CN115957603A - 脱硝***监控装置及脱硝***监控*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脱硝***监控装置及脱硝***监控***，包括：数据获取模块，获取每一催化剂层上端的烟气量和喷氨量；每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度和氮氧化物浓度；每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度；数据修正转换模块，对烟气量进行修正得到实际烟气量；基于喷氨量、实际烟气量、氮氧化物浓度，得到每一催化剂层的氨氮摩尔比；基于二氧化硫浓度和二氧化硫浓度，得到每一催化剂层的硫转化率；催化剂活性确定模块，基于实际烟气量、氨氮摩尔比、硫转化率，确定每一催化剂层的活性；脱硝***性能确定模块，基于每一催化剂层的活性，确定脱硝***的性能。本发明能够实现对脱硝***催化剂活性的准确监测，保证脱硝***的稳定运行。

Description

脱硝***监控装置及脱硝***监控***

技术领域

本发明涉及脱硝***运行监控技术领域，具体地涉及一种脱硝***监控装置及一种脱硝***监控***。

背景技术

大力发展脱硫和脱硝技术是整治环境污染、改善空气质量的重要举措。我国的大部分火电厂现在大多通过锅炉升级改造选择性催化还原(SCR)烟气脱硝***改造、优化运行调整等手段来实现NO_x的超低排放，其中SCR烟气脱硝技术为火电厂脱硝的主流方法。

脱硝催化剂是火电厂烟气SCR脱硝***的核心。催化剂的活性不仅对脱硝***的运行费用影响巨大，而且也决定了脱硝设施的运行状况，如何实现脱硝设施***的稳定运行成为当前面临的挑战。在脱硝设施长期运行中，面临着积灰、堵塞、磨损、坍塌、碱金属富集中毒等问题；脱硝***存在烟气流场、NO_x浓度场不均，脱硝性能下降，过量喷氨，氨逃逸上升等问题。目前，火电厂催化剂活性的检测的周期为一年左右，难免存在滞后性；检测方式主要通过机组停机检修时由第三方检测机构从反应器内进行催化剂样块取样，然后在实验室进行催化剂理化活性的实验。现场实际工况与实验室检测的反应条件存在明显差异，检测结果难以反映催化剂在现场条件下的实际活性。因此，对催化剂活性进行在线监控、全寿命管理对于SCR脱硝***的稳定运行具有重要意义。

发明内容

本发明实施方式的目的是提供一种脱硝***监控装置及脱硝***监控***，以至少解决上述的在脱硝设施长期运行中，面临着积灰、堵塞、磨损、坍塌、碱金属富集中毒等问题；目前，火电厂催化剂活性的检测的周期为一年左右，存在滞后性；检测方式主要通过机组停机检修时由第三方检测机构从反应器内进行催化剂样块取样，然后在实验室进行催化剂理化活性的实验。现场实际工况与实验室检测的反应条件存在明显差异，检测结果难以反映催化剂在现场条件下的实际活性的问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种脱硝***监控装置，所述脱硝***包括多层催化剂层，每一催化剂层对应设置一根喷氨管道，每一喷氨管道上设置有阀门，所述装置包括：

数据获取模块，用于获取：每一催化剂层上端的烟气量和喷氨量；每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度和氮氧化物浓度；以及每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度；

数据修正转换模块，用于：对每一催化剂层上端的烟气量进行修正，得到每一催化剂层上端的实际烟气量；基于每一催化剂层上端的喷氨量和实际烟气量，以及每一催化剂层上端烟气中的氮氧化物浓度，得到每一催化剂层的氨氮摩尔比；基于每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度和每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度，得到每一催化剂层的硫转化率；

