專利名稱：煙氣脫硝的噴氨量控制方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及控制領域，具體而言，涉及ー種煙氣脫硝的噴氨量控制方法和裝置
背景技術：
煙氣脫硝是火電廠繼煙氣脫硫之后中國控制エ業鍋爐污染物排放的又一重點領域，目前國內更多采用的是選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction,簡稱SCR)煙氣脫硝技術(簡稱SCR技木)。現有技術中控制煙氣脫硝的方式為向反應器中噴灑液氨，該控制方式的調節回路SAMA圖如圖I所示，其中，
鍋爐負荷測量值
I >-j
需氨量(知7//) = 103.4562X-と-x[C-Cx(l-^)]xl.03x一χ5χ10—6，
35046
脫硝效率=—-X100%，A :設定脫硝效率(一般要求為70% );B :輸出限幅(出口煙氣NOx含量的設定值與測量值組成調節回路的輸出限制在
O.7 I. 3之間，作為噴氨量調節回路的修正值)；C 反應器入ロ NOx換算濃度；D 反應器出ロ NOx換算濃度。但是，此種進行煙氣脫硝的方式由于煙氣流量值通過鍋爐負荷換算而成(有的通過鍋爐總風量換算)，非實測數據，且反應器內的煙氣量不均分，這兩點的偏差將導致理論計算在一定程度上失準，直接影響需氨量的計算；SCR反應器入ロ、出口 NOx濃度均為煙氣自動監控系統(Continuous Emission Monitoring System,簡稱CEMS)表計實測值,數據采集存在一定的滯后性，且CEMS表計測量存在一定程度的誤差，對自動調節存在一定的影響；SCR反應器內煙氣流速分布不會很均勻，因此CEMS儀表的取樣點未必具備代表性，也對自動調節存在一定的影響。并且，注入的氨(HN3)在帶來煙氣脫硝的同時，還會產生負面作用，即裝置內的催化劑還可以使煙氣中的S02氧化生成S03，S03與SCR脫硝過程中未參加反應的氨(逃逸的HN3)反應生成硫酸氫銨(NH4HS04)。硫酸氫銨在低溫下具有粘性、吸濕性和金屬腐蝕性，煙氣在180°C以下時氣態的NH4HS04會在下游的空預器冷段的傳熱元件上凝結下來，形成積鹽與結垢，從而影響空預器的正常運行和壽命，它還會對催化床層金屬支撐架也造成腐蝕危害等。有研究測試結果表明，HN3逃逸量達2ppm左右，空預器運行半年后其阻力增加約30% ;HN3逃逸量增加到3ppm，空預器運行半年后其阻力增加約50%，既費電又折壽，嚴重增加生產運行、維護成本。因此，對于應用SCR脫硝技術的業主來說，如何用最小的(趨近于O的)HN3逃逸量來滿足降低NOx排放的課題十分重要JiSCR機組的可靠運行來說，對氨逃逸率限制的重要性不亞于比NOx轉化率的限制。
針對相關技術中無法準確控制煙氣脫硝所需的噴氨量的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種煙氣脫硝的噴氨量控制方法和裝置，以解決現有技術中無法準確控制煙氣脫硝所需的噴氨量的問題。為了實現上述目的 ，根據本發明的ー個方面，提供了一種煙氣脫硝的噴氨量控制方法，包括獲取脫硝效率的偏差值；計算脫硝效率的偏差值對應的第一噴氨系數；獲取氨逃逸量的偏差值；計算氨逃逸量的偏差值對應的第二噴氨系數；以及按照第一噴氨系數和第二噴氨系數調節噴氨量。進ー步地，獲取脫硝效率的偏差值包括檢測煙氣脫硝反應器出口處的氮氧化物的濃度，作為第一濃度；檢測煙氣脫硝反應器入口處的氮氧化物的濃度，作為第二濃度；根據第一濃度和第二濃度計算實際脫硝效率；以及根據實際脫硝效率和目標脫硝效率計算脫硝效率的偏差值。進ー步地，獲取氨逃逸量的偏差值包括檢測煙氣脫硝反應器出口處的實際氨逃逸量；以及根據實際氨逃逸量和目標氨逃逸量計算氨逃逸量的偏差值。