一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法与流程

专利检索2025-01-02  41


本发明涉及烟气脱硝,尤其涉及一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法。


背景技术:

1、针对燃煤电厂脱硝控制的问题,现有技术采用scr选择性催化还原法脱硝技术,在各种烟气脱硝技术中,scr选择性催化还原法脱硝技术以其高效实用性而成为燃煤锅炉脱硝改造的主要技术手段;

2、但近年来发现现有的脱硝系统在运行过程的控制调整存在一些共性问题;一是为了满足超低排放要求,喷氨量加大,会造成机组运行时硫酸氢铵生成量增加,加剧了空预器堵塞问题,影响了机组安全稳定运行;二是现阶段燃煤机组深度调峰已成为常态,机组负荷变化范围更大,负荷变化速度更快,对燃煤机组脱硝系统的调节提出更高要求;三是煤质复杂多变,现有的脱硝系统调节控制方法已不能完全适应;

3、因此,本技术提供一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法用于解决上述问题。


技术实现思路

1、本发明提供一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,其目的在于:基于机组燃烧系统的数据分析,通过锅炉燃烧氧量的监控、煤质评判、磨煤机的启停、机组负荷变化、机组dcs运行工况监控等大数据统计和分析,综合评判,实现喷氨系统的精细化配置和智慧化控制,避免过量喷氨,避免引起空预器堵塞。

2、本发明提供一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,包括:

3、步骤一,建立机组dcs监控系统,实时获取机组的各项运行参数,包括炉膛氧量、燃煤发热量、磨煤机浮动台数、机组负荷值、反应器入口烟气流量、反应器入口烟气中nox浓度以及当前脱硝效率下的氨消耗量;

4、步骤二,对机组历史的各项运行参数进行分析,获得理想运行参数,包括理想标煤发热量、机组各负荷值状态下的理想nox浓度、100%脱硝效率下的标准氨消耗量;

5、步骤三,基于各项运行参数和理想运行参数计算反应喷氨量的修正系数,包括氧量因素修正系数、燃煤因素修正系数、磨煤机启停因素修正系数、机组负荷因素修正系数、浓度突变因素修正系数;

6、步骤四,建立喷氨量粗算模型,将与烟气流量因素、nox浓度因素以及氨消耗量因素对应的各项运行参数及理想运行参数代入模型中,经计算获得第一喷氨量;

7、步骤五,建立喷氨量修正模型,将各修正系数与第一喷氨量代入模型中,经计算获得喷氨量修正值;

8、步骤六,基于喷氨量修正值控制脱硝系统的喷氨量。

9、根据本发明提供的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,所述对机组历史的各项运行参数进行分析,获得理想运行参数包括:

10、根据机组设计获取在设计工况下的理想标煤发热量;

11、对历史各时刻机组负荷值和入口烟气中nox浓度进行统计,分析机组在同一负荷值时nox浓度的平均值,输出为机组在各负荷值状态下的理想nox浓度;

12、基于机组设计获取在100%脱硝效率下的标准氨消耗量。

13、根据本发明提供的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,所述基于各项运行参数和理想运行参数计算反应喷氨量的修正系数包括以下步骤:

14、s11,基于当前炉膛氧量参数,预判锅炉配风工况的变化趋势,统计该趋势对nox浓度值的影响比例,进而得到不同的氧量因素修正系数k1;

15、s12,基于当前燃煤发热量参数,计算其与理想标煤发热量的比值,所得比值对应当前燃煤因素修正系数k2;

16、s13,基于当前磨煤机浮动台数,预判磨煤机冷热风调门变化趋势,统计该趋势对nox浓度值的影响比例,进而得到不同的磨煤机启停因素修正系数k3;

17、s14,获取当前机组负荷值及当前nox浓度,基于当前机组负荷值匹配相同负荷值状态下的理想nox浓度,计算二者的比值,所得比值对应当前机组负荷因素修正系数k4;

18、s15,实时计算当前nox浓度与上一时刻nox浓度的差值,当差值超过突变标准时判定机组出现浓度突变情况,计算当前nox浓度与上一时刻nox浓度的比值,所得比值对应当前浓度突变因素修正系数k5。

19、根据本发明提供的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,所述基于当前炉膛氧量参数,预判锅炉配风工况的变化趋势,统计该趋势对nox浓度值的影响比例,进而得到不同的氧量因素修正系数k1还包括:

20、设获取的当前炉膛氧量为a;

21、若0.3≤a≤0.5时,当前氧量因素修正系数k1=1.0;

22、若a<0.3时,当前氧量因素修正系数k1=0.95;

23、若a>0.5时,当前氧量因素修正系数k1=1.05。

24、根据本发明提供的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,所述基于当前磨煤机浮动台数,预判磨煤机冷热风调门变化趋势,统计该趋势对nox浓度值的影响比例,进而得到不同的磨煤机启停因素修正系数k3还包括:

25、若当前磨煤机浮动台数为1台时,当前磨煤机启停因素修正系数k3=1.05;

26、若当前磨煤机浮动台数为2台时,当前磨煤机启停因素修正系数k3=1.10;

27、若当前磨煤机未出现浮动但存在扰动时,当前磨煤机启停因素修正系数k3=1.05;

28、其中,浮动台数代表磨煤机台数增加或减少的数量。

29、根据本发明提供的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,所述建立喷氨量粗算模型,将与烟气流量因素、nox浓度因素以及氨消耗量因素对应的各项运行参数及理想运行参数代入模型中,经计算获得第一喷氨量包括:

30、所述喷氨量粗算模型为:

31、wa={(vq*cno*17)/(30*106)+(vq*cno2*17*2)/(46*106)}*m;

