[發明專利]基于機理與數據驅動的SCR脫硝噴氨控制方法及系統

有效

• 申請號: 202011022116.7
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN111921377B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 袁照威;孟磊;谷小兵;李本鋒;曹書濤;馬務;李葉紅
• 申請（專利權）人: 大唐環境產業集團股份有限公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

本公開一個或多個實施例提供了一種基于機理與數據驅動的SCR脫硝噴氨控制方法及系統，包括：獲取選擇性催化還原SCR脫硝反應器的運行數據；基于預先建立的機理模型根據所述運行數據得到所述SCR脫硝反應器出口的氮氧化物濃度的第一預測值；基于訓練完成的神經網絡模型根據所述運行數據計算得到所述SCR脫硝反應器出口的氮氧化物濃度的第二預測值；利用所述第二預測值對所述第一預測值進行校正，得到校正后的氮氧化物濃度值，計算校正后的氮氧化物濃度值與所述SCR脫硝反應器中設定的氮氧化物濃度值之間的差值；根據所述差值控制SCR脫硝反應器的噴氨。該方法可從大量事件數據中精準識別出故障事件以及定位故障源，保證了系統的可靠性。

技術領域

本公開涉及數據處理技術領域，尤其是涉及一種基于機理與數據驅動的SCR脫硝噴氨控制方法及系統。

背景技術

目前，燃煤電廠的大氣污染物排放已納入嚴格監管，各電廠陸續開展了煙氣超低排放改造。超低排放改造后要求燃煤電廠NOx（氮氧化物）排放濃度須低于50mg/m³。目前，較為常見的脫硝技術是SCR（Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原）煙氣脫硝技術，其中噴氨量的控制是其重要過程。當噴氨量過少時，導致SCR反應器出口NOx排放超標；當噴氨量過量時，不僅影響脫硝效率，而且過量的氨氣與煙氣中的SO₃反應生成硫酸氫銨和硫酸銨降低催化劑活性，造成空預器堵塞和腐蝕，同時過量的氨逃逸造成運行成本浪費和環境污染。所以，氨量的控制對脫硝系統至關重要。

傳統的噴氨量控制方式主要采單回路的出口NOx定值控制策略、固定摩爾比控制策略、串級PID（Proportion Integral Differential，比例、積分、微分）控制策略或者智能預測方法，出現了“唯機理論”或“唯數據論”的特點，但對于脫硝系統而言，由于其存在著大慣性、大延遲、非線性的特征，這些控制方式都較難以控制SCR反應器出口NOx濃度，尤其對于變工況狀態下更難以實現較好的控制。因此，一種SCR脫硝噴氨控制方法有待被提出。

發明內容

本公開一個或多個實施例提供了一種基于機理與數據驅動的SCR脫硝噴氨控制方法及系統，用以解決相關技術中SCR反應器出口氮氧化物濃度難以控制的問題。

本公開的一個或多個實施例提供了一種基于機理與數據驅動的SCR脫硝噴氨控制方法，包括：獲取選擇性催化還原SCR脫硝反應器的運行數據；基于預先建立的機理模型根據所述運行數據得到所述SCR脫硝反應器出口的氮氧化物濃度的第一預測值；基于訓練完成的神經網絡模型根據所述運行數據計算得到所述SCR脫硝反應器出口的氮氧化物濃度的第二預測值；利用所述第二預測值對所述第一預測值進行校正，得到校正后的氮氧化物濃度值；計算校正后的氮氧化物濃度值與所述SCR脫硝反應器中設定的氮氧化物濃度值之間的差值；根據所述差值控制SCR脫硝反應器的噴氨量。

可選的，訓練所述神經網絡模型，包括：獲取SCR脫硝反應器的歷史運行數據；從所述歷史運行數據中提取影響SCR脫硝反應器出口的氮氧化物濃度的時間序列數據，以及所述時間序列數據對應的SCR脫硝反應器出口的氮氧化物濃度歷史數值；將所述時間序列數據以及所述氮氧化物濃度歷史數值作為訓練數據，對神經網絡模型進行訓練，得到訓練完成的所述神經網絡模型。

可選的，所述SCR脫硝反應器出口氮氧化物濃度的影響因素至少包括以下一種：燃煤機組負荷、總風量、總煤量、SCR脫硝反應器入口氮氧化物濃度、噴氨量以及磨煤機給煤量。

可選的，建立所述機理模型，包括：根據所述運行數據確定Langmuir等溫吸附方程以及Eley-Rideal機理方程中參數，得到所述機理模型，其中，所述參數至少包括以下一種：催化劑吸附能力、吸附速率指數系數、解吸附速率指數系數、脫硝反應速率常數的指前系數、氨氣氧化速率常數、初始解吸附活化能以及脫硝反應活化能。