一種scr脫硝催化劑最佳更換時(shí)間的實(shí)時(shí)計(jì)算方法
【專(zhuān)利摘要】一種SCR脫硝催化劑最佳更換時(shí)間的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，確定能夠反映催化劑狀態(tài)的SCR脫硝系統(tǒng)參數(shù)，依據(jù)邊界條件獲取各負(fù)荷工況下參數(shù)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行基于拉依達(dá)準(zhǔn)則(3σ準(zhǔn)則)的數(shù)據(jù)濾波處理，根據(jù)數(shù)據(jù)濾波處理后的有效數(shù)據(jù)繪制SCR脫硝系統(tǒng)參數(shù)時(shí)間變化曲線，以此為依據(jù)計(jì)算脫硝催化劑的理論更換時(shí)間，并從經(jīng)濟(jì)性的角度實(shí)時(shí)計(jì)算并預(yù)測(cè)脫硝催化劑的最佳更換時(shí)間。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種SCR脫硝催化劑最佳更換時(shí)間的實(shí)時(shí)計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于動(dòng)力行業(yè)，具體涉及一種SCR脫硝催化劑最佳更換時(shí)間的實(shí)時(shí)計(jì)算方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，我國(guó)燃煤鍋爐廣泛采用了選擇性催化還原SCR脫硝技術(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中 NOx的減排。催化劑作為SCR脫硝反應(yīng)的核心，其活性高低直接影響脫硝效率的高低，而且催 化劑是脫硝工程初期投資以及后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中成本控制的關(guān)鍵。
[0003] 在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，煙氣中潛在的化學(xué)性毒害物質(zhì)以及煙塵沖刷、高溫波動(dòng)等都 會(huì)造成催化劑活性的下降從而逐漸發(fā)生老化現(xiàn)象。當(dāng)催化劑的老化發(fā)生到一定程度，會(huì)導(dǎo) 致脫硝效率不能達(dá)到設(shè)計(jì)值，煙氣中NOx的排放不達(dá)標(biāo)，氨逃逸率增加。
[0004] 目前，各發(fā)電廠及科研機(jī)構(gòu)普遍采用離線的實(shí)驗(yàn)室性能測(cè)試及活性檢測(cè)方法，如 文獻(xiàn)"選擇性催化還原脫硝催化劑失活研究綜述，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)2013(14)"，文獻(xiàn)"煙氣 脫硝催化劑的性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)，中國(guó)電力2010(11)"等。從表觀活性、微觀結(jié)構(gòu)以及表面沉 積物等方面入手對(duì)催化劑的活性溫度、機(jī)械強(qiáng)度參數(shù)、化學(xué)成分含量和工藝性能指標(biāo)指標(biāo) 以及活性變化進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而對(duì)催化劑的運(yùn)行、管理及更換提供指導(dǎo)。
[0005] 這種離線方法一般利用機(jī)組停機(jī)檢修機(jī)會(huì)進(jìn)行，對(duì)于催化劑狀態(tài)的把握具有一定 的滯后性，而且對(duì)于催化劑更換時(shí)間預(yù)測(cè)更是一種不確定預(yù)估。為此需要探索一種在線方 法，對(duì)能夠反映催化劑狀態(tài)的脫硝系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)數(shù)據(jù)挖掘與分析，通過(guò)對(duì)其變化 趨勢(shì)規(guī)律的掌握建立標(biāo)準(zhǔn)模型及流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)催化劑最佳更換時(shí)間的實(shí)時(shí)計(jì)算，這對(duì)于發(fā) 電廠脫硝系統(tǒng)檢修計(jì)劃的制定和檢修成本的預(yù)算及控制具有現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種SCR脫硝催化劑最佳更換時(shí)間的實(shí)時(shí)計(jì)算方法。
[0007] 該方法涉及的技術(shù)方案如下：
