本发明涉及scr脱硝，特别是涉及一种scr催化剂寿命确定方法、系统、设备及介质。
背景技术：
1、为减少氮氧化物的排放，燃煤发电机组普遍采用选择性催化还原技术进行氮氧化物的脱除。其中催化剂的性能与脱硝效率密切相关，而我国大多数电厂的scr装置布置在省煤器与空预器之间，在长期运行过程中，含有飞灰的高温烟气会对催化剂造成物理化学方面的影响，烧结、堵塞、碱金属中毒、磨损等等都会造成催化剂的性能下降，性能不能满足scr所需则要加装或者更换新的催化剂。
2、目前催化剂的性能检测或寿命估计手段有以下几种：1、机组停机后，检修人员进入烟道观察并采取样品检测。该检测方法全面、直观，可以检测到催化剂的不同区域，但是检测周期较长，检测结果难以量化且跟个人经验关系较大。2、在机组运行过程中，可以通过氨逃逸的变化来推断催化剂的性能及寿命，当催化剂性能不能满足要求时，就会出现喷氨量稍高，则氨逃逸超标，喷氨量稍低则出口nox浓度超标的情况。但是氨逃逸的检测技术存在诸多难点，相当多电厂sis系统的氨逃逸数据无法反映真实情况，而采用现场抽取烟气测量的方法则带来较高的成本。
3、因为催化剂的更换需要在检修期间进行，所以有必要判断催化剂的性能及寿命能否在下一次检修前仍能满足性能要求。因为煤质、炉型、运行习惯、低氮燃烧改造效果不同，不同电厂的氮氧化物生成有较大区别。显然较多的氮氧化物生成需要更高的催化剂性能，通过样品检测得到的催化剂参数只代表了该样品的性能，通过这些数据难以计算该催化剂在该厂下一次检修前的性能情况。所以，亟需一种方案解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种scr催化剂寿命确定方法、系统、设备及介质，解决在scr催化剂寿命监测时，现场抽取烟气测量成本高，以及氨逃逸检测技术准确率低且适用范围有限的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种scr催化剂寿命确定方法，包括：
3、获取scr催化剂在scr反应器中的历史反应数据；所述历史反应数据至少包括烟气流量、入口氮氧化物浓度、出口氮氧化物浓度和喷氨流量；
4、将所述历史反应数据输入至机理模型中进行计算，得到理论出口氮氧化物浓度、氨气吸附量参数和辨识参数；所述氨气吸附量参数和辨识参数均用于表征scr催化剂的活性能力与吸附反应能力；所述机理模型用于表征scr催化剂在scr反应器中的反应过程；
5、通过粒子群算法对所述氨气吸附量参数和辨识参数进行寻优，得到氨气吸附量参数的拟合关系曲线以及最优辨识参数；
6、根据所述拟合关系曲线和最优辨识参数对所述机理模型进行更新，得到更新后的机理模型；
7、从所述历史反应数据中选取喷氨流量、入口氮氧化物浓度及其对应的烟气流量，输入至更新后的机理模型进行计算，得到scr反应器的出口氮氧化物浓度和氨逃逸值；
8、根据所述scr反应器的出口氮氧化物浓度和氨逃逸值确定所述scr催化剂的寿命。
9、进一步地，所述机理模型包括：
10、
11、
12、式中，ra为气相nh3吸附到scr催化剂表面的反应速度；为吸附反应指前因子；ea为吸附反应活化能；r为理论气体常数；t为烟气温度；为烟气中nh3的摩尔浓度；为scr催化剂表面的吸附态nh3覆盖率；rd为scr催化剂表面吸附态nh3的脱附速度；为脱附反应指前因子；ed为脱附反应活化能；α为吸附态nh3覆盖率对脱附反应活化能的影响参数；rno为气相no与scr催化剂表面吸附态nh3的催化还原反应的发生速度；为催化还原反应指前因子；eno为催化还原反应活化能；为反应覆盖率；ri-s为吸附态nh3从内部扩散到表面的速度；为表面-内部交换的指前因子；esi为表面-内部交换的活化能；为scr催化剂内部的吸附态nh3覆盖率；rs-i为吸附态nh3从表面扩散到内部的速度；ωsurf为scr催化剂活性表面的最大氨气吸附量；z为烟气轴向位移；q为烟气流速；vscr为scr反应器流通体积；t为时间；ωinter为scr催化剂内部的最大氨气吸附量。
13、进一步地，所述氨气吸附量参数包括第一氨气吸附量和第二氨气吸附量；所述第一氨气吸附量为scr催化剂活性表面的最大氨气吸附量；所述第二氨气吸附量为scr催化剂内部的最大氨气吸附量。
14、进一步地，所述辨识参数包括吸附反应指前因子、吸附反应活化能、脱附反应指前因子、脱附反应活化能、吸附态nh3覆盖率对脱附反应活化能的影响参数、催化还原反应指前因子、催化还原反应活化能、表面-内部交换的指前因子、表面-内部交换的活化能和反应覆盖率。
15、进一步地，所述通过粒子群算法对所述氨气吸附量参数和辨识参数进行寻优，得到氨气吸附量参数的拟合关系曲线以及最优辨识参数，包括：
16、以所述理论出口氮氧化物浓度与出口氮氧化物浓度的均方误差最小为目标函数，通过粒子群算法对所述氨气吸附量参数和辨识参数进行若干次寻优，并将多次寻优得到的辨识参数的平均值作为所述最优辨识参数；