進ー步地，計算脫硝效率的偏差值對應的第一噴氨系數包括對脫硝效率的偏差值進行PI計算，得到第一噴氨系數。進ー步地，計算氨逃逸量的偏差值對應的第二噴氨系數包括對氨逃逸量的偏差值進行PI計算，得到第二噴氨系數。進ー步地，按照第一噴氨系數和第二噴氨系數調節噴氨量包括計算第一噴氨系數和第二噴氨系數的乘積；以及按照計算出的乘積調節噴氨量。為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種煙氣脫硝的噴氨量控制裝置，該控制裝置用于執行本發明上述內容所提供的任意一種煙氣脫硝的噴氨量控制方法。為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種煙氣脫硝的噴氨量控制裝置，包括第一獲取單元，用于獲取脫硝效率的偏差值；第一計算單元，與第一獲取單元相連接，用于計算脫硝效率的偏差值對應的第一噴氨系數；第二獲取單元，用于獲取氨逃逸量的偏差值；第二計算單元，與第二獲取單元相連接，用于計算氨逃逸量的偏差值對應的第ニ噴氨系數；以及控制単元，與第一計算單元和第二計算單元分別相連接，用于按照第一噴氨系數和第二噴氨系數調節噴氨量。進ー步地，第一獲取單元包括第一檢測子単元，用于檢測煙氣脫硝反應器出ロ處的氮氧化物的濃度，作為第一濃度；第二檢測子単元，用于檢測煙氣脫硝反應器入口處的氮氧化物的濃度，作為第二濃度；第一計算子単元，與第一檢測子単元和第二檢測子単元分別相連接，用于根據第一濃度和第二濃度計算實際脫硝效率；以及第二計算子単元，與第一計算子單元相連接，用于根據實際脫硝效率和目標脫硝效率計算脫硝效率的偏差值。進ー步地，第二獲取單元包括第三檢測子単元，用于檢測煙氣脫硝反應器出ロ處的實際氨逃逸量；以及第三計算子単元，與第三檢測子単元相連接，用于根據實際氨逃逸量和目標氨逃逸量計算氨逃逸量的偏差值。
進ー步地，第一計算單元包括第一 PI計算模塊，用于對脫硝效率的偏差值進行PI計算，得到第一噴氨系數。進ー步地，第二計算單元包括第二 PI計算模塊，用于對氨逃逸量的偏差值進行PI計算，得到第二噴氨系數。
進ー步地，控制單元包括第四計算子単元，與第一計算單元和第二計算單元分別相連接，用于計算第一噴氨系數和第二噴氨系數的乘積；以及調節子單元，與第四計算子單元相連接，用于按照計算出的乘積調節噴氨量。通過本發明，采用獲取脫硝效率的偏差值；計算脫硝效率的偏差值對應的第一噴氨系數；獲取氨逃逸量的偏差值；計算氨逃逸量的偏差值對應的第二噴氨系數；以及按照第一噴氨系數和第二噴氨系數調節噴氨量，通過根據煙氣脫硝系統的脫硝效率偏差值計算對應的第一噴氨系數，根據氨逃逸量計算對應的第二噴氨系數，以同時按照第一噴氨系數和第二噴氨系數對噴氨量進行調節，實現了在確保脫硝效率滿足要求的同時控制氨逃逸量，解決了現有技術中無法準確控制煙氣脫硝所需的噴氨量的問題，進而達到了提高煙氣脫硝所需液氨量的準確度和精確度的效果。
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進ー步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I是根據相關技術的煙氣脫硝調節回路的SAMA圖；圖2是根據本發明實施例的煙氣脫硝的噴氨量控制裝置的示意圖；圖3是根據本發明實施例的煙氣脫硝的噴氨量控制方法的流程圖；以及圖4是根據本發明實施例的煙氣脫硝調節回路的SAMA圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。本發明實施例提供了一種煙氣脫硝的噴氨量控制裝置，圖2是根據本發明實施例的煙氣脫硝的噴氨量控制裝置的示意圖，如圖2所示，該實施例的控制裝置包括第一獲取単元10、第一計算單元20、第二獲取單元30、第二計算單元40和控制單元50。