[發明專利]一種循環流化床鍋爐爐內脫硫后SO2

在審

• 申請號: 202210502507.1
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN115169632A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 張洪福;高明明;張國華;岳光溪;王亞柯;鄺力
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;華能集團技術創新中心有限公司;清華大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G16C10/00;G16C20/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了屬于火電機組污染物排放控制優化領域的一種循環流化床鍋爐爐內脫硫后SO₂排放濃度預測方法，該方法是在建立CFB鍋爐爐內SO₂生成、脫除模型的基礎上，采用非線性最小二乘法擬合CFB鍋爐各典型負荷工況下的自脫硫效率與床溫、爐內氧化/還原氛圍的函數，實現原煙氣SO₂濃度預測，有利于克服CFB鍋爐爐內脫硫的大慣性，實現爐內脫硫的運行調整與自動控制；提前預測原煙氣SO₂濃度的變化趨勢，為爐外脫硫系統運行調整提供參考，降低爐外脫硫系統的運行壓力，保證CFB鍋爐SO₂達到超低排放標準。

技術領域

本發明屬于火電機組污染物排放控制優化領域。特別涉及一種循環流化床鍋爐爐內脫硫后SO₂排放濃度預測方法，

背景技術

燃煤循環流化床(CFB)鍋爐爐膛溫度有利于爐內脫硫反應，且爐內脫硫技術工藝流程簡單，因此該技術被廣泛應用于CFB鍋爐二氧化硫(SO₂)的低排放控制。隨著環保意識的增強，我國實施了關于燃煤鍋爐的超低排放標準，為達到SO₂的超低排放標準，CFB鍋爐加裝了煙氣脫硫設備，以爐內脫硫為第一級脫硫，爐外煙氣脫硫為第二級脫硫。當前對于CFB鍋爐爐內脫硫后的SO₂排放濃度(原煙氣SO₂濃度)的動態預測研究較少，無法實現爐外煙氣脫硫系統的運行優化。在CFB鍋爐快速變負荷過程中，爐內燃燒狀態變化，原煙氣SO₂濃度變化快，波動大，導致煙氣脫硫系統運行壓力大，重要運行參數波動大，運行人員難以調節，最終出現經煙氣脫硫后的SO₂排放濃度(凈煙氣SO₂濃度)超標等情況，限制了CFB鍋爐的負荷調節能力。

為了解決因缺少原煙氣SO₂濃度預測值，使得爐內脫硫、爐外煙氣脫硫運行調整不及時，凈煙氣SO₂濃度超標的問題，本發明提出了CFB鍋爐經爐內脫硫后的SO₂排放濃度預測方法，采用機理建模的方法建立原煙氣SO₂濃度預測模型，實現CFB鍋爐穩定負荷運行、快速變負荷運行時的原煙氣SO₂濃度的實時預測。

發明內容

本發明的目的是提供一種循環流化床鍋爐爐內脫硫后SO₂排放濃度預測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，根據SO₂的生成、脫除反應機理，選擇煤質、給煤量、總風量、床溫、爐內石灰石給料流率、原煙氣SO₂濃度作為CFB鍋爐爐內脫硫后的SO₂排放濃度預測模型的輸入；

S2，在建立預測模型的過程中，考慮CFB鍋爐自脫硫效率對SO₂生成量的影響，自脫硫效率主要與床溫、爐內氧化/還原氣氛相關，確定自脫硫效率與床溫、爐內氧化/還原氣氛的關系式；

S3，建立CFB鍋爐燃燒模型，并根據自脫硫效率，確定爐膛SO₂生成速率；建立CFB鍋爐爐內氧化鈣CaO的存量、SO₂脫除速率模型，確定爐膛SO₂脫除速率；

S4，根據S3中的CFB鍋爐爐內SO₂生成速率模型和SO₂脫除速率模型，建立CFB鍋爐爐內脫硫后的SO₂排放濃度預測模型，利用CFB鍋爐的動態歷史數據，對預測模型中的參數進行優化，根據CFB鍋爐實時運行數據，實時預測CFB鍋爐爐內脫硫后的SO₂排放濃度。

所述步驟S2采用CFB鍋爐穩態負荷工況下，爐內未投入石灰石時的原煙氣SO₂濃度、給煤量、總風量、煤質確定自脫硫效率；采用非線性最小二乘法擬合CFB鍋爐各典型負荷工況下的自脫硫效率與床溫、爐內氧化/還原氛圍的函數，爐內氧化/還原氛圍用總風量與給煤量的比值即風煤比來表征。