量到的NO、NO2、NOx值就失去代表性。在脱硝智能控制器中设置信号代表性校核模组，如图1所示，具体计算逻辑如下：
直接测量式的脱硝入口NOx(NO、NO2原始浓度)检测模组检测到的NOx、NO、NO2原始浓度分别为X1、X11、X12mg/m3，
直接测量式的脱硝出口NOx(NO、NO2原始浓度)检测模组检测到的NOx、NO、NO2原始浓度分别为X2、X21、X22mg/m3。
脱硝入口烟气流量为Q1m3/h，实测氨气流量为m2kg/h，直接测量式的氨逃逸检测模组输出为X3ppm，如果没有直接测量出的脱硝入口烟气流量信号时，可以用总风量，或负荷运算后作为间接的烟气流量信号。
根据脱硝反应化学方程：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (1)
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O (2)
NO与NH3的比例为1∶1，NO2与NH3的比例为1∶2。
脱除NO消耗的氨气(Kg/h)：
m3＝(X11-X21)×17/30×Q1/106 (3)
脱除NO2消耗的氨气(Kg/h)：
m4＝(X12-X22)×17/46×2×Q1/106 (4)
氨气的理论消耗量：m6＝m3+m4 (5)
氨耗比P3为氨气的实际消耗量与理论消耗量之比：
P3＝m2/m6 (6)
氨逃逸的理论计算浓度为X4(ppm)：
x4＝(m2-m3-m4)×106/Q1×22.4/17 (7)
在运算后设置判断逻辑：
n51≤P3≤n52 (8)
n51为氨耗比的最小允许值，n51为氨耗比的最大允许值。n51、n51需根据锅炉特点确定。
|X3-X4|≤n1， (9)
n1为氨逃逸的理论与实测偏差的最大允许值，一般取值3ppm左右，需根据锅炉型式及实际工况确定。
如(8)不等式成立判断结果为Yes，氨气的实际耗量与理论计算耗量基本一致；如(9)不等式成立判断结果为Yes，烟气中氨气的实测浓度与氨气的理论计算浓度基本相等；
对不等式(8)、不等式(9)的判断结果进行“and”运算，如果运算结果为Yes就认为就可以认为脱硝前NOx检测模组、脱硝后NOx检测模组、脱硝后氨逃逸检测模组的检测结果具有代表性，表明脱硝均匀性良好，脱硝性能满足NOx近零排放值需要，可以直接作为自动调节信号使用。如果不等式不成立，判断结果为NO/0说明脱硝前NOx检测模组、脱硝后 NOx检测模组、脱硝后氨逃逸检测模组的检测结果不具有代表性，表明脱硝均匀性受到破坏，均匀性不能满足脱硝NOx近零排放要求，必须及时调整脱硝各个分区的喷氨比例，可手动调整也可自动调整，并且人工确定是否允许脱硝自动调节功能块自动运行，人工输出“yes”OR “NO”。
可以简化运算方式，采用简化的信号代表性校核模组，目前，一般情况下，烟气中的 NO含量占NOx总量的95％，NO2含量占NOx的5％，目前基本上按这个占比进行相关的计算，粗略计算时只需测量出NO的浓度值，在根据这个比例计算出NO2的浓度值；简化的信号代表性校核模组，如图2所示，具体计算逻辑如下：
直接测量式的脱硝入口NOx检测模组输出NO原始浓度值为X11mg/m3，直接测量式的脱硝出口NOx检测模组输出的NO浓度值为X21，脱硝入口烟气流量为Q1m3/h，实测氨气流量为m2Kg/h，直接测量式的氨逃逸检测模组输出为X3ppm
NO与NH3的比例为1∶1，NO2与NH3的比例为1∶2，
脱除NO消耗的氨气(kg/h)：
m31＝(X11-X21)/30×17×Q1/106 (10)
脱除NO2消耗的氨气(kg/h)：
m41＝(X11-X21)×2.05/1.34×5/95×2/46×17×Q1/106 (11)
氨气的理论消耗量：m6＝m31+m41 (12)
