水泥生產(chǎn)中sncr煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水泥生產(chǎn)中的煙氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水泥生產(chǎn)中選擇性非 催化還原煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨量控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，煙氣中氮氧化物（NOx)的治理已經(jīng)成為我國(guó)空氣污染治理的當(dāng)務(wù)之急。我國(guó) 的水泥產(chǎn)量約占全球的50%，近年來(lái)呈迅速增漲趨勢(shì)，每年新增的水泥產(chǎn)量占全球新增產(chǎn) 量的80%以上，水泥行業(yè)排放的NOx約占整個(gè)排放量的10-12%，已是居火力發(fā)電、汽車尾 氣之后的NOx第三排放大戶。我國(guó)在"十二五"規(guī)劃《關(guān)于水泥產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見(jiàn)》 中提出，到2015年底，水泥工業(yè)的NOx排放量要比2009年減少25%。因此，水泥行業(yè)脫硝 形勢(shì)十分嚴(yán)峻。
[0003] 關(guān)于水泥生產(chǎn)中煙氣的脫硝，目前主要采用選擇性非催化還原（SelectiveNo CatalyticReduction，其縮寫為SNCR，本專利申請(qǐng)文件中，以"SNCR"表示選擇性非催化還 原）法，所述SNCR法是指在適合煙氣脫硝的溫度區(qū)噴入氨水，在不使用催化劑的條件下將 煙氣中的NOx還原成無(wú)毒的氮?dú)夂退?，從而?shí)現(xiàn)煙氣中NOx脫除的工藝。SNCR工藝應(yīng)用中， 關(guān)鍵是噴氨量的控制，噴氨量不足，難以使所排放煙氣中的NOx濃度達(dá)標(biāo)；噴氨量過(guò)大，不 僅造成氨的浪費(fèi)，而且還會(huì)造成新的NH3逃逸污染。
[0004] 關(guān)于噴氨量的控制，通常采用比例-積分-微分控制器（ProportionIntegration Differentiation，簡(jiǎn)稱PID控制器），所述PID控制器通過(guò)水泥窖分解爐進(jìn)口煙氣中的NOx 濃度與煙氣流量得到進(jìn)口煙氣中NOx含量，再將NOx含量與NH3/N0x摩爾比（0. 7-1. 3之 間）相乘得到所需的基本噴氨量，并根據(jù)出口煙氣中NOx的含量反饋來(lái)修正所需噴入的氨 量。然而，經(jīng)PID控制器運(yùn)算后發(fā)出調(diào)節(jié)閥開度指令控制噴氨流量，難以克服系統(tǒng)的非線性 和滯后性，難以實(shí)現(xiàn)噴氨量的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水泥生產(chǎn)中SNCR煙氣脫硝系 統(tǒng)的噴氨量控制方法，以實(shí)現(xiàn)噴氨量的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確控制，提高煙氣中去除率，減少氨逃 逸。
[0006] 本發(fā)明所述水泥生產(chǎn)中SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨量控制方法，其技術(shù)方案如下：
[0007] ①在水泥窯分解爐（1)內(nèi)設(shè)置至少兩層噴氨區(qū)，各層噴氨區(qū)分別配備相應(yīng)的噴 槍，各層噴氨區(qū)的噴槍分別由對(duì)應(yīng)層噴氨區(qū)的氨流量調(diào)節(jié)閥控制其噴氨量，各層噴氨區(qū)氨 流量調(diào)節(jié)閥與氨總流量調(diào)節(jié)閥連接；
[0008] ②在水泥窯分解爐（1)的噴氨區(qū)進(jìn)口設(shè)置溫度傳感器、煙氣流量檢測(cè)傳感器和第 一NOx濃度檢測(cè)傳感器，在水泥窯分解爐（1)的出口設(shè)置第二NOx濃度檢測(cè)傳感器和順3濃 度檢測(cè)傳感器；
[0009] ③配備安裝了噴氨量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的噴氨量控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)分別 與所述溫度傳感器、煙氣流量檢測(cè)傳感器、第一NOx濃度檢測(cè)傳感器、第二NOx濃度檢測(cè)傳 感器、NH3濃度檢測(cè)傳感器及各層噴氨區(qū)氨流量調(diào)節(jié)閥和氨總流量調(diào)節(jié)閥連接，根據(jù)接收到 的水泥窯分解爐進(jìn)口的煙氣溫度、煙氣流量、煙氣中NOx的濃度信息和水泥窯分解爐出口 煙氣中NOx的濃度、NH3濃度信息通過(guò)噴氨量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型給出水泥窯分解爐內(nèi)的 總噴氨量及各層噴氨區(qū)的噴氨量比例，并根據(jù)噴氨量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型所給出的總噴 氨量及各層噴氨區(qū)的噴氨量比例控制氨總流量調(diào)節(jié)閥和各層噴氨區(qū)氨流量調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)， 實(shí)現(xiàn)噴氨量的實(shí)時(shí)控制。