催化剂活性确定模块，用于基于每一催化剂层上端的实际烟气量以及每一催化剂层的氨氮摩尔比和硫转化率，确定每一催化剂层的活性；

脱硝***性能确定模块，用于基于所有催化剂层的活性，确定脱硝***的性能。

可选的，采用以下修正公式对催化剂层上端的烟气量进行修正，得到该催化剂层上端的实际烟气量：

其中，Q_实际为催化剂层上端的实际烟气量；Q_实，湿为处于湿基、实际氧下的催化剂层上端的烟气量；Q_基，湿为处于湿基、基准氧下的催化剂层上端的烟气量；Q_实，干为处于干基、实际氧下的催化剂层上端的烟气量；Q_基，干为处于干基、基准氧下的催化剂层上端的烟气量；O_基为基准氧气含量；O_湿为湿基氧气含量；H_实为实际水含量。

可选的，采用以下计算公式计算得到催化剂层的氨氮摩尔比：

其中，为催化剂层的氨氮摩尔比；Q_氨流量为催化剂层上端的喷氨量；Q_实际为催化剂层上端的实际烟气量；ρ_上端为催化剂层上端烟气中的氮氧化物浓度；α₁和α₂为比例系数。

可选的，所述装置还包括：

数据比较模块，用于在催化剂活性确定模块确定的任一催化剂层的活性小于预设活性阈值时，产生第一告警信号；还用于在脱硝***性能确定模块确定的脱硝***的性能小于预设性能阈值时，产生第二告警信号；还用于在数据修正转换模块计算的任一催化剂层的氨氮摩尔比不处于预设区间时，产生第三告警信号。

可选的，所述装置还包括：

阀门控制信号确定模块，用于在数据修正转换模块计算的任一催化剂层的氨氮摩尔比大于预设区间时，确定对应的阀门关小控制信号；

还用于在数据修正转换模块计算的任一催化剂层的氨氮摩尔比小于预设区间时，确定对应的阀门开大控制信号。

可选的，所述阀门控制信号确定模块基于自适应控制算法确定所述阀门关小控制信号和阀门开大控制信号。

可选的，基于每一催化剂层上端的实际烟气量以及每一催化剂层的氨氮摩尔比和硫转化率，确定每一催化剂层的活性，包括：

将催化剂层上端的实际烟气量，以及催化剂层的氨氮摩尔比和硫转化率，作为活性预测模型的输入，得到催化剂层的活性；

所述活性预测模型基于催化剂层上端的实际烟气量历史数据、催化剂层的氨氮摩尔比历史数据、硫转化率历史数据，以及神经网络模型训练得到。

本发明第二方面提供一种脱硝***监控***，所述脱硝***包括多层催化剂层，每一催化剂层对应设置一根喷氨管道，每一喷氨管道上设置有阀门，所述***包括：

数据采集机构，设置在脱硝反应器内，用于采集每一催化剂层上端的烟气量和喷氨量，每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度和氮氧化物浓度，以及每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度；

上述的脱硝***监控装置，与所述数据采集机构电连接，用于基于所述数据采集机构采集的数据，得到每一催化剂层的活性和脱硝***的性能；

显示机构，与所述脱硝***监控装置电连接，用于实时显示所述数据采集机构采集的数据，以及每一催化剂层的活性数据和脱硝***的性能数据。

可选的，所述***包括：

报警机构，与所述脱硝***监控装置电连接，用于在接收到所述脱硝***监控装置发送的第一告警信号和/或第二告警信号和/或第三告警信号时，产生告警。

可选的，所述数据采集机构包括：

多个烟气流量传感器，每一催化剂层上端均设置有一个烟气流量传感器；

多个喷氨流量传感器，脱硝***的每一喷氨管道上均设置有一个喷氨流量传感器；

多个二氧化硫浓度传感器，每一催化剂层上端和每一催化剂层下端均设置有一个二氧化硫浓度传感器；

多个氮氧化物浓度传感器，每一催化剂层上端均设置有一个氮氧化物浓度传感器

本方案通过基于获取的脱硝***中每一催化剂层上端的烟气量、喷氨量，每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度、氮氧化物浓度，每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度，得到每一催化剂层的活性，以及脱硝***整体的性能，实现对催化剂活性、寿命的监控，充分掌握脱硝***的运行性能，为脱硝***控制提供数据基础，保证脱硝效率。