氨耗比P3为氨气的实际消耗量与理论消耗量之比：
P3＝m2/m6 (13)
氨逃逸的理论计算浓度为X4(ppm)：
x4＝(m2-m31-m41)×106/Q1×22.4/17 (12)
方案②
激光或紫外差分原理的光谱式的直接测量式的脱硝出口NOx(NO、NO2原始浓度)检测模组中各个测点代表各自区域的NOx浓度值；
各个仪表浓度值之差的最大值≤P1 (13)
P1为脱硝NOx近零排放时、各个区域的NOx浓度值之差的最大允许值。不等式(13)成立时输出YES，表明脱硝均匀性良好；不等式(13)不成立时输出NO，表明脱硝均匀性受到破坏，均匀性不能满足脱硝NOx近零排放要求，必须及时进行流场矫正，必须及时调整脱硝各个分区的喷氨比例，可手动调整也可自动调整，并且人工确定是否允许脱硝自动调节功能块自动运行，人工输出“YES”OR“NO”。
6、烟气排口NOx近零排放控制模组的设置方案有以下三种：
(1)方案1，如图3所示，烟气排口NOx近零排放控制模组，包含直接测量式的烟气排口的检测模块、烟气排口CEMS的NOx分析仪、烟气排口的NOx值可信性判断选择功能块、近零排放PID调节功能块。
在烟气排大气的环保CEMS附近的烟道上，安装一套激光、紫外差分原理的、直接测量式的烟气排口的NOx检测模块，与烟气排大气的环保检测CEMS一起监视烟气排口的NOx浓度(烟气排口CEMS的NOx分析仪浓度)。
烟气排检测模组包含分布在烟道横截面上的d个测点，d≥1；每个测点安装1台激光或紫外差分原理的光谱式的直接测量式的NOx分析仪，对各台直接测量式的NOx分析仪的检测结果、统一运算后作为检测模组的输出；也可安装一套烟道内分区取样装置，抽取b个测点的烟气、混合后用一台激光或紫外差分原理的光谱式的直接测量式的NOx分析仪检测出脱硝入口NOx浓度。烟气排口只设置一套烟气排口的NOx检测模块。
在实际生产中，多次发现，烟气排口CEMS中的NOX分析仪检测不准造成环保参数超标，设置烟气排口的NOx值可信性判断选择功能块以下逻辑计，对烟气排口CEMS中的NOX值的准确性进行实时分析。
烟气排口的NOx值可信性判断选择功能块主要由、烟气排口NOx值可信度判断功逻辑、自动计算选择逻辑、手动选择逻辑组成。
烟气排口的检测模块输出值X51与烟气排口CEMS中的NOx分析仪输出值X52，X51、 X52值送至烟气排口NOx值可信度判断功逻辑、自动计算选择逻辑、手动选择逻辑，n31、 n32为直接测量式的烟气排口的NOx检测模块、烟气排口CEMS中的NOX值之间差值的最小、最大允许值，烟气排口NOx值可信度判断功逻辑进行以下运算：
n31≤X51-X52≤n32 (14)
如果(14)成立，表示X31、X32信号可信，可信度判断功逻辑输出YES至自动计算选择逻辑，自动计算选择逻辑对X51、X52输出运算后的实测NOX值，并送至近零排放PID调节功能块的PV。
如果(14)不成立，表示X51、X52信号不可信，可信度判断功逻辑输出NO至手动选择逻辑，手动选择X51、X52的值直接输出，并送至近零排放PID调节功能块的PV。
近零排放PID调节功能块接受信号代表性校核功能块的输出、控制PID调节功能块是否允许自动运行，近零排放PID调节功能块的SP设置为NOx近零排放值，近零排放PID调节功能块的运算结果输出至脱硝自动控制模组。
(2)方案2，如图4所示，脱销出口与烟气排口距离很近时，直接测量式的脱硝出口检测模组替代烟气排口的检测模块。
简化的烟气排口NOx近零排放控制模组，包含近零排放给定计算逻辑、烟气排口的NOx值可信性判断逻辑。
零排放给定计算逻辑接受烟气排口CEMS中的NOX值X52、接受直接测量式的脱硝出口 NOx值X2，进行如下运算：
K-(X52-X2) (15)
其中K为近零排放的基础设定值。