[0010] 本發(fā)明所述水泥生產(chǎn)中SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨量控制方法，其噴氨量控制系 統(tǒng)所安裝的噴氨量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型通過(guò)構(gòu)建和訓(xùn)練得到，構(gòu)建和訓(xùn)練的方法如下：
[0011] ①噴氨量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建
[0012] 噴氨量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型由輸入層、隱含層和輸出層組成；設(shè)置輸入層神經(jīng) 元為Q(t)、Xin(t)、TdX^t+l)和U(t+1)，其中，Q(t)為t時(shí)刻水泥窯分解爐的進(jìn)口 煙氣流量，Xin(t)為t時(shí)刻水泥窯分解爐進(jìn)口煙氣中濃度，T(t)為t時(shí)刻水泥窯 分解爐的進(jìn)口煙氣溫度，Xwt(t+1)為（t+1)時(shí)刻水泥窯分解爐的出口煙氣中濃度， U(t+1)為（t+1)時(shí)刻水泥窯分解爐的出口煙氣中順3的濃度；設(shè)置輸出層神經(jīng)元為y(t) 和又"!：)/^；^!:)…/^^!:)，其中y(t)為t時(shí)刻水泥窖分解爐內(nèi)的總噴氨量，yJtVyJt)*"/ yn(t)為t時(shí)刻各層噴氨區(qū)的噴氨量比例，n為水泥窯分解爐中噴射區(qū)的層數(shù)；隱含層根據(jù) Kolmogorov定理設(shè)置，為L(zhǎng)= 2*N+1，其中N為輸入層神經(jīng)元的數(shù)量。
[0013] ②噴氨量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練
[0014] 在水泥窯分解爐的某一工況下設(shè)定不同的總噴氨量和各層噴射區(qū)噴氨量的不同 比例，測(cè)定出一系列不同的總噴氨量和各層噴射區(qū)噴氨量的不同比例所對(duì)應(yīng)的水泥窯分解 爐出口煙氣中的NOx濃度和NH3濃度，以所獲得的上述數(shù)據(jù)為樣本數(shù)據(jù)；設(shè)定水泥窯分解爐 出口煙氣中N0X&度的目標(biāo)值和NH3濃度的目標(biāo)值，選擇水泥窯分解爐出口煙氣中NO,濃度 和冊(cè)13濃度均小于或等于所述設(shè)定目標(biāo)值的樣本數(shù)據(jù)作為進(jìn)行歸一化處理的樣本數(shù)據(jù)，然 后用進(jìn)行歸一化處理的樣本數(shù)據(jù)對(duì)構(gòu)建的噴氨量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練。
[0015] 本發(fā)明所述水泥生產(chǎn)中SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨量控制方法，水泥窯分解爐內(nèi) 的噴氨區(qū)設(shè)置在進(jìn)口煙氣溫度為850~1050°C的區(qū)域。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0017] 1、由于本發(fā)明方法采用安裝了噴氨量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的噴氨量控制系統(tǒng)對(duì) 水泥生產(chǎn)中SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨量進(jìn)行控制，因而可根據(jù)水泥窯分解爐進(jìn)口的煙氣 溫度、煙氣流量、煙氣中NOx的濃度變化對(duì)水泥窯分解爐內(nèi)各層噴氨區(qū)的噴氨量及總噴氨 量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，使水泥窯分解爐出口煙氣中NOx的濃度、NH3濃度保持在小于或等于所設(shè) 定的目標(biāo)值，不僅實(shí)現(xiàn)了煙氣中NOx的達(dá)標(biāo)排放，提高了NOx去除率，而且大大減少了氨逃 逸。
[0018] 2、對(duì)現(xiàn)有水泥生產(chǎn)中SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨量控制系統(tǒng)稍加改造，就可使用 本發(fā)明所述方法，因而本發(fā)明所述方法易于推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本發(fā)明所述水泥生產(chǎn)中SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨量控制方法的一種設(shè)備 配置和流程圖；
[0020] 圖2是噴氨量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的結(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖中，1 一分解爐，2-第一層噴氨區(qū)，3-第二層噴氨區(qū)，4一第一層噴氨區(qū)氨流量 調(diào)節(jié)閥，5-第二層噴氨區(qū)氨流量調(diào)節(jié)閥，6-氨總流量調(diào)節(jié)閥，7-流量計(jì)，8-輸氨泵，9一 氨水儲(chǔ)罐，10-煙囪，11一