[0008] 1)確定反映催化劑狀態(tài)的SCR脫硝系統(tǒng)在線參數(shù)
[0009] 即脫硝效率ESCR、噴氨流量SNH3、出口氨濃度或氨逃逸率ΡΡΜ、Ν0 Χ排放濃度CNQx-Qut，確 定SCR反應(yīng)器溫度T、煙氣流量F Ga，SCR系統(tǒng)NOx入口濃度CnhASCR系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件參 數(shù)；
[0010] 2)確定方案的邊界條件
[0011]機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)良好，鍋爐燃燒方式、燃燒溫度、過(guò)量空氣系數(shù)、煙氣在爐內(nèi)停留時(shí) 間穩(wěn)定，且入爐煤質(zhì)穩(wěn)定；
[0012] 3)獲取各負(fù)荷工況下參數(shù)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾處理
[0013] 3-1)獲取機(jī)組設(shè)計(jì)負(fù)荷P1*別處于低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷各要求負(fù)荷工況下機(jī) 組穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)四個(gè)SCR脫硝系統(tǒng)參數(shù)Escr，Snh3，PPM，CNQx-Qut的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)；
[0014] 其中低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷分別定義為50%Pe、75%Pe和100%P e;
[0015] 3-2)對(duì)3-1)獲取的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行基于拉依達(dá)準(zhǔn)則即3〇準(zhǔn)則的數(shù)據(jù)濾波處理 并剔除奇異數(shù)據(jù)；
[0016] 4)繪制脫硝系統(tǒng)參數(shù)時(shí)間變化曲線
[0017] 以12小時(shí)為時(shí)間單位，分別計(jì)算過(guò)去12小時(shí)內(nèi)所有參數(shù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)濾波處理得到的 n-m個(gè)有效數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，并用這些算太平抝佶令則給制低伯益、由伯益和高伯益工況 下四個(gè)SCR脫硝系統(tǒng)參數(shù)隨時(shí)間的變化曲受
[0018] 5)通過(guò)對(duì)變化曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到脫硝催化劑的理論更換時(shí)間；
[0019] 5-1)脫硝效率￡=(〇降低到設(shè)計(jì)要求最低脫硝效率五#時(shí)，脫硝催化劑達(dá)到理 SGRiY 論更換時(shí)間，如式(4)式所示； m-EsGR
[0020]
(4)
[0021 ] 5-2)Ν0χ排放濃度C；； (〇升高至排放要求極限值Cf 時(shí)，脫硝催化劑達(dá)到理 Λ Ox-Our t)ut0 論更換時(shí)間*^ ，如式(5)式所示； lNOx-Oui
[002;
(5)
[0023] 5-3)出口氨濃度或氨逃逸率PPMPl(t)升高至排放要求極限值，脫硝催化 劑達(dá)到理論更換時(shí)間/P;，如式(6)式所示；
[0024] (6)
[0025] 〖)和PPMPi(t)三條曲線各自出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，分別 對(duì)應(yīng)式(4)、式(5)和式(6)分別推算的理論更換時(shí)間,和，通常這 三個(gè)時(shí)間不盡相同，因此，定義Pi負(fù)荷工況下，脫硝催化劑的理論更換時(shí)間ig，如式(7)所 示：
[0026]
(7)
[0027] 6)計(jì)算脫硝催化劑的最佳更換時(shí)間
[0028] 在Pi負(fù)荷工況下，如果達(dá)到理論更換時(shí)間Ig，而不更換脫硝催化劑，通過(guò)增加的 噴氨消耗量與液氨成本單價(jià)計(jì)算增加的噴氨成本，并計(jì)入相關(guān)脫硝設(shè)備增加的電量，計(jì)算 得到增加的運(yùn)行消耗成本，如式(8)所示：
[0029]
(8)
[0030] 式中，PNH3為液氨成本單價(jià)，更換脫硝催化劑后的噴氨流量*，pKWH為上網(wǎng)電 價(jià)，KWH為相關(guān)脫硝設(shè)備每12小時(shí)增加平均電耗；