零排放给定计算逻辑运算后，运算结果输出至脱硝自动控制功能块。
烟气排口的NOx值可信性判断逻辑接受烟气排口CEMS中的NOX值X52、接受直接测量式的脱硝出口NOx值X2，进行如下运算：
n41≤X2-X52≤n42 (16)
n41、n42为接测量式的脱硝出口NOx检测模块、烟气排口CEMS中的NOX值之间的最小、最大允许差值，
如果成立，表示X52、X2信号可信，烟气排口可信度判断功逻辑输出YES，否则烟气排口NOX可信度判断功逻辑输出NO，烟气排口NOX可信度判断功逻辑运算结果、输出至脱硝自动控制功能块的PID调节功能块的“切除自动”指令接受端。
(3)方案3，烟气排口NOx近零排放控制模组，包含：烟气排口CEMS的NOx浓度信号、近零排放PID调节功能块，
烟气排口CEMS的NOx值作为PID调节功能块的PV，近零排放PID调节功能块的SP设置为NOx近零排放值，输出至脱硝自动控制功能块。
7、设置脱硝自动控制模组，脱硝自动控制模组内设置氨气理论用量计算功能块、脱硝自动调节功能块。脱硝自动调节功能块的数量与脱硝工艺实际特点配套，脱硝装置有1个烟道时设置1套脱硝自动调节功能块块。脱硝装置有两套(烟道)时，两套脱硝装置各自设置一个独立脱硝自动调节功能块。
脱硝自动控制模组内设置氨气理论用量计算功能块，氨气理论用量计算功能块，接受直接测量式的脱硝入口NO、NO2检测模块检测到的NO、NO2浓度值X11、X12，接受直接测量式的脱硝出口NOx检测模组的NO、NO2浓度分别为X21、X22脱硝自动控制功能块的 NOx设定值为X6。
脱硝自动控制功能块的NOx设定(SP)值为X6中的NO。浓度分量X61、NO2浓度分量X62，通过脱硝出口NO、NO2浓度比例计算出：
X61＝X6×X21/(X21×2.05/1.34+X22) (17)
X62＝X5×X22/(X21×2.05/1.34+X22) (18)
工程实施中采用NO2浓度分量X62简化算法：
X62＝X21×2.05/1.34×5/95(19)，不需要测量脱硝后NO2浓度：
脱硝入口烟气流量为Q1m3/h，脱硝入口烟气流量信号可以用总风量进行折线函数得出，或负荷折线运算后作为间接的烟气流量信号。
根据脱硝反应化学方程：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
NO与NH3的比例为1∶1，NO2与NH3的比例为1∶2。
脱除NO消耗的氨气(kg/h)：
m6＝(X11-X61)×17/30×Q1/106 (20)
脱除NO2消耗的氨气(kg/h)：
m7＝(X12-X62)×17/46×2×Q1/106 (21)
预计脱除NOx消耗的氨气量m5
m8＝m6+m7 (22)
根据算式(20)、(21)、(22)精确计算出氨气理论用量m5；
m8×f(x) (23)
式(23)作为脱硝自动调节功能块的前馈，提高控制精度。
工程实施中氨气理论用量计算功能块采用简化方式运算，目前脱硝设计中，烟气中的 NO含量占含量按NOx总量的95％，NO2占含量按NOx的5％考虑，目前基本上按这个占比进行相关的设计，粗略计算时只需测量出NO的原始浓度值，在根据这个比例计算出NO2的浓度值；简化的氨气理论用量计算功能块，具体计算逻辑如下：
NO与NH3的比例为1∶1，NO2与NH3的比例为1∶2，脱除NO消耗的氨气(kg/h)：
m6＝(X11-X61)×17/30×Q1/106 (24)
脱除NO2消耗的氨气(Kg/h)：
m71＝(X11-X61)×2.05/1.34×17/46×2×5/95×Q1/106 (25)
预计脱除NOx消耗的氨气量m51
m81＝m6+m71 (26)
根据算式(24)、(25)、(26)粗略计算出氨气理论用量m51；
m81×f(x) (27)