本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：

图1是本发明提供的第一种脱硝***监控装置的结构示意图；

图2是本发明提供的第二种脱硝***监控装置的结构示意图；

图3是本发明提供的脱硝***监控***的结构示意图。

附图标记说明

1-脱硝***监控装置；         2-数据采集机构；

3-显示机构；                 4-报警机构；

11-数据获取模块；            12-数据修正转换模块；

13-催化剂活性确定模块；      14-脱硝***性能确定模块；

15-比较模块；                16-阀门控制信号确定模块；

21-烟气流量传感器；          22-喷氨流量传感器；

23-二氧化硫浓度传感器；      24-氮氧化物浓度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是本发明提供的第一种脱硝***监控装置的结构示意图；图2是本发明提供的第二种脱硝***监控装置的结构示意图；图3是本发明提供的脱硝***监控***的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供一种脱硝***监控装置，所述脱硝***包括多层催化剂层，每一催化剂层对应设置一根喷氨管道，每一喷氨管道上设置有阀门，所述装置包括：

数据获取模块11，用于获取：每一催化剂层上端的烟气量和喷氨量，每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度和氮氧化物浓度；以及每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度；

数据修正转换模块12，用于：对每一催化剂层上端的烟气量进行修正，得到每一催化剂层上端的实际烟气量；基于每一催化剂层上端的喷氨量和实际烟气量，以及每一催化剂层上端烟气中的氮氧化物浓度，得到每一催化剂层的氨氮摩尔比；基于每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度和每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度，得到每一催化剂层的硫转化率；

催化剂活性确定模块13，用于基于每一催化剂层上端的实际烟气量以及每一催化剂层的氨氮摩尔比和硫转化率，确定每一催化剂层的活性；

脱硝***性能确定模块14，用于基于所有催化剂层的活性，确定脱硝***的性能。

具体地，每一催化剂层上端的烟气量、喷氨量，每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度、氮氧化物浓度，每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度均可通过设置在脱销反应器内的传感器直接进行采集得到，并进行存储，在本实施例中，通过数据获取模块11直接获取，进行后续的计算；数据修正转换模块12与数据获取模块11连接，将数据获取模块11获取到的基础数据转换成对应的中间数据，具体包括对催化剂层上端的烟气量进行修正，得到每一催化剂层上端的实际烟气量；基于催化剂层上端的喷氨量、实际烟气量，以及催化剂层上端烟气中的氮氧化物浓度，得到每一催化剂层的氨氮摩尔比；基于催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度和催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度，得到每一催化剂层的硫转化率，基于二氧化硫浓度变化确定出硫转化率是本领域技术人员常规技术手段，此处不再赘述。催化剂活性确定模块13与数据修正转换模块12连接，基于催化剂层上端的实际烟气量，以及催化剂层的氨氮摩尔比、硫转化率，确定每一催化剂层的活性；脱硝***性能确定模块14与数据修正转换模块12连接，用于基于所有催化剂层的活性，确定脱硝***的性能：在得到每一催化剂层的活性后，可以通过设置活性阈值，通过满足活性阈值的催化剂层的数量来确定脱硝***的性能，如所有催化剂层的活性均高于活性阈值，则说明脱硝***的性能处于最优状态；若所有催化剂层的活性均不低于活性阈值，则说明脱硝***的性能处于最差状态，需要进行催化剂更换等检修操作。

更具体地，采用以下修正公式对催化剂层上端的烟气量进行修正，得到该催化剂层上端的实际烟气量：

其中，Q_实际为催化剂层上端的实际烟气量；Q_实，湿为处于湿基、实际氧下的催化剂层上端的烟气量；Q_基，湿为处于湿基、基准氧下的催化剂层上端的烟气量；Q_实，干为处于干基、实际氧下的催化剂层上端的烟气量；Q_基，干为处于干基、基准氧下的催化剂层上端的烟气量；O_基为基准氧气含量；O_湿为湿基氧气含量；H_实为实际水含量。