[0031] 脫硝催化劑更換成本Rc(t)由催化劑購(gòu)置成本現(xiàn)值BC、安裝費(fèi)用現(xiàn)值Ic及廢催化劑 處理費(fèi)現(xiàn)值DdI過(guò)復(fù)利法計(jì)算得到，如式(9)所示，其中y為計(jì)息年化利率，t為計(jì)息時(shí)間，12 小時(shí)為一個(gè)時(shí)間單位；
[0032]
(9)
[0033] 當(dāng)額外的運(yùn)行消耗成本Cf(X)與脫硝催化劑更換成本Rc(t)在延長(zhǎng)期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)收 益相等時(shí)，如式（10)所示，可實(shí)時(shí)計(jì)算并預(yù)測(cè)不同Pi負(fù)荷工況下脫硝催化劑的最佳更換時(shí) 間'
[0034]
(10)
[0035] 或?qū)⒉煌琍i負(fù)荷工況對(duì)應(yīng)的額外增加的運(yùn)行消耗成本Cf if)與脫硝催化劑更換 成本Rc(t)繪制與時(shí)間相關(guān)的曲線，不同Pi負(fù)荷工況對(duì)應(yīng)不同最佳更換時(shí)間ij；，其他邊界 條件一致的前提下，負(fù)荷Pi越高，時(shí)間越短；
[0036] 根據(jù)式（10)計(jì)算的脫銷(xiāo)催化劑在Pi低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷工況對(duì)應(yīng)不同最佳更 換時(shí)間/&，通過(guò)不同Pi負(fù)荷工況在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中所占比例權(quán)重α Ρι，計(jì)算脫硝催化劑的 T=Fi* Π-4- r'^rl i-P- / 1 1 \ Cr-. ~
[0037
(Il)
[0038]式中，αΡι的取值，根據(jù)歷史負(fù)荷情況考慮，也可根據(jù)年度或月度調(diào)度計(jì)劃考慮。 [0039]所述的機(jī)組穩(wěn)態(tài)運(yùn)行必須同時(shí)滿足三個(gè)邊界條件：
[0040] I)機(jī)組負(fù)荷Pi在各要求負(fù)荷工況下取值時(shí)，上下波動(dòng)必須穩(wěn)定在±0.5%Pe內(nèi)，且 穩(wěn)定取值時(shí)間必須超過(guò)120秒；
[0041 ] 2) SCR反應(yīng)器溫度T和煙氣流量FGas取值必須同時(shí)滿足（1)式，且穩(wěn)定取值持續(xù)超過(guò) 120 秒：
[0042] (1)
[0043] 式中，Topi和/^分別為SCR反應(yīng)器溫度和煙氣流量在低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷工 CrC7S〇 況下的性能試驗(yàn)值或初始設(shè)計(jì)值；
[0044] 3)SCR反應(yīng)器入口的NOx濃度CNQx-1(1取值必須滿足式(2)，且穩(wěn)定取值持續(xù)超過(guò)120 秒：
[0045 (2)
[0046] 式中，,為SCR系統(tǒng)NOx入口濃度在低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷工況下的性能試 NOx-InQ 驗(yàn)值或初始設(shè)計(jì)值，CNCix-Ini和CN〇x-inj為任意時(shí)刻SCR系統(tǒng)NOx入口濃度的兩個(gè)取值，δ&〇 χ-ιη為 任意時(shí)刻SCR系統(tǒng)NOx入口濃度的兩個(gè)取值的變化率。
[0047]采用本發(fā)明不但能夠?qū)崟r(shí)預(yù)測(cè)脫硝催化劑的理論更換時(shí)間，而且能夠從經(jīng)濟(jì)性的 角度實(shí)時(shí)計(jì)算并預(yù)測(cè)脫硝催化劑的最佳更換時(shí)間，為電廠SCR脫硝催化劑的管理以及檢修 計(jì)劃制定和費(fèi)用準(zhǔn)備具有重要的指導(dǎo)意義。
【附圖說(shuō)明】
[0048]圖1是脫硝催化劑達(dá)到理論更換時(shí)間是否更換對(duì)應(yīng)的噴氨流量對(duì)比圖。
[0049] 圖2是額外增加的運(yùn)行消耗成本與脫硝催化劑更換成本時(shí)間相關(guān)曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0051 ] 1)確定能夠反映催化劑狀態(tài)的SCR脫硝系統(tǒng)在線參數(shù)
[0052] SCR脫硝系統(tǒng)在線參數(shù)中，確定能夠反應(yīng)催化劑狀態(tài)的參數(shù)為脫硝效率Escr、噴氨 流量SNH3、出口氨濃度或氨逃逸率ΡΡΜ、Ν0χ排放濃度CNQx-Qut，確定SCR反應(yīng)器溫度T、煙氣流量 Fc aJPSCR系統(tǒng)NOx入口濃度CnohASCR系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件參數(shù)。由于SCR脫硝裝置一般分為 A側(cè)和B側(cè)，則可按A側(cè)和B側(cè)分別確定兩組參數(shù)。