式(27)作为脱硝自动调节功能块的前馈。
脱硝自动调节功能块的设置方案有两个：
方案1，如图5脱硝自动控制模组中所示的脱硝自动调节功能块：
脱硝自动调节模块设置为串级PID调节功能块，主调节器接受NOx近零排放控制模组的输出至、作为主调节器的给定值，接受脱硝出口NOx检测模组的输出作为主调节的主调信号，接受氨气理论用量计算功能组的输出信号乘以系数f(x)K后、作为主调节器的前馈控制信号；副调节器接受喷氨流量最为副调节器的主调信号，副调节器的输出直接控制烟道的喷氨总量调节门；脱硝自动调节模块接受信号代表性校核模组的“是否允许自动运行”指令。脱硝装置只有1个烟道时，设置1套脱硝自动调节模块。
方案2，如图6简化的脱硝自动控制模组中所示的简化的脱硝自动调节功能块。
脱硝自动调节功能块为单级PID调节功能块。接受NOx近零排放控制模组的输出值的、作为脱硝单级PID调节功能块的给定值，接受脱硝出口NOx检测模块的输出作为主调信号，接受氨气理论用量计算功能块的输出信号乘以系数f(x)K后、作为单级PID调节功能块的前馈控制信号；接受信号代表性校核模组和简化的烟气排口近NOx零排放模组的“是否允许自动运行”指令。脱硝单级PID调节功能块的输出直接控制烟道的喷氨总量调节门。脱硝装置有A侧、B侧两套(烟道)时，两套脱硝装置各自设置一个独立脱硝自动调节模块。

Claims (10)

1.一种脱硝NOx近零排放系统，其特征在于，该系统包括脱硝入口NOx检测模组、脱硝出口NOx检测模组、脱硝出口氨逃逸检测模组、信号代表性校核模组、烟气排口NOx近零排放控制模组以及脱硝自动控制模组；脱硝自动控制模组的输出指令控制脱硝工艺系统的喷氨总门；
信号代表性校核模组、脱硝自动控制模组、烟气排口NOx近零排放控制模组设置在脱硝智能控制器内；
脱硝自动控制模组中设置有氨气理论用量计算功能组和脱硝自动控制功能块；氨气理论用量计算功能组的输出作为脱硝自动控制功能块的前馈；脱硝自动控制功能块包含有PID算法，脱硝自动控制功能块接受信号代表性校核功能块的输出，作为是否允许脱硝自动控制功能块自动运行的指令，脱硝自动控制功能块的输出指令控制脱硝工艺系统的喷氨总门；
脱硝出口NOx检测模组包含分布在脱硝出口烟道横截面上的a个测点，a≥1，且在一个断面内，脱硝出口NOx检测模组输出的脱硝出口氮氧化物浓度信号中有NO原始浓度信号；
脱硝入口NOx检测模组包含分布在脱硝入口烟道横截面上的b个测点，b≥1，且在一个断面内，脱硝入口NOx检测模组输出脱硝出口烟道的检测模组输出的脱硝入口氮氧化物浓度信号中有NO原始浓度信号；
浓度脱硝出口氨逃逸检测模组包含分布在脱硝出口烟道横截面上的c个测点，c≥1，且在一个断面内，脱硝出口氨逃逸检测模组输出脱硝出口烟道的NH3浓度。
2.根据权利要求1所述的一种脱硝NOx近零排放系统，其特征在于，脱硝出口NOx测模组中，每个测点安装1台直接测量式NOx分析仪，对各台直接测量式NOx分析仪的检测结果、统一运算后作为脱硝出口NOx检测模组的输出；或者，在烟道内装一套烟道内分区取样装置，抽取每个测点的烟气后，再用直接测量式的分析仪检测，检测结果作为脱硝出口NOx检测模组的输出。
3.根据权利要求2所述的一种脱硝NOx近零排放系统，其特征在于，直接测量式的NOx分析仪采用激光光源，依据吸收光谱计算样气的氮氧化物浓度。
4.根据权利要求2所述的一种脱硝NOx近零排放系统，其特征在于，直接测量式的NOx分析仪采用紫外光源，发出的光线的光谱在紫外波段，通过依据样气的光谱吸收信息计算出样气的氮氧化物浓度。
5.根据权利要求1所述的一种脱硝NOx近零排放系统，其特征在于，信号代表性校核模组由以下逻辑组成：
直接测量式的脱硝入口NOx检测模组检测到的NO、NO2原始浓度分别为X11、X12mg/m3；
