[发明专利]一种烟道内烟气时间分布特性分析方法、系统及脱硝系统

说明书

本发明提供一种烟道内烟气时间分布特性分析方法、系统及脱硝系统，所述方法包括步骤确定锅炉烟气参数的理论数据；建立烟气参数变化规律模型；得到烟气在烟道中的时间分布特性。本发明建立的烟气参数变化规律模型以及确定的烟气在烟道中的时间分布特性可以作为SCR脱硝系统控制信号，实现精确控制喷氨量的目的；同时可以为脱硝分析同一路烟气的参数提供支撑，保证分析的是同一路烟气的各个数据，提高了分析精度。

技术领域

本发明涉及锅炉燃烧技术领域，具体涉及一种烟道内烟气时间分布特性分析方法、系统及脱硝系统。

背景技术

燃煤锅炉在燃烧过程中，产生大量的氮氧化物。国家制定了不同行业大气污染物排放标准，为了满足大气污染物的排放标准，减少氮氧化物排放，许多锅炉配置脱硝系统。目前大型锅炉尤其是火电厂燃煤锅炉基本都采用选择性催化还原(SCR)脱硝技术，该技术在烟道中设置脱硝反应器，锅炉燃烧产生的烟气经过所述脱硝反应器，因为在所述脱硝反应器中设置有催化剂，烟气中喷入一定的还原剂氨(NH₃)，在催化剂作用下，所述还原剂NH₃选择性地与烟气中的氮氧化物反应生成N₂和H₂O，进而达到减少氮氧化物排放的目的。在脱硝系统中，通过监测SCR反应器入口的烟气量、氮氧化物浓度等参数，控制喷入烟气中的NH₃量，保证脱硝效率；通过监测SCR反应器出口参数(烟气氮氧化物浓度及氨逃逸浓度等)，监督喷氨情况。该技术具有工艺成熟，适应性强，脱硝效率高，价格相对低廉的优点。

目前国内脱硝系统自动喷氨主要通过控制氨氮摩尔比或控制出口氮氧化物浓度的方式，即根据SCR反应器入口氮氧化物浓度和烟气流量，计算所需化学反应的NH₃的量，从而控制喷氨调节阀，或者通过对脱硝SCR出口氮氧化物浓度检测，调整喷氨量。在实际运行中，由于烟气特性及测量原因，氮氧化物浓度测量需要3-5分钟，而烟气通过脱硝SCR反应器只需要十几秒钟的时间，测得的氮氧化物浓度远远滞后于脱硝实际运行浓度，因此，造成喷氨量与实际工况不相符，造成喷氨过量或喷氨不足。喷氨量过低，脱硝效率低，氮氧化物排放超标，带来环境污染；喷氨量过多，反应器出口逃逸的氨气与烟气中的三氧化硫发生反应，生成硫酸氢铵，容易在脱硝下游设备空预期内沉积，带来厂用电率升高，影响机组发电负荷，甚至造成停机清理的后果，并且喷氨过量，还会造成机组脱硝剂浪费，经济性差，催化剂性能下降等问题。

解决此类问题目前采用的方法一是取消脱硝自动喷氨控制，采用人工调节的方式，但是实际运行效果与操作人员的责任心和业务水平有很大关系，且增加工作量。另一种方法是机组进行自动喷氨改造，通过对脱硝系统入口氮氧化物浓度预测等前馈技术，实现对脱硝SCR预喷氨调整，减少由于测量滞后等问题造成的脱硝喷氨误差。

如申请号为201710002535.6的发明专利申请公开了一种基于智能前馈信号的SCR脱硝系统喷氨量优化控制系统及方法，其以火电厂历史数据为基础，采用数据建模的思想，以锅炉侧可调参数作为输入，以炉膛出口NOx浓度作为输出，利用最小二乘支持向量机算法构建预测模型，该模型可以用来构建喷氨量控制策略中的智能前馈控制器。以动态矩阵控制为主控制器，PID为副控制器，构建串级反馈控制结构，运行过程中，智能前馈控制器根据锅炉侧的参数变化实时输出前馈控制信号，快速响应机组工况的变化，与反馈控制共同构成SCR系统喷氨量优化控制策略，实现喷氨量的快速准确控制。但是该方法仅以炉膛侧可调参数作为输入，以炉膛出口NOx浓度作为输出，未对其他烟气参数如烟气流量进行预测，同时未考虑影响烟气参数的其他因素，也无法确定烟气在烟道中的时间分布特性。

发明内容

为解决以上现有技术的不足，本发明提供了一种烟道内烟气时间分布特性分析方法、系统及脱硝系统，其可以确定烟气在烟道中的时间分布特性，进而为脱硝控制和脱硝分析提供更准确的信息。

一种烟道内烟气时间分布特性分析方法，包括步骤：

确定锅炉烟气参数的数据；

建立烟气参数变化规律模型；