[0053] 2)確定方案的邊界條件
[0054]該方案實(shí)施的邊界條件是:機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)良好，鍋爐燃燒方式、燃燒溫度、過(guò)量空 氣系數(shù)、煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間保持穩(wěn)定，且入爐煤質(zhì)保持穩(wěn)定；
[0055] 3)獲取各負(fù)荷工況下參數(shù)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾處理
[0056] 3-1)獲取機(jī)組設(shè)計(jì)負(fù)荷P1*別處于低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷各要求負(fù)荷工況下機(jī) 組穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)四個(gè)SCR脫硝系統(tǒng)參數(shù)Escr，SNH3，PPM，CNQx- Qut的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，低負(fù)荷、中負(fù)荷 和高負(fù)荷一般分別定義為50%Pe、75%Pe和100%P e;
[0057] 其中，確定機(jī)組是否穩(wěn)態(tài)運(yùn)行必須同時(shí)滿足三個(gè)邊界條件：
[0058]①機(jī)組負(fù)荷Pi在各要求負(fù)荷取值時(shí)，上下波動(dòng)必須穩(wěn)定在±0.5%Pe內(nèi)，且穩(wěn)定取 值時(shí)間必須超過(guò)120秒；
[0059] ②SCR反應(yīng)器溫度T和煙氣流量Fcas取值必須同時(shí)滿足式（1)，且穩(wěn)定取值持續(xù)超過(guò) 120 秒：
[0060] (1)
[0061]式中，ToPiPi7=。分別為SCR反應(yīng)器溫度和煙氣流量在低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷工 況下的性能試驗(yàn)值或初始設(shè)計(jì)值；
[0062]③SCR反應(yīng)器入口的NOx濃度值必須滿足式(2)，且穩(wěn)定取值持續(xù)超過(guò)120 秒：
[0063]
[0064] 式中，C= 為SCR系統(tǒng)NOx入口濃度在低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷工況下的性能試 Ν?χ-InO. 驗(yàn)值或初始設(shè)計(jì)值，CNox-Ini和CNOx-Inj為任意時(shí)刻SCR系統(tǒng)NOx入口濃度的兩個(gè)取值。δ&〇 χ-ιη為 任意時(shí)刻SCR系統(tǒng)NOx入口濃度的兩個(gè)取值的變化率。
[0065] 3-2)對(duì)3-1)獲取的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行基于拉依達(dá)準(zhǔn)則(3〇準(zhǔn)則）的數(shù)據(jù)濾波處理， 將奇異數(shù)據(jù)全部剔除，具體處理方法如下：
[0066] 3-2-1)先計(jì)筧所有數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)量用η表示）的算術(shù)平均值；
[0067]
[0068]
[0069]
[0070] 3-2-3)以/Ji.-萬(wàn)L> 3σ為剔除篩選條件，將m個(gè)奇異數(shù)據(jù)剔除掉，數(shù)據(jù)濾波處理后 的有效數(shù)據(jù)為n-m個(gè)。
[0071] 4)繪制脫硝系統(tǒng)參數(shù)時(shí)間變化曲線
[0072] 以12小時(shí)為時(shí)間單位，在每日的0點(diǎn)整、12點(diǎn)整，分別計(jì)算過(guò)去12小時(shí)內(nèi)所有參數(shù) 經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)濾波處理得到的n-m個(gè)有效數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，并用這些算術(shù)平均值分別繪制各 要求負(fù)荷工況下四個(gè)SCR脫硝系統(tǒng)參數(shù)隨時(shí)間的變化曲線U)，PPMPl(t)， Cpi (0。 NOx^CHit v y
