[發明專利]基于過程數據辨識的SCR脫硝系統穩態效率計算方法

在審

• 申請號: 201810375737.X
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108446533A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 李逗;帥云峰;華偉;王衛群;司風琪
• 申請（專利權）人: 江蘇方天電力技術有限公司;東南大學;國網江蘇省電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

基于過程數據辨識的SCR脫硝系統穩態效率計算方法，該方法包括以下步驟：獲取歷史過程數據；利用辨識工具箱得到所需的一階慣性時間常數和純延遲時間常數；利用修正公式通過煙囪入口NOx濃度計算出此時還原劑流量下的穩態出口NOx濃度，從而計算出穩態脫硝效率。本發明可以直接由現場煙囪入口NOx濃度測量數據計算出SCR系統穩態脫硝效率，該測點數據可信度和穩定性好，且該方法不需新增其他測量設備，計算出的穩態脫硝效率對操作人員掌握系統性能、控制系統還原劑流量都有指導意義。

技術領域

本發明屬于煙氣脫硝技術領域，具體涉及一種基于過程數據辨識的SCR脫硝系統穩態效率計算方法。

背景技術

煤炭是一種寶貴的化石燃料，但同時也是一種不清潔的能源，可產生粉塵和氮氧化物(NOx)、硫化物(SOx)等大氣污染物。目前我國一次能源的主要形式仍然是煤炭，其中超過半數消耗于火電機組，因此火電機組經濟、環保運行對整個國民經濟的綠色發展具有重要意義。NOx氣體是危害大且較難處理的大氣污染物，其中燃煤電站鍋爐是NOx的重要排放源，隨著《火電廠大氣污染物排放標準》的正式頒布與實施，燃煤電站面臨的減排壓力進一步增大。

目前，各電站燃煤鍋爐除了采用低NOx燃燒設備和爐內燃燒優化等技術措施抑制NOx的生成外，對于燃燒過程中已經生成的NOx普遍采用選擇性催化還原法(SCR)脫硝設備進行煙氣脫硝。SCR脫硝系統在變工況下運行時，系統呈現出非線性和大滯后的特點，數據庫記錄下的系統實時數據存在不一致性。例如當系統氨氮摩爾比增大時，按照反應機理，系統脫硝效率應上升，但實時數據往往顯示脫硝效率變化很小，甚至出現下降的情況，不利于操作人員對系統性能的監測和對還原劑流量的控制。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提供一種基于過程數據辨識的SCR脫硝系統穩態效率計算方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于過程數據辨識的SCR脫硝系統穩態效率計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、獲取歷史過程數據：從對象歷史數據庫中以一定時間間隔導出需要辨識的數據；

步驟二、過程數據辨識：根據導出的數據，利用辨識工具箱得到所需的系統時間常數；

步驟三、穩態脫硝效率計算：基于得到的系統時間常數，計算出此時SCR反應器入口條件下對應的穩態出口NOx濃度，從而得到穩態脫硝效率。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

所述步驟一中，參數包括機組負荷、SCR進口NOx濃度、SCR系統還原劑流量、SCR出口NOx濃度和煙囪入口NOx濃度；條件為機組負荷和SCR系統進口NOx濃度穩定時系統還原劑流量發生階躍變化；開始時間為還原劑流量開始階躍時，停止時間為煙囪入口NOx濃度穩定時。

所述步驟二中，將還原劑流量階躍變化數據及對應的SCR出口NOx濃度變化數據導入辨識工具箱，得到出口NOx濃度變化對還原劑流量階躍的延遲時間常數，傳遞函數形式如式(1)、(2)所示：

Y(s)＝G(s)·U(s) (1)

式中：Y(s)為輸出變量，U(s)為輸入變量，G(s)為傳遞函數；

式中：k為比例系數，T為一階慣性時間常數，s為拉普拉斯算子，Td為純延遲時間常數；

同樣，將SCR出口NOx濃度開始變化數據及對應的煙囪入口NOx濃度變化數據導入辨識工具箱，得到其一階慣性時間常數和純延遲時間常數。

所述步驟三中，在已知系統動態特性的基礎上，對運行數據進行動態修正，利用現場實測煙囪入口NOx濃度計算出此時SCR反應器入口條件下對應的穩態出口NOx濃度，從而得到穩態脫硝效率。