在正常情况下，实际烟气量包括湿基、实际氧下的标态烟气总量，湿基、基准氧下的标态烟气总量，干基、实际氧下的标态烟气总量，干基、基准氧下的标态烟气总量四种状态。其中，标态就是标准状态，温度25℃，大气压101千帕；湿基，是相对于干基而言，干基就是不包括水的，湿基就是包括水的。因此，在进行修正前，可以通过数据对应的延期状态确定所处的标态，再对应进行修正。以采集时，延期处于湿基、实际氧状态下为例，此时的实际烟气量就等于采集的烟气量。以采集时，烟气处于湿基、基准氧状态下为例，此时的实际烟气量就等于采集的烟气量乘以对应的修正系数，且修正系数为从而确定出修正后的实际烟气量。

另外，在本实施方式中，采用以下计算公式计算得到催化剂层的氨氮摩尔比：

其中，为催化剂层的氨氮摩尔比；Q_氨流量为催化剂层上端的喷氨量；Q_实际为催化剂层上端的实际烟气量；ρ_上端为催化剂层上端烟气中的氮氧化物浓度；α₁和α₂为比例系数。

在另一种实施方式中，还可以计算理论氨氮摩尔比，作为检验依据，若理论氨氮摩尔比与计算得到的氨氮摩尔比差距过大，则说明***的数据采集过程或者脱硝催化剂等存在问题。在本实施方式中，采用以下公式确定出理论氨氮摩尔比：

进一步地，如图2所示，在另一种实施方式中，所述装置还包括：

数据比较模块15，用于在催化剂活性确定模块13确定的任一催化剂层的活性小于预设活性阈值时，产生第一告警信号；还用于在脱硝***性能确定模块14确定的脱硝***的性能小于预设性能阈值时，产生第二告警信号；还用于在数据修正转换模块12计算的任一催化剂层的氨氮摩尔比不处于预设区间时，产生第三告警信号。

通过数据比较模块15进行数据的分析比较，在数据不满足预设情况时，产生告警信号进行告警，能够提醒操作人员进行检修或调整生产参数，保证脱销***处于稳定稳定的工作状态，保证脱硝效率。

在另一种实施方式中，如图2所示，所述装置还包括：

阀门控制信号确定模块16，用于在数据修正转换模块12计算的任一催化剂层的氨氮摩尔比大于预设区间时，确定对应的阀门关小控制信号；

还用于在数据修正转换模块12计算的任一催化剂层的氨氮摩尔比小于预设区间时，确定对应的阀门开大控制信号。

具体地，在脱硝过程中，氨氮摩尔比通常是指SCR反应器入口烟气中氨与NOx摩尔浓度的比值，且催化剂层的氨氮摩尔具有一个最优工作区间，氨氮摩尔处于最优工作区间时，脱硝效率最佳，此时再增大还原剂量即摩尔比继续增加脱硝效率也几乎不再增加，相反氨逃逸率会迅速上升，导致对下游设备如空气预热器带来堵塞腐蚀等问题。

进一步地，所述阀门控制信号确定模块16基于自适应控制算法确定所述阀门关小控制信号和阀门开大控制信号。

进一步地，基于每一催化剂层上端的实际烟气量以及每一催化剂层的氨氮摩尔比和硫转化率，确定每一催化剂层的活性，包括：

将催化剂层上端的实际烟气量，以及催化剂层的氨氮摩尔比和硫转化率，作为活性预测模型的输入，得到催化剂层的活性；

所述活性预测模型基于催化剂层上端的实际烟气量历史数据、催化剂层的氨氮摩尔比历史数据、硫转化率历史数据，以及神经网络模型训练得到。

如图3所示，本发明的第二方面提供一种脱硝***监控***，所述脱硝***包括多层催化剂层，每一催化剂层对应设置一根喷氨管道，每一喷氨管道上设置有阀门，所述***包括：

