CN104809341A - 一种实时计算scr脱硝***还原剂流量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时计算SCR脱硝***还原剂流量的方法，采集SCR反应器入口工况条件NOx浓度NOx_SCRIn、SCR反应器入口每千克煤工况条件产生的烟气体积V_yan,SCRIn、SCR反应器出口工况条件NOx浓度NOx_SCROut、SCR反应器出口每千克煤工况条件产生的烟气体积V_yan,SCROut、入炉煤实时热值Q_ar、发电机组有功功率Ne及机组实时发电煤耗B_f，实时计算脱硝还原剂消耗量。通过本发明提供的方法计算，从脱硝实际反应结果的角度得出实时消耗量，可以与实测数据形成对比，为实际消耗流量提供依据。

Description

一种实时计算SCR脱硝***还原剂流量的方法

技术领域：

本发明涉及热能、化学、信息技术等领域，具体涉及一种实时计算SCR脱硝***还原剂流量的方法。

背景技术：

目前，火电厂SCR脱硝***还原剂流量采用实时测量的方法，鉴于液氨测量时出现汽化现象，容易造成实时测量数值准确性不高，进而影响液氨质量流量的测量及控制***的经济运行。

发明内容：

本发明的目的是提供了一种实时计算SCR脱硝***还原剂流量的方法，利用SCR反应器入口NOx实时浓度、SCR反应器入口烟气体积流量、SCR反应器出口NOx实时浓度、SCR反应器出口烟气体积流量，入炉煤实时热值、发电机组有功功率、机组发电煤耗等参数，实时计算脱硝还原剂消耗量，对实测数据进行补充及校正。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种实时计算SCR脱硝***还原剂流量的方法，采集SCR反应器入口工况条件NOx浓度NOx_SCRIn、SCR反应器入口每千克煤工况条件产生的烟气体积V_yan,SCRIn、SCR反应器出口工况条件NOx浓度NOx_SCROut、SCR反应器出口每千克煤工况条件产生的烟气体积V_yan,SCROut、入炉煤实时热值Q_ar、发电机组有功功率Ne及机组实时发电煤耗B_f，利用公式(1)得到以液氨为还原剂的实时流量：

${\mathrm{NH}}_3\left(m\right)=16.61\×{10}^{-6}\×\frac{N_e\×B_f\×(V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{Q_{\mathrm{ar}}\×{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{NH}}_3}}---\left(1\right)$

式中：N_e——发电机有功功率，MW；

B_f——机组实时发电煤耗，g/kWh；

V_yan,SCRIn——SCR反应器入口每千克煤工况条件产生的烟气体积，m³/kg；

V_yan,SCROut——SCR反应器出口每千克煤工况条件产生的烟气体积，m³/kg；

NOx_SCRIn——SCR反应器入口工况条件NOx浓度，mg/m³；

NOx_SCROut——SCR反应器出口工况条件NOx浓度，mg/m³；

Q_ar——入炉煤实时热值，kJ/kg；

——液氨纯度，/；

NH₃(m)——液氨实时计算质量消耗量，kg/h；

利用公式(2)计算以尿素为还原剂的实时流量：

$\mathrm{CO}{\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2\left(m\right)=29.31\×{10}^{-6}\×\frac{N_e\×B_f\×(V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{Q_{\mathrm{ar}}\×{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{CO}\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2}}---\left(2\right)$

式中：——尿素纯度，/；

CO(NH₂)₂(m)——尿素实时计算质量消耗量，kg/h。

本发明进一步的改进在于，当SCR反应器出入口具有烟气总流量实时测点或者通过折算得出的总烟气流量能够满足精度大于95％时，则：

利用公式(3)得到以液氨为还原剂的实时流量：

${\mathrm{NH}}_3\left(m\right)=5.67\×{10}^{-4}\×\frac{(V_{Y,\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{Y,\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{NH}}_3}}---\left(3\right)$