[0073] 5)計(jì)算脫硝催化劑的理論更換時(shí)間
[0074] 隨著時(shí)間的推移，脫硝催化劑的活性會(huì)不斷的降低，在Pi負(fù)荷工況且穩(wěn)定的邊界 條件下，脫硝效率⑴逐步降低，在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)，NOx排放濃度C: ⑴和出口氨濃 度或氨逃逸率PPMpUt)逐步升高，當(dāng)各自分別變化到設(shè)計(jì)要求的極限值時(shí)，認(rèn)為達(dá)到了脫硝 催化劑的理論更換時(shí)間。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)積累到一定程度，可通過(guò)對(duì)曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合來(lái)預(yù)測(cè) 脫硝催化劑的理論更換時(shí)間。
[0075] 5-1)脫硝效率五=(?)降低到設(shè)計(jì)要求最低脫硝效率五時(shí)，認(rèn)為達(dá)到了脫硝催 化劑的理論更換時(shí)間，如式(4)所示；
[00
(4)
[0077] 5-2)N0x排放濃度CU/)升高至排放要求極限值€^__時(shí)，認(rèn)為達(dá)到了脫硝催 化劑的理論更換時(shí)間，如式(5)所示；
[0078]
(5)
[0079] 5-3)出口氨濃度或氨逃逸率PPMPl(t)升高至排放要求極限值戶(hù)/^^時(shí)，認(rèn)為達(dá)到 Q 了脫硝催化劑的理論更換時(shí)間Cw，如式(6)所示；
[0080]
(6)
[0081] 但是，由于機(jī)組處于運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法及時(shí)安排時(shí)間進(jìn)行更換，或者在多層催化劑 中并非所有層催化劑活性都降低至無(wú)法容忍的程度，即使達(dá)到了脫硝催化劑的理論更換時(shí) 間，一般也不對(duì)催化劑進(jìn)行更換，而是通過(guò)加大噴氨流量(?)來(lái)提高脫硝效率五=(/)， 降低NOx排放濃度(：：_(/)和出口氨濃度或氨逃逸率PPMpiU)。因此，在Pi負(fù)荷工況下，
(t)三條曲線各自出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)式(4)、式(5)和式(6) 分別推算的理論更換時(shí)間,通常這三個(gè)時(shí)間不盡相同，因此， 定義Pi負(fù)荷工況下，脫硝催化劑的理論更換時(shí)間，如式(7)所示：
[0082]
(7)
[0083] 6)計(jì)算脫硝催化劑的最佳更換時(shí)間
[0084] 在Pi負(fù)荷工況下，如果達(dá)到理論更換時(shí)間而不更換脫硝催化劑，則只有通過(guò) 加大噴氨流量(0來(lái)達(dá)到提高脫硝效率、降低NOx排放濃度和氨逃逸率的目的，雖然延長(zhǎng) 了脫硝催化劑的運(yùn)行時(shí)間，充分利用了催化劑的活性，但是相比于更換脫硝催化劑后的噴 氨流量，兩者之間會(huì)存在很大的噴氨流量差:，通過(guò)在時(shí)間軸上的 積分得到增加的噴氨消耗量
，如圖1所示。
[0085] 因此，針對(duì)不同Pi負(fù)荷工況，可通過(guò)增加的噴氨消耗量與液氨成本單價(jià)可計(jì)算增 加的噴氨成本，另外，計(jì)入相關(guān)脫硝設(shè)備增加的電量，計(jì)算得到增加的運(yùn)行消耗成本，如(8) 式所示：
[0086]
(g)
[0087]式中，pNH3為液氨成本單價(jià)，ρκ?為上網(wǎng)電價(jià)，KWH為相關(guān)脫硝設(shè)備每12小時(shí)增加平 均電耗。
[0088]脫硝催化劑更換成本RC(t)與機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷工況Pi無(wú)關(guān)，它是由催化劑購(gòu)置成本 現(xiàn)值BC、安裝費(fèi)用現(xiàn)值IoS廢催化劑處理費(fèi)現(xiàn)值DdI過(guò)復(fù)利法計(jì)算得到，如式(9)所示，其中 y為計(jì)息年化利率，t為計(jì)息時(shí)間，12小時(shí)為一個(gè)時(shí)間單位。
[0089]
[0090]當(dāng)額外的運(yùn)行消耗成本C^(Z)與脫硝催化劑更換成本RC(t)在延長(zhǎng)期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)收 益相等時(shí)，如式（10)所示，可實(shí)時(shí)計(jì)算并預(yù)測(cè)不同Pi負(fù)荷工況下脫硝催化劑的最佳更換時(shí) 間'議。
[0091]
(1〇):