17、基于所述目标函数，选取若干组历史反应数据与所述最优辨识参数进行寻优，得到所述氨气吸附量参数的拟合关系曲线。
18、进一步地，所述根据所述拟合关系曲线和最优辨识参数对所述机理模型进行更新，得到更新后的机理模型，包括：
19、根据所述拟合关系曲线计算未来预设时段的氨气吸附量参数；
20、根据所述最优辨识参数和未来预设时段的氨气吸附量参数对所述机理模型进行更新，得到更新后的机理模型。
21、进一步地，所述根据所述scr反应器的出口氮氧化物浓度和氨逃逸值确定所述scr催化剂的寿命，包括：
22、所述scr反应器的出口氮氧化物浓度和氨逃逸值满足预设排放标准的时长即为所述scr催化剂的寿命。
23、本发明第二方面提供一种scr催化剂寿命确定系统，包括：
24、数据获取模块，用于获取scr催化剂在scr反应器中的历史反应数据；所述历史反应数据至少包括烟气流量、入口氮氧化物浓度、出口氮氧化物浓度和喷氨流量；
25、参数计算模块，用于将所述历史反应数据输入至机理模型中进行计算，得到理论出口氮氧化物浓度、氨气吸附量参数和辨识参数；所述氨气吸附量参数和辨识参数均用于表征scr催化剂的活性能力与吸附反应能力；所述机理模型用于表征scr催化剂在scr反应器中的反应过程；
26、参数寻优模块，用于通过粒子群算法对所述氨气吸附量参数和辨识参数进行寻优，得到氨气吸附量参数的拟合关系曲线以及最优辨识参数；
27、模型更新模块，用于根据所述拟合关系曲线和最优辨识参数对所述机理模型进行更新，得到更新后的机理模型；
28、浓度计算模块，用于从所述历史反应数据中选取喷氨流量、入口氮氧化物浓度及其对应的烟气流量，输入至更新后的机理模型进行计算，得到scr反应器的出口氮氧化物浓度和氨逃逸值；
29、寿命确定模块，用于根据所述scr反应器的出口氮氧化物浓度和氨逃逸值确定所述scr催化剂的寿命。
30、本发明第三方面提供一种电子装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面中任意一项所述的scr催化剂寿命确定方法。
31、本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述第一方面中任意一项所述的scr催化剂寿命确定方法。
32、与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
33、本发明提供一种scr催化剂寿命确定方法、系统、设备及介质，该方法使用电厂scr相关历史反应数据来辨识机理模型，通过模型中的表面和内部最大氨吸附量以表征scr催化剂的性能；并通过不同时段的数据拟合出不同的辨识参数，通过曲线拟合来推算一段时间后的氨吸附量参数；进而利用推算后的参数构成新的机理模型，从历史数据中找出该电厂常见的高浓度入口nox浓度水平，选择不同的喷氨量，利用该模型观察出口nox浓度和氨逃逸的值，若出口nox浓度和氨逃逸无法同时满足排放标准则考虑更换催化剂，并利用出口nox浓度和氨逃逸来确定催化剂的使用寿命。本发明通过scr催化剂的历史反应数据即可测量催化剂的性能及寿命，成本低，准确率高且适用范围广。
1.一种scr催化剂寿命确定方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种scr催化剂寿命确定方法，其特征在于，所述机理模型包括：
3.根据权利要求2所述的一种scr催化剂寿命确定方法，其特征在于，所述氨气吸附量参数包括第一氨气吸附量和第二氨气吸附量；所述第一氨气吸附量为scr催化剂活性表面的最大氨气吸附量；所述第二氨气吸附量为scr催化剂内部的最大氨气吸附量。
4.根据权利要求2所述的一种scr催化剂寿命确定方法，其特征在于，所述辨识参数包括吸附反应指前因子、吸附反应活化能、脱附反应指前因子、脱附反应活化能、吸附态nh3覆盖率对脱附反应活化能的影响参数、催化还原反应指前因子、催化还原反应活化能、表面-内部交换的指前因子、表面-内部交换的活化能和反应覆盖率。
5.根据权利要求1所述的一种scr催化剂寿命确定方法，其特征在于，所述通过粒子群算法对所述氨气吸附量参数和辨识参数进行寻优，得到氨气吸附量参数的拟合关系曲线以及最优辨识参数，包括：
6.根据权利要求1所述的一种scr催化剂寿命确定方法，其特征在于，所述根据所述拟合关系曲线和最优辨识参数对所述机理模型进行更新，得到更新后的机理模型，包括：
7.根据权利要求1所述的一种scr催化剂寿命确定方法，其特征在于，所述根据所述scr反应器的出口氮氧化物浓度和氨逃逸值确定所述scr催化剂的寿命，包括：
8.一种scr催化剂寿命确定系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的scr催化剂寿命确定方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的scr催化剂寿命确定方法。