式中：V_Y,SCRIn——SCR反应器入口处烟气实测体积流量，km₃/h；

V_Y,SCROut——SCR反应器出口处烟气实测体积流量，km₃/h；

利用公式(4)计算以尿素为还原剂的实时流量：

$\mathrm{CO}{\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2\left(m\right)={10}^{-3}\×\frac{(V_{Y,\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{Y,\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{CO}{\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2}}---\left(4\right).$

相对于现有技术，本发明具有如下的优点：

本发明一种实时计算SCR脱硝***还原剂流量的方法，通过电厂现有运行数据SCR反应器入口工况条件NOx浓度NOx_SCRIn、SCR反应器入口每千克煤工况条件产生的烟气体积V_yan,SCRIn、SCR反应器出口工况条件NOx浓度NOx_SCROut、SCR反应器出口每千克煤工况条件产生的烟气体积V_yan,SCROut、入炉煤实时热值Q_ar、发电机组有功功率Ne及机组实时发电煤耗B_f，便可以计算出还原剂实时流量，其中入炉煤实时热值、机组发电煤耗可以采用现场实时分析数据，从脱硝反应利用的角度反推还原剂实时流量，避免了液氨测量早晨给的偏差；本发明计算结果可以用于还原剂实时流量的校对及还原剂消耗量的累计统计。

具体实施方式：

本发明一种实时计算SCR脱硝***还原剂流量的方法，采集SCR反应器入口工况条件NOx浓度NOx_SCRIn、SCR反应器入口每千克煤工况条件产生的烟气体积V_yan,SCRIn、SCR反应器出口工况条件NOx浓度NOx_SCROut、SCR反应器出口每千克煤工况条件产生的烟气体积V_yan,SCROut、入炉煤实时热值Q_ar、发电机组有功功率Ne及机组实时发电煤耗B_f。

1)液氨流量计算

利用公式(1)得到以液氨为还原剂的实时流量

${\mathrm{NH}}_3\left(m\right)=16.61\×{10}^{-6}\×\frac{N_e\×B_f\×(V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{Q_{\mathrm{ar}}\×{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{NH}}_3}}---\left(1\right)$

式中：N_e——发电机有功功率，MW；

B_f——机组实时发电煤耗，g/kWh；

V_yan,SCRIn——SCR反应器入口每千克煤工况条件产生的烟气体积，m³/kg；

V_yan,SCROut——SCR反应器出口每千克煤工况条件产生的烟气体积，m³/kg；

NOx_SCRIn——SCR反应器入口工况条件NOx浓度，mg/m³；

NOx_SCROut——SCR反应器出口工况条件NOx浓度，mg/m³；

Q_ar——入炉煤实时热值，kJ/kg；

——液氨纯度，/；

NH₃(m)——液氨实时计算质量消耗量，kg/h；

2)尿素流量计算

利用公式(2)计算以尿素为还原剂的实时流量：

$\mathrm{CO}{\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2\left(m\right)=29.31\×{10}^{-6}\×\frac{N_e\×B_f\×(V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{Q_{\mathrm{ar}}\×{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{CO}\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2}}---\left(2\right)$

式中：——尿素纯度，/；

CO(NH₂)₂(m)——尿素实时计算质量消耗量，kg/h；

3)相关说明

鉴于NOx实时浓度均为工况条件下测量，故以上式(1)、式(2)中V_yan,SCRIn、V_yan,SCROut每千克煤标况条件产生的干烟气体积流量、漏风量及水蒸气含量三者之和，再折算成工况条件下的烟气体积，其具体算法可以参照燃煤燃烧方程式及烟气量计算等。

当SCR反应器出入口具有烟气总流量实时测点或者通过折算得出的总烟气流量能够满足精度大于95％时，则：

液氨质量流量计算可以采用：

${\mathrm{NH}}_3\left(m\right)=5.67\×{10}^{-4}\×\frac{(V_{Y,\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{Y,\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{NH}}_3}}---\left(3\right)$