32、其中,wa为第一喷氨量,vq为反应器入口烟气流量,cno为反应器入口烟气中no浓度,cno2为反应器入口烟气中no2浓度,m为当前脱硝效率下的氨消耗量与100%脱硝效率下的标准氨消耗量的比值;

33、将所述dcs监控系统获取的上述参数对代入所述喷氨量粗算模型中,经计算获得第一喷氨量wa。

34、根据本发明提供的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,所述建立喷氨量修正模型,将各修正系数与第一喷氨量代入模型中,经计算获得喷氨量修正值包括:

35、所述喷氨量修正模型为waq=(wa*k1*k3*k4*k5)/k2;

36、其中,waq为喷氨量修正值,wa为第一喷氨量,k1为当前氧量因素修正系数,k2为当前燃煤因素修正系数,k3为当前磨煤机启停因素修正系数,k4为当前机组负荷因素修正系数,k5为当前浓度突变因素修正系数;

37、将上述各项修正系数和第一喷氨量wa代入所述喷氨量修正模型中,经计算获得喷氨量修正值waq。

38、根据本发明提供的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,所述基于喷氨量修正值控制脱硝系统的喷氨量包括:

39、通过所述dcs监控系统获取脱硝系统出口nox浓度反馈值;

40、根据脱硝系统出口nox浓度反馈值与设定值偏差计算当前喷氨量控制偏差;

41、将所述喷氨量修正值waq与当前喷氨量控制偏差相加,得到当前修正后的喷氨量控制偏差;

42、根据当前修正后的喷氨量控制偏差,利用pid控制算法计算当前喷氨量控制指令;

43、将所述当前喷氨量控制指令发送至脱硝系统的执行器,调整喷氨量。

44、根据本发明提供的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,所述利用pid控制算法计算当前喷氨量控制指令包括:

45、设当前修正后的喷氨量控制偏差为error;

46、设pid控制参数为kp、ki、kd;

47、根据pid控制算法,计算当前喷氨量控制指令waq_cmd:

48、waq_cmd=kp*error+ki*error_integral+kd*(error_last-error);

49、其中,error_integral为error的积分值,error_last为上一次error的值。

50、根据本发明提供的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,所述将所述当前喷氨量控制指令发送至脱硝系统的执行器,调整喷氨量包括:

51、将所述当前喷氨量控制指令waq_cmd发送至脱硝系统的执行器;

52、脱硝系统执行器根据所述当前喷氨量控制指令waq_cmd调整喷氨量,以使脱硝系统出口nox浓度反馈值与设定值一致。

53、本发明提供的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法的有益效果在于:

54、1、通过对炉膛氧量的监控、煤质评判、磨煤机的启停、机组负荷变化、机组dcs运行工况监控,分别反馈炉膛氧量对喷氨量的修正系数、煤质修正系数、磨煤机启停对喷氨量的修正系数、机组负荷对喷氨量的修正系数、机组dcs运行工况对喷氨量的修正系数,实现喷氨控制过程的精细化配置和智慧化综合调整;

55、2、能够避免过量喷氨,避免引起空预器堵塞;

56、3、利用pid控制算法计算当前喷氨量控制指令,以使脱硝系统出口nox浓度反馈值与设定值一致,实现精准控制。


技术特征:

1.一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,其特征在于,所述对机组历史的各项运行参数进行分析,获得理想运行参数包括:

3.根据权利要求2所述的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,其特征在于,所述基于各项运行参数和理想运行参数计算反应喷氨量的修正系数包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,其特征在于,所述基于当前炉膛氧量参数,预判锅炉配风工况的变化趋势,统计该趋势对nox浓度值的影响比例,进而得到不同的氧量因素修正系数k1还包括:

5.根据权利要求4所述的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,其特征在于,所述基于当前磨煤机浮动台数,预判磨煤机冷热风调门变化趋势,统计该趋势对nox浓度值的影响比例,进而得到不同的磨煤机启停因素修正系数k3还包括:

6.根据权利要求5所述的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,其特征在于,所述建立喷氨量粗算模型,将与烟气流量因素、nox浓度因素以及氨消耗量因素对应的各项运行参数及理想运行参数代入模型中,经计算获得第一喷氨量包括:

7.根据权利要求6所述的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,其特征在于,所述建立喷氨量修正模型,将各修正系数与第一喷氨量代入模型中,经计算获得喷氨量修正值包括:

8.根据权利要求7所述的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,其特征在于,所述基于喷氨量修正值控制脱硝系统的喷氨量包括:

9.根据权利要求8所述的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,其特征在于,所述利用pid控制算法计算当前喷氨量控制指令包括:

10.根据权利要求9所述的一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,其特征在于,所述将所述当前喷氨量控制指令发送至脱硝系统的执行器,调整喷氨量包括:


技术总结
本发明提供了一种智慧电厂脱硝系统喷氨控制方法,包括:实时获取机组运行参数,包括氧量、燃煤发热量、磨煤机状态、机组负荷、烟气流量和NOx浓度;分析历史数据,得出理想运行参数,如理想NOx浓度和标准氨消耗量;计算反应喷氨量的修正系数,考虑各种因素如氧量、燃煤、磨煤机启停等对喷氨量的影响;基于各项参数和理想参数建立喷氨量粗算模型,得出初步的喷氨量;将修正系数应用于初步喷氨量,进行修正;根据修正后的喷氨量控制脱硝系统的喷氨量;本发明实现了喷氨过程的精细化配置和智慧化调整,同时通过PID控制算法,精准控制脱硝系统出口的NOx浓度,避免过量喷氨导致的空预器堵塞问题。

技术研发人员:陈鑫,于君,王包昊,艾永清,郭天宇,胡青宇
受保护的技术使用者:华能秦煤瑞金发电有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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