直接测量式的脱硝出口NOx检测模组检测到的NOx、NO、NO2原始浓度分别为X21、X22mg/m3；
脱硝入口烟气流量为Q1m3/h，实测氨气流量为m2kg/h，直接测量式的氨逃逸检测模组输出为X3 ppm；
氨逃逸的理论计算浓度X4的精确计算公式如下：
脱除NO消耗的氨气，kg/h：
m3＝(X11-X21)×17/30×Q1/106 (1-1)
脱除NO2消耗的氨气，Kg/h：
m4＝(X12-X22)×17/46×2×Q1/106 (1-2)
氨气的理论消耗量：m5＝m3+m4 (1-3)
氨耗比P3为氨气的实际消耗量与理论消耗量之比：
P3＝m2/m5 (1-4)
氨逃逸的理论计算浓度为X4，ppm：
x4＝(m2-m3-m4)×106/Q1×22.4/17 (1-5)
工程实施时氨逃逸的理论计算浓度X4粗略计算公式如下：
直接测量式的脱硝入口NOx检测模组检测到的NO浓度为X11mg/m3；
直接测量式的脱硝出口NOx检测模组检测到的NO浓度为X21、mg/m3；
脱硝入口烟气流量为Q1m3/h，实测氨气流量为m2kg/h，直接测量式的氨逃逸检测模组输出为X3ppm；
脱除NO消耗的氨气，kg/h：
m3＝(X11-X21)×17/30×Q1/106 (1-6)
脱除NO2消耗的氨气，kg/h：
m41＝(X11-X21)×2.05/1.34×5/95/46×2×17×Q1/106 (1-7)
氨气的理论消耗量：m5＝m3+m41 (1-8)
氨耗比P3为氨气的实际消耗量与理论消耗量之比：
P3＝m2/m5 (1-9)
氨逃逸的理论计算浓度为X4，ppm：
x4＝(m2-m3-m41)×106/Q1×22.4/17 (1-10)
在运算后设置判断逻辑：
n51≤P3≤n52 (1-11)
为氨耗比的最小允许值，n51为氨耗比的最大允许值；
|X3-X4|≤n1， (1-12)
n1为氨逃逸的理论与实测偏差的最大允许值，根据锅炉型式及实际工况确定；
如果(1-11)不等式成立判断结果为Yes，氨气的实际耗量与理论计算耗量基本一致；如果(1-12)不等式成立判断结果为Yes，烟气中氨气的实测浓度与氨气的理论计算浓度基本相等；
对不等式(1-11)、不等式(1-12)的判断结果进行“and”运算，如果运算结果为Yes就认为脱硝前NOx检测模组、脱硝后NOx检测模组、氨逃逸脱硝前NOx检测模组的检测结果具有代表性，且脱硝喷氨均匀，性能满足NOx近零排放值需要；直接作为自动调节信号使用，允许脱硝自动调节功能块自动运行；如果判断结果为NO，说明脱硝前NOx检测模组、脱硝后NOx检测模组、脱硝后氨逃逸检测模组的检测结果不具有代表性，表明脱硝均匀性受到破坏，均匀性不能满足脱硝NOx近零排放要求，及时调整脱硝各个分区的喷氨比例，手动调整或自动调整，并且人工确定是否允许脱硝自动调节功能块自动运行，人工输出“yes”OR“NO”。
6.根据权利要求1所述的一种脱硝NOx近零排放系统，其特征在于，信号代表性校核模组由以下逻辑组成：
脱硝出口烟道各个测点的NOx浓度值之差的最大值≤P1 (1-13)
P1为各个区域的NOx浓度值之差的最大允许值，直接测量式的脱硝出口NOx检测模组的检测结果具有代表性，满足NOx近零排放值需要，输出YES允许脱硝自动调节功能块自动运行；否则信号不具有代表性，输出NO，表明脱硝均匀性受到破坏，均匀性不能满足脱硝NOx近零排放要求，及时调整脱硝各个分区的喷氨比例，手动调整或者自动调整各个分区的喷氨比例，并人工确定是否允许脱硝自动调节功能块自动运行，人工输出“yes”OR“NO”。
7.根据权利要求1所述的一种脱硝NOx近零排放系统，其特征在于，烟气排口NOx近零排放控制模组包含烟气排口的NOx检测模块、烟气排口CEMS的NOx浓度信号、烟气排口的NOx值可信性判断选择功能块和近零排放单级PID调节功能块；
