[发明专利]基于分时段多模型建模的SCR催化剂性能劣化分析方法

权利要求书

1.基于分时段多模型建模的SCR催化剂性能劣化分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)从SIS数据库中采集SCR脱硝催化剂活性相关参数的历史运行数据，得到原始样本D；所述SCR催化剂活性相关参数包括：机组负荷、SCR入口NOx浓度、SCR入口烟气温度、还原剂流量、SCR入口氧量和SCR出口NO_x浓度；所述机组负荷用于表征烟气流量；

(2)以机组负荷和SCR入口NO_x浓度为指标对机组常规运行区间进行工况划分，划分的网格尽可能多地包含原始样本D中的数据；

(3)按照时间区段将原始样本D分割成m个时段形成样本集{D_i}(1≤i≤m)；

(4)以机组负荷和SCR入口NO_x浓度为稳态判定条件对样本集{D_i}进行稳态筛选，得到稳态运行数据样本集{SD_i}(1≤i≤m)，对稳态样本{SD_i}进行数据清洗，对清洗后的稳态样本进行离散化抽样，得到尽可能均匀分布的全工况稳态建模样本集{MD_i}(1≤i≤m)；进行稳态筛选时，将10min内机组负荷波动幅度不超过10MW、SCR入口NO_x浓度波动幅度不超过50mg/m³的工况判定为稳态工况，采用该段时间内各输入输出参数的算术平均值作为稳态工况点；所述对稳态样本进行数据清洗过程为过滤稳态样本中包含死值的失真样本；

(5)采用LSSVM算法对稳态建模样本集{MD_i}进行训练，得到LSSVM模型集{M_i}(1≤i≤m)，模型输入为机组负荷、SCR入口NO_x浓度、SCR入口烟气温度、SCR入口氧量和SCR出口NO_x浓度，模型输出为还原剂流量；

(6)根据步骤(2)中所划网格确定n个典型工况，SCR入口NO_x浓度采用各典型工况网格中心点所对应数值，形成一组典型工况输入集DI_n×5；其中，选取样本分布最多的负荷工况所对应的机组负荷作为典型工况集的机组负荷，对应SCR出口NO_x浓度、烟气温度和SCR入口氧量为机组常规运行区间内所有样本对应参数的平均值；

(7)将步骤(6)中典型工况输入样本集DI_n×5分别输入步骤(5)中的LSSVM模型集{M_i}(1≤i≤m)，得到m个模型对应的典型工况输出集DO_n×1，即同一组输入集在不同时段对应的输出集，根据模型集的输出结果分析SCR催化剂的活性；所述根据模型集的输出结果分析SCR催化剂活性的方法为：定义β值，计算LSSVM模型集中各个模型的β值，作为对应时段SCR催化剂活性的表征值，得到机组SCR脱硝催化剂的性能劣化趋势；其中，所述β值计算方法为：

SCR催化剂活性用脱除单位NO_x消耗的还原剂流量来表征，即

式中，α为脱除单位NO_x所消耗的还原剂流量，表征催化剂的活性，α越小，活性越大；为SCR入口NH₃的摩尔浓度，为SCR入口NO_x的摩尔浓度，为SCR出口NO_x的摩尔浓度；

其中，式中，为SCR系统进、出口测得的NO_x的质量浓度；为NO_x的相对分子质量；

式中，Q_还原剂为还原剂流量，为还原剂中NH₃的质量分数，为NH₃的相对分子质量；Q_烟为烟气流量，且Q_烟＝λ×P，P为机组负荷，λ为机组负荷与SCR入口烟气流量的比例关系；

令

则α∝β，即SCR催化剂的活性与还原剂流量成反比，与机组负荷和SCR系统进、出口NO_x质量浓度之差成正比。

2.根据权利要求1所述的基于分时段多模型建模的SCR催化剂性能劣化分析方法，其特征在于，对于LSSVM模型集中的任一模型，取n个典型工况计算所得β值的算数平均值作为该模型的β值。