式中：V_Y,SCRIn——SCR反应器入口处烟气实测体积流量，km³/h；

V_Y,SCROut——SCR反应器出口处烟气实测体积流量，km₃/h。

尿素质量流量计算可以采用：

$\mathrm{CO}{\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2\left(m\right)={10}^{-3}\×\frac{(V_{Y,\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{Y,\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{CO}{\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2}}---\left(4\right).$

4)计算的稳定性和准确性

为了保证计算结果的准确定和稳定性，SCR反应器入口NOx实时浓度、SCR反应器出口NOx实时浓度、机组实时发电煤耗、入炉煤实时热值等实时数据采用一定时间内的平均值进行计算，实时采集需要校验，再代入公式计算。实时计算结果可以用于与实测数据进行对比分析及SCR***还原剂消耗量的统计与分析。

Claims (2)

1.一种实时计算SCR脱硝***还原剂流量的方法，其特征在于，采集SCR反应器入口工况条件NOx浓度NOx_SCRIn、SCR反应器入口每千克煤工况条件产生的烟气体积V_yan,SCRIn、SCR反应器出口工况条件NOx浓度NOx_SCROut、SCR反应器出口每千克煤工况条件产生的烟气体积V_yan,SCROut、入炉煤实时热值Q_ar、发电机组有功功率Ne及机组实时发电煤耗B_f，利用公式(1)得到以液氨为还原剂的实时流量：

${\mathrm{NH}}_3\left(m\right)=16.61\×{10}^{-6}\×\frac{N_e\×B_f\×(V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{Q_{\mathrm{ar}}\×{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{NH}}_3}}---\left(1\right)$

式中：N_e——发电机有功功率，MW；

B_f——机组实时发电煤耗，g/kWh；

V_yan,SCRIn——SCR反应器入口每千克煤工况条件产生的烟气体积，m³/kg；

V_yan,SCROut——SCR反应器出口每千克煤工况条件产生的烟气体积，m³/kg；

NOx_SCRIn——SCR反应器入口工况条件NOx浓度，mg/m³；

NOx_SCROut——SCR反应器出口工况条件NOx浓度，mg/m³；

Q_ar——入炉煤实时热值，kJ/kg；

——液氨纯度，/；

NH₃(m)——液氨实时计算质量消耗量，kg/h；

利用公式(2)计算以尿素为还原剂的实时流量：

$\mathrm{CO}{\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2\left(m\right)=29.31\×{10}^{-6}\×\frac{N_e\×B_f\×(V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{\mathrm{yan},\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{Q_{\mathrm{ar}}\×{\mathrm{\η}}_{\mathrm{CO}{\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2}}---\left(2\right)$

式中：——尿素纯度，/；

CO(NH₂)₂(m)——尿素实时计算质量消耗量，kg/h。

2.根据权利要求1所述的一种实时计算SCR脱硝***还原剂流量的方法，其特征在于，当SCR反应器出入口具有烟气总流量实时测点或者通过折算得出的总烟气流量能够满足精度大于95％时，则：

利用公式(3)得到以液氨为还原剂的实时流量：

${\mathrm{NH}}_3\left(m\right)=5.67\×{10}^{-4}\×\frac{(V_{Y,\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{Y,\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{{\mathrm{\η}}_{{\mathrm{NH}}_3}}---\left(3\right)$ 式中：V_Y,SCRIn——SCR反应器入口处烟气实测体积流量，km₃/h；

V_Y,SCROut——SCR反应器出口处烟气实测体积流量，km₃/h；

利用公式(4)计算以尿素为还原剂的实时流量：

$\mathrm{CO}{\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2\left(m\right)={10}^{-3}\×\frac{(V_{Y,\mathrm{SCRIn}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCRIn}}-V_{Y,\mathrm{SCROut}}\×{\mathrm{NOx}}_{\mathrm{SCROut}})}{{\mathrm{\η}}_{\mathrm{CO}{\left({\mathrm{NH}}_2\right)}_2}}---\left(4\right).$