数据采集机构2，设置在脱硝反应器内，用于采集每一催化剂层上端的烟气量和喷氨量，每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度和氮氧化物浓度，以及每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度；

上述的脱硝***监控装置1，与所述数据采集机构2电连接，用于基于所述数据采集机构2采集的数据，得到每一催化剂层的活性和脱硝***的性能；

显示机构3，与所述脱硝***监控装置1电连接，用于实时显示所述数据采集机构2采集的数据，以及每一催化剂层的活性数据和脱硝***的性能数据。

具体地，数据采集机构2为各类传感器，设置在脱销反应器内，用于采集脱销反应器内的每一催化剂层上端的烟气量、喷氨量，每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度、氮氧化物浓度，每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度数据。脱硝***监控装置1设置为工控机、电脑、服务器等，能够具有数据存储和数据分析计算能力。显示机构3设置在监控室内，具体可以设置为触摸显示屏、平板等，操作人员能够实时通过显示机构3直观的获取到基础数据(即：每一催化剂层上端的烟气量、喷氨量，每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度、氮氧化物浓度，每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度)和中间数据(即：每一催化剂层的活性数据和脱硝***的性能数据)。

进一步地，所述***包括：

报警机构4，与所述脱硝***监控装置1电连接，用于在接收到所述脱硝***监控装置1发送的第一告警信号和/或第二告警信号和/或第三告警信号时，产生告警。

具体地，报警机构4具体可以设置为声光报警器，可以设置在监控室内，当接收到第一告警信号和/或第二告警信号和/或第三告警信号时，均会产生报警，同时，显示机构3会对异常数据进行显示，以提醒操作人员。

进一步地，所述数据采集机构2包括：

多个烟气流量传感器21，每一催化剂层上端均设置有一个烟气流量传感器21；

多个喷氨流量传感器22，脱硝***的每一喷氨管道上均设置有一个喷氨流量传感器22；

多个二氧化硫浓度传感器23，每一催化剂层上端和每一催化剂层下端均设置有一个二氧化硫浓度传感器23；

多个氮氧化物浓度传感器24，每一催化剂层上端均设置有一个氮氧化物浓度传感器24。

具体地，烟气流量传感器21可以采用SF53***式烟气流量传感器，具有结构简单，工作寿命长，无截流阻流部件，能避免压力损失和流体堵塞想想，测量精度高，不受被测介质的种类及温度、粘度、密度、压力等物理量参数的影响。喷氨流量传感器22可以采用LWGY传感器，具有高精确度，结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大，无零点漂移，抗干扰能力强的优点。二氧化硫浓度传感器23采用二氧化硫传感器SO2-D4(固定式)，具有误差范围小，使用寿命长，灵敏度高的优点。氮氧化物浓度传感器24可以采用型号为：SK-600-NOx的传感器，具有体积小，精度高，分辨率高，响应快的优点。

在另一种实施方式中，若每一催化剂层存在多个分区，则对应的每一分区均对应一根喷氨管道，则在每一个分区设置有一个烟气流量传感器21、每一个分区的上端和下端均设置一个二氧化硫浓度传感器23，每一分区上端均设置有一个氮氧化物浓度传感器24，并分别进行计算，以保证计算结果的准确性。

另外，在对气体进行采样时，采用全程高温(300℃)伴热及正压平衡供气的无损样气传输工艺，可通过自主编程实现对多位点的自动循环采样、数据记录、数据分析和报表导出，支持多任务并行检测，并具备一键自动测量、一键自动标定和全流路自动吹扫功能。

脱销反应器的烟道中内置过滤式采样探头，含二氧化硅内涂层的不锈钢烟气采样管，最高300℃伴热温度；切换阀采用耐高温全氟醚材质，气路阀门整体置于高温箱内，确保全程无冷点，最大限度减少管路对样气的吸附；采用正压平衡供气，不受烟道内压力波动影响；包含自动反吹功能，简化维护，维持烟气采样功能的长期稳定运行。