在的烟气排口CEMS的附近，设置一套烟气排口的NOx检测模块，烟气排口的NOx检测模块包含分布在烟气排口烟道横截面上的d个测点，d≥1，且在一个断面内，采用直接测量式的分析仪检测各个测点的NOx值；
烟气排口的NOx值可信性判断选择功能块由烟气排口NOx值可信度判断功逻辑、自动计算选择逻辑和手动选择逻辑组成；
烟气排口的检测模块输出值X51与烟气排口CEMS中的NOx浓度值X52、送至烟气排口NOx值可信度判断功逻辑、自动计算选择逻辑和手动选择逻辑；
n31、n32为直接测量式的烟气排口的NOx检测模块、烟气排口CEMS中的NOX值之间差值的最小、最大允许，烟气排口NOx值可信度判断功逻辑进行以下运算：
n31≤X51-X52≤n32 (1-14)
如果(1-14)成立，表示X51、X52信号可信，可信度判断功逻辑输出YES至自动计算选择逻辑，自动计算选择逻辑对X51、X52输出运算后的实测NOX值，并送至近零排放PID调节功能块的PV；
如果不成立，表示X51、X52信号不可信，可信度判断功逻辑输出NO至手动选择逻辑，手动选择X51、X52的值直接输出，并送至近零排放PID调节功能块的PV；接受“信号代表性校核模组”的输出作为PID调节功能块是“否允许自动运行”指令，近零排放PID调节功能块的SP设置为NOx近零排放值，近零排放PID调节功能块的运算结果输出至脱硝自动调节功能块。
8.根据权利要求1所述的一种脱硝NOx近零排放系统，其特征在于，烟气排口NOx近零排放控制模组包含近零排放单级PID调节功能块和烟气排口CEMS的NOx浓度信号；
烟气排口CEMS的NOx值作为近零排放PID调节功能块的PV，近零排放PID调节功能块的SP设置为NOx近零排放值，PID调节功能块的运算结果输出至脱硝自动调节功能块。
9.根据权利要求1所述的一种脱硝NOx近零排放系统，其特征在于，氨气理论用量计算功能组的氨气理论用量计算功能块的具体运算计算逻辑为：
脱硝入口NOx的NO、NO2浓度值X11、X12，脱硝自动控制功能块的NO浓度设定值值分量为X61、NO2浓度设定值分量X62；脱硝入口烟气流量Q1；
根据脱硝反应化学方程：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
NO与NH3的比例为1∶1，NO2与NH3的比例为1∶2；
脱除NO消耗的氨气，kg/h：
m6＝(X11-X61)×17/30×Q1/106 (1-15)
脱除NO2消耗的氨气，Kg/h：
m7＝(X12-X62)×17/46×2×Q1/106 (1-16)
精确计算出预计脱除NOx消耗的氨气量m5：
m8＝m6+m7 (1-17)
m8×f(x) (1-18)
作为脱硝自动调节功能块的前馈，进行精准控制；
工程实施中氨气理论用量计算功能块采用简化方式运算，具体计算逻辑如下：
脱硝入口NOx的浓度值X11，脱硝自动控制功能块NO浓度设定值为X31；脱硝入口烟气流量Q1；
脱除NO消耗的氨气，kg/h：
m6＝(X11-X61)×17/30×Q1/106 (1-19)
脱除NO2消耗的氨气，kg/h：
m71＝(X11-X61)×2.05/1.34×17/46×2×5/95×Q1/106 (1-20)
根据算式粗略计算出脱除NOx消耗的氨气量m81：
m81＝m6+m71 (1-21)
m81×f(x) (1-22)
作为脱硝自动调节功能块的前馈。
10.根据权利要求1所述的一种脱硝NOx近零排放系统，其特征在于，脱硝智能控制器为机组分散控制系统的一部分，且融入到机组分散控制系统的系统中。
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