[0092] 也可將不同Pi負(fù)荷工況對(duì)應(yīng)的額外增加的運(yùn)行消耗成本C/"與脫硝催化劑更 換成本Rc(t)繪制與時(shí)間相關(guān)的曲線，如圖2所示。不同Pi負(fù)荷工況對(duì)應(yīng)不同最佳更換時(shí)間 ?&，其他邊界條件一致的前提下，負(fù)荷Pi越高，時(shí)間越短。
[0093] 根據(jù)（10)式計(jì)算的脫銷(xiāo)催化劑在不同Pi負(fù)荷工況對(duì)應(yīng)不同最佳更換時(shí)間可 通過(guò)不同Pi負(fù)荷工況在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中所占比例權(quán)重αΡι，計(jì)算脫硝催化劑的最佳更換時(shí)間 t〇R，如式(11)所示
[0094]
(11)
[0095] 式中，αΡι的取值，可根據(jù)歷史負(fù)荷情況考慮，也可根據(jù)年度或月度調(diào)度計(jì)劃考慮。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種SCR脫硝催化劑最佳更換時(shí)間的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，其特征在于:包括w下步驟： 1) 確定反映催化劑狀態(tài)的SCR脫硝系統(tǒng)在線參數(shù) 即脫硝效率EsCR、噴氨流量SNH3、出口氨濃度或氨逃逸率PPM、M)x排放濃度Cn日X-日ut，確定 SCR反應(yīng)器溫度T、煙氣流量FGas和SCR系統(tǒng)NOx入口濃度CNOx-in為SCR系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件參數(shù)； 2) 確定方案的邊界條件 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)良好，鍋爐燃燒方式、燃燒溫度、過(guò)量空氣系數(shù)、煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間穩(wěn) 定，且入爐煤質(zhì)穩(wěn)定； 3) 獲取各負(fù)荷工況下參數(shù)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾處理 3-1)獲取機(jī)組設(shè)計(jì)負(fù)荷Pi分別處于低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷各要求負(fù)荷工況下機(jī)組穩(wěn) 態(tài)運(yùn)行時(shí)四個(gè)SCR脫硝系統(tǒng)參數(shù)EsGR，SNH3，PPM，CNQx-Qut的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)； 其中低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷分別定義為50%Pe、75%Pe和100%Pe; 3-2)對(duì)3-1)獲取的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行基于拉依達(dá)準(zhǔn)則即30準(zhǔn)則的數(shù)據(jù)濾波處理并剔 除奇異數(shù)據(jù)； 4) 繪制脫硝系統(tǒng)參數(shù)時(shí)間變化曲線 W12小時(shí)為時(shí)間單位，分別計(jì)算過(guò)去12小時(shí)內(nèi)所有參數(shù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)濾波處理得到的n-m 個(gè)有效數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，并用運(yùn)些算術(shù)平均值分別繪制低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷工況下 四個(gè)SCR脫硝系統(tǒng)參數(shù)隨時(shí)間的變化曲線的的，尸巧W巧巧，C二。。，腳;； 5) 通過(guò)對(duì)變化曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到脫硝催化劑的理論更換時(shí)間； 5-1 )脫硝效率左:。巧降低到設(shè)計(jì)要求最低脫硝效率怎:^J寸，脫硝催化劑達(dá)到理論更 占 CK lyCKiJ 換時(shí)?'司，如式(4)所示；(4) 5-2)Μ)χ排放濃度CA' (0升高至排放要求極限值時(shí)，脫硝催化劑達(dá)到理論更 換時(shí)間，如式(5)所示； 站-（'\.化-從"巧) 5-3)出口氨濃度或氨逃逸率PPMPi(t)升高至排放要求極限值時(shí)，脫硝催化劑達(dá) 到理論更換時(shí)間?