对脱硝催化剂工况烟气中的各类型气体组分进行实时的高精度在线测定，集成非分散红外(NDIR)、非分散紫外(NDUV)、傅里叶红外(FTIR)、激光量子级联(QCD-TDL)等系列光谱分析原理，单路气体通过多原理比对，实现对烟气成分的精准测量。

本方案包括以下步骤：

步骤一：实时监测并采集机组喷氨烟道、反应器及每层催化剂出入口截面的烟气组分、温度、流速等关键位点参数经过数据筛选的处理的数据，评估分析运行现状；

步骤二：对采集的数据进行统计、检索、计算和分析，并根据不同机组负荷、燃煤灰分、二氧化硫、氨逃逸，确定实际烟气量、氨氮摩尔比、SO2/SO3转化率等，评估分析脱硝***运行现状。

步骤三：进一步引入精准喷氨控制策略，通过耦合脱硝***分区运行状态的实时数据，以及锅炉燃料及机组负荷调整情况，研发自适应反馈控制算法，实现对区域喷氨的准确快速控制，在提升脱硝性能的同时减少氨逃逸和氨耗量。

步骤四：结合脱硝大数据分析评估，对脱硝反应器(整体催化剂)性能进行分析、历史曲描绘和预测。火电机组自执行完一次服务项目节点开始计时，可测算在当前年度下满周期待执行的项目数和目标火电机组；同时可测算已逾周期而未开展的检测服务项目数和目标火电机组。

步骤五：通过脱硝智能评估、结合脱硝大数据分析、精准喷氨一体化***的开发，实现对脱硝***运行状态的三维可视化管控，脱硝催化剂状态的智能评估、寿命预测及管理方案制定。构建真正意义上的火电智慧化脱硝管控***。

本方案在不需要对脱硝***进行改造的情况下，可以适应粉尘浓度波动大、负荷变化快等复杂工况，实现节能减排的目的，在实现脱硝***高效运行的同时，降低脱硝***的能耗，且整体***往复运行，不断的优化预测结果，实现节能减排。

对于所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (10)

1.一种脱硝***监控装置，所述脱硝***包括多层催化剂层，每一催化剂层对应设置一根喷氨管道，每一喷氨管道上设置有阀门，其特征在于，所述装置包括：

数据获取模块(11)，用于获取：每一催化剂层上端的烟气量和喷氨量；每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度和氮氧化物浓度；以及每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度；

数据修正转换模块(12)，用于：对每一催化剂层上端的烟气量进行修正，得到每一催化剂层上端的实际烟气量；基于每一催化剂层上端的喷氨量和实际烟气量，以及每一催化剂层上端烟气中的氮氧化物浓度，得到每一催化剂层的氨氮摩尔比；基于每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度和每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度，得到每一催化剂层的硫转化率；

催化剂活性确定模块(13)，用于基于每一催化剂层上端的实际烟气量以及每一催化剂层的氨氮摩尔比和硫转化率，确定每一催化剂层的活性；

脱硝***性能确定模块(14)，用于基于所有催化剂层的活性，确定脱硝***的性能。

2.根据权利要求1所述的脱硝***监控装置，其特征在于，采用以下修正公式对催化剂层上端的烟气量进行修正，得到该催化剂层上端的实际烟气量：

其中，Q_实际为催化剂层上端的实际烟气量；Q_实，湿为处于湿基、实际氧下的催化剂层上端的烟气量；Q_基，湿为处于湿基、基准氧下的催化剂层上端的烟气量；Q_实，干为处于干基、实际氧下的催化剂层上端的烟气量；Q_基，干为处于干基、基准氧下的催化剂层上端的烟气量；O_基为基准氧气含量；O_湿为湿基氧气含量；H_实为实际水含量。

