[發明專利]基于分時段多模型建模的SCR催化劑性能劣化分析方法

有效

• 申請號: 201910368057.X
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110094251B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 司風琪;高常樂;董云山;江曉明
• 申請（專利權）人: 東南大學;大唐南京環保科技有限責任公司
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00;G16C20/30;G16C20/90
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳飛

1.基于分時段多模型建模的SCR催化劑性能劣化分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)從SIS數據庫中采集SCR脫硝催化劑活性相關參數的歷史運行數據，得到原始樣本D；所述SCR催化劑活性相關參數包括：機組負荷、SCR入口NOx濃度、SCR入口煙氣溫度、還原劑流量、SCR入口氧量和SCR出口NO_x濃度；所述機組負荷用于表征煙氣流量；

(2)以機組負荷和SCR入口NO_x濃度為指標對機組常規運行區間進行工況劃分，劃分的網格盡可能多地包含原始樣本D中的數據；

(3)按照時間區段將原始樣本D分割成m個時段形成樣本集{D_i}(1≤i≤m)；

(4)以機組負荷和SCR入口NO_x濃度為穩態判定條件對樣本集{D_i}進行穩態篩選，得到穩態運行數據樣本集{SD_i}(1≤i≤m)，對穩態樣本{SD_i}進行數據清洗，對清洗后的穩態樣本進行離散化抽樣，得到盡可能均勻分布的全工況穩態建模樣本集{MD_i}(1≤i≤m)；進行穩態篩選時，將10min內機組負荷波動幅度不超過10MW、SCR入口NO_x濃度波動幅度不超過50mg/m³的工況判定為穩態工況，采用該段時間內各輸入輸出參數的算術平均值作為穩態工況點；所述對穩態樣本進行數據清洗過程為過濾穩態樣本中包含死值的失真樣本；

(5)采用LSSVM算法對穩態建模樣本集{MD_i}進行訓練，得到LSSVM模型集{M_i}(1≤i≤m)，模型輸入為機組負荷、SCR入口NO_x濃度、SCR入口煙氣溫度、SCR入口氧量和SCR出口NO_x濃度，模型輸出為還原劑流量；

(6)根據步驟(2)中所劃網格確定n個典型工況，SCR入口NO_x濃度采用各典型工況網格中心點所對應數值，形成一組典型工況輸入集DI_n×5；其中，選取樣本分布最多的負荷工況所對應的機組負荷作為典型工況集的機組負荷，對應SCR出口NO_x濃度、煙氣溫度和SCR入口氧量為機組常規運行區間內所有樣本對應參數的平均值；

(7)將步驟(6)中典型工況輸入樣本集DI_n×5分別輸入步驟(5)中的LSSVM模型集{M_i}(1≤i≤m)，得到m個模型對應的典型工況輸出集DO_n×1，即同一組輸入集在不同時段對應的輸出集，根據模型集的輸出結果分析SCR催化劑的活性；所述根據模型集的輸出結果分析SCR催化劑活性的方法為：定義β值，計算LSSVM模型集中各個模型的β值，作為對應時段SCR催化劑活性的表征值，得到機組SCR脫硝催化劑的性能劣化趨勢；其中，所述β值計算方法為：

SCR催化劑活性用脫除單位NO_x消耗的還原劑流量來表征，即

式中，α為脫除單位NO_x所消耗的還原劑流量，表征催化劑的活性，α越小，活性越大；為SCR入口NH₃的摩爾濃度，為SCR入口NO_x的摩爾濃度，為SCR出口NO_x的摩爾濃度；

其中，式中，為SCR系統進、出口測得的NO_x的質量濃度；為NO_x的相對分子質量；

式中，Q_還原劑為還原劑流量，為還原劑中NH₃的質量分數，為NH₃的相對分子質量；Q_煙為煙氣流量，且Q_煙＝λ×P，P為機組負荷，λ為機組負荷與SCR入口煙氣流量的比例關系；

令

則α∝β，即SCR催化劑的活性與還原劑流量成反比，與機組負荷和SCR系統進、出口NO_x質量濃度之差成正比。

2.根據權利要求1所述的基于分時段多模型建模的SCR催化劑性能劣化分析方法，其特征在于，對于LSSVM模型集中的任一模型，取n個典型工況計算所得β值的算數平均值作為該模型的β值。