，如式(6)所示；在Pi負(fù)荷工況下，及巧、C"腳和PPM"(t)S條曲線各自出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng) 式(4)、式(5)和式(6)分別推算的理論更換時(shí)間通常運(yùn)Ξ個(gè) 時(shí)間不盡相同，因此，定義Pi負(fù)荷工況下，脫硝催化劑的理論更換時(shí)間ig，如式(7)所示：6)計(jì)算脫硝催化劑的最佳更換時(shí)間 在Pi負(fù)荷工況下，如果達(dá)到理論更換時(shí)間而不更換脫硝催化劑，通過(guò)增加的噴氨消 耗量與液氨成本單價(jià)計(jì)算增加的噴氨成本，并計(jì)入相關(guān)脫硝設(shè)備增加的電量，計(jì)算得到增 加的運(yùn)行消耗成本，如式(8)所示：式中，ΡΝΗ3為液氨成本單價(jià)，更換脫硝催化劑后的噴氨流量*化)，PKWH為上網(wǎng)電價(jià)， KWH為相關(guān)脫硝設(shè)備每12小時(shí)增加平均電耗； 脫硝催化劑更換成本Rc(t)由催化劑購(gòu)置成本現(xiàn)值Be、安裝費(fèi)用現(xiàn)值Ic及廢催化劑處理 費(fèi)現(xiàn)值化通過(guò)復(fù)利法計(jì)算得到，如式(9)所示，其中y為計(jì)息年化利率，t為計(jì)息時(shí)間，12小時(shí) 為一個(gè)時(shí)間單位；當(dāng)額外的運(yùn)行消耗成本與脫硝催化劑更換成本Rc(t)在延長(zhǎng)期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)收益相 等時(shí)，如式（10)所示，可實(shí)時(shí)計(jì)算并預(yù)測(cè)不同Pi負(fù)荷工況下脫硝催化劑的最佳更換時(shí)間 諒；或?qū)⒉煌琍i負(fù)荷工況對(duì)應(yīng)的額外增加的運(yùn)行消耗成本與脫硝催化劑更換成本Re (t)繪制與時(shí)間相關(guān)的曲線，不同Pi負(fù)荷工況對(duì)應(yīng)不同最佳更換時(shí)間其他邊界條件一 致的前提下，負(fù)荷Pi越高，時(shí)間fS?越短； 根據(jù)式式（10)計(jì)算的脫銷(xiāo)催化劑在Pi低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷工況對(duì)應(yīng)不同最佳更換 時(shí)間，通過(guò)不同Pi負(fù)荷工況在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中所占比例權(quán)重qPi，計(jì)算脫硝催化劑的最佳 更換時(shí)間toR，如式(11)所示式中，(/1的取值，根據(jù)歷史負(fù)荷情況考慮，也可根據(jù)年度或月度調(diào)度計(jì)劃考慮。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SCR脫硝催化劑最佳更換時(shí)間的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，其特征在于： 所述的機(jī)組穩(wěn)態(tài)運(yùn)行必須同時(shí)滿足Ξ個(gè)邊界條件： 1) 機(jī)組負(fù)荷Pi在各要求負(fù)荷工況下取值時(shí)，上下波動(dòng)必須穩(wěn)定在±〇.5%Pe內(nèi)，且穩(wěn)定 取值時(shí)間必須超過(guò)120秒； 2. SCR反應(yīng)器溫度T和煙氣流量FGas取值必須同時(shí)滿足式（1)，且穩(wěn)定取值持續(xù)超過(guò)120 秒：式中，和Ff,.分別為SCR反應(yīng)器溫度和煙氣流量在低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷工況下 0 Gas. (} 的性能試驗(yàn)值或初始設(shè)計(jì)值； 3. SCR反應(yīng)器入口的NOx濃度CNQx-in取值必須滿足式(2)，且穩(wěn)定取值持續(xù)超過(guò)120秒：式中，為SCR系統(tǒng)NOx入口濃度在低負(fù)荷、中負(fù)荷和高負(fù)荷工況下的性能試驗(yàn)值或 初始設(shè)計(jì)值，CNOx-Ini和CNOx-Inj為任意時(shí)刻SCR系統(tǒng)NOx入口濃度的兩個(gè)取值，SCNOx-In為任意時(shí) 刻SCR系統(tǒng)NOx入口濃度的兩個(gè)取值的變化率。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK105844083SQ201610153795
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】王大鵬, 王智微, 馬鵬波, 杜保華
【申請(qǐng)人】西安西熱電站信息技術(shù)有限公司