3.根据权利要求2所述的脱硝***监控装置，其特征在于，采用以下计算公式计算得到催化剂层的氨氮摩尔比：

其中，

为催化剂层的氨氮摩尔比；Q_氨流量为催化剂层上端的喷氨量；Q_实际为催化剂层上端的实际烟气量；ρ_上端为催化剂层上端烟气中的氮氧化物浓度；α₁和α₂为比例系数。

4.根据权利要求1所述的脱硝***监控装置，其特征在于，所述装置还包括：

数据比较模块(15)，用于在催化剂活性确定模块(13)确定的任一催化剂层的活性小于预设活性阈值时，产生第一告警信号；还用于在脱硝***性能确定模块(14)确定的脱硝***的性能小于预设性能阈值时，产生第二告警信号；还用于在数据修正转换模块(12)计算的任一催化剂层的氨氮摩尔比不处于预设区间时，产生第三告警信号。

5.根据权利要求1所述的脱硝***监控装置，其特征在于，所述装置还包括：

阀门控制信号确定模块(16)，用于在数据修正转换模块(12)计算的任一催化剂层的氨氮摩尔比大于预设区间时，确定对应的阀门关小控制信号；

还用于在数据修正转换模块(12)计算的任一催化剂层的氨氮摩尔比小于预设区间时，确定对应的阀门开大控制信号。

6.根据权利要求5所述的脱硝***监控装置，其特征在于，所述阀门控制信号确定模块(16)基于自适应控制算法确定所述阀门关小控制信号和阀门开大控制信号。

7.根据权利要求1所述的脱硝***监控装置，其特征在于，基于每一催化剂层上端的实际烟气量以及每一催化剂层的氨氮摩尔比和硫转化率，确定每一催化剂层的活性，包括：

将催化剂层上端的实际烟气量，以及催化剂层的氨氮摩尔比和硫转化率，作为活性预测模型的输入，得到催化剂层的活性；

所述活性预测模型基于催化剂层上端的实际烟气量历史数据、催化剂层的氨氮摩尔比历史数据、硫转化率历史数据，以及神经网络模型训练得到。

8.一种脱硝***监控***，所述脱硝***包括多层催化剂层，每一催化剂层对应设置一根喷氨管道，每一喷氨管道上设置有阀门，其特征在于，所述***包括：

数据采集机构(2)，设置在脱硝反应器内，用于采集每一催化剂层上端的烟气和喷氨量，每一催化剂层上端烟气中的二氧化硫浓度和氮氧化物浓度，以及每一催化剂层下端烟气中的二氧化硫浓度；

权利要求1-7中任一项所述的脱硝***监控装置(1)，与所述数据采集机构(2)电连接，用于基于所述数据采集机构(2)采集的数据，得到每一催化剂层的活性和脱硝***的性能；

显示机构(3)，与所述脱硝***监控装置(1)电连接，用于实时显示所述数据采集机构(2)采集的数据，以及每一催化剂层的活性数据和脱硝***的性能数据。

9.根据权利要求8所述的脱硝***监控***，其特征在于，所述***包括：

报警机构(4)，与所述脱硝***监控装置(1)电连接，用于在接收到所述脱硝***监控装置(1)发送的第一告警信号和/或第二告警信号和/或第三告警信号时，产生告警。

10.根据权利要求8所述的脱硝***监控***，其特征在于，所述数据采集机构(2)包括：

多个烟气流量传感器(21)，每一催化剂层上端均设置有一个烟气流量传感器(21)；

多个喷氨流量传感器(22)，脱硝***的每一喷氨管道上均设置有一个喷氨流量传感器(22)；

多个二氧化硫浓度传感器(23)，每一催化剂层上端和每一催化剂层下端均设置有一个二氧化硫浓度传感器(23)；

多个氮氧化物浓度传感器(24)，每一催化剂层上端均设置有一个氮氧化物浓度传感器(24)。

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