第一獲取單元10用于獲取煙氣脫硝系統的脫硝效率與目標脫硝效率的偏差值，第一計算單元20與第一獲取單元10相連接，用于在第一獲取單元10獲取到脫硝效率的偏差值時計算脫硝效率的偏差值對應的噴氨系數，作為第一噴氨系數；第二獲取單元30用于獲取煙氣脫硝系統的實際氨逃逸量與目標氨逃逸量的偏差值，第二計算單元40與第二獲取単元30相連接，用于在第二獲取單元30獲取到氨逃逸量的偏差值時計算氨逃逸量的偏差值對應的噴氨系數，作為第二噴氨系數；控制單元50與第一計算單元20和第二計算單元40分別相連接，以使噴氨量控制裝置自動按照第一噴氨系數和第二噴氨系數對煙氣脫硝系統中液氨噴灑裝置下發控制指令，對液氨噴灑裝置的液氨投放量進行調節控制。本發明實施例的控制裝置通過根據煙氣脫硝系統的脫硝效率偏差值計算對應的第一噴氨系數，根據氨逃逸量計算對應的第二噴氨系數，以同時按照第一噴氨系數和第二噴氨系數對噴氨量進行調節，實現了在確保脫硝效率滿足要求的同時控制氨逃逸量，解決了現有技術中無法準確控制煙氣脫硝所需的噴氨量的問題，進而達到了提高煙氣脫硝所需液氨量的準確度和精確度的效果。其中，第一獲取單元10包括第一檢測子単元、第二檢測子単元、第一計算子単元和第二計算子単元，具體地，第一檢測子単元用于檢測煙氣脫硝反應器出口處的氮氧化物的濃度，作為第一濃度；第二檢測子単元用于檢測煙氣脫硝反應器入口處的氮氧化物的濃度，作為第二濃度；第一計算子単元與第一檢測子単元和第二檢測子単元分別相連接，用于
由第一濃度和第二濃度計算實際脫硝效率，實際脫硝效率=^^|^^χ οο%，
第二計算子単元與第一計算子単元相連接，用于在第一計算子單元計算出實際脫硝效率時，計算實際脫硝效率與目標脫硝效率的偏差值作為脫硝效率偏差值；第一計算單元20可以為PI調節器，通過對脫硝效率偏差值進行PI計算，得到脫硝效率偏差值對應的噴氨系數，作為第一噴氨系數。第二獲取單元30包括第三檢測子単元和第三計算子単元，具體地，第三檢測子單元用于檢測煙氣脫硝反應器出ロ處的實際氨逃逸量，第三檢測子単元可以使用挪威NEO公司生產的LaserGasII SP Monitor單光路激光氣體檢測儀；第三計算子單元與第三檢測子単元相連接，用于在第三檢測子単元檢測到實際氨逃逸量時，計算實際氨逃逸量與目標氨逃逸量的偏差值作為氨逃逸量的偏差值；第二計算單元40也可以為PI調節器，通過對氨逃逸量的偏差值進行PI計算，得到氨逃逸量的偏差值對應的噴氨系數，作為第二噴氨系數。控制單元50可以包括第四計算子単元和調節子単元，其中，第四計算子単元與第一計算單元和第二計算單元分別相連接(第四計算子単元也可以是與第一計算單元的PI調節器和第二計算單元的PI調節器分別相連接)，以在第一計算單元和第二計算單元分別計算出第一噴氨系數和第二噴氨系數時，計算第一噴氨系數和第二噴氨系數的乘積，然后由調節子単元按照計算出的乘積值調節噴氨量，舉例說明，如果煙氣脫硝系統的液氨噴灑裝置初始時按照一個單位量向煙氣脫硝反應器中噴灑液氨，當計算出的第一噴氨系數為
I.2，第二噴氨系數為O. 8時，調節子単元可以向液氨噴灑裝置下發按照O. 96個單位量進行噴灑液氨的命令，即，液氨噴灑裝置按照O. 96個單位量向煙氣脫硝反應器中噴灑液氨,實現在確保脫硝效率滿足要求的同時控制氨逃逸量。本發明實施例還提供了一種煙氣脫硝的噴氨量控制方法，該控制方法可以通過本發明上述實施例所提供的控制裝置來執行，圖3是根據本發明實施例的煙氣脫硝的噴氨量控制方法的流程圖，如圖3所示，該實施例的控制方法包括如下步驟S302至步驟S310 S302 :獲取煙氣脫硝系統的脫硝效率與目標脫硝效率的偏差值；S304 :在步驟S302獲取到脫硝效率的偏差值時計算脫硝效率的偏差值對應的噴氨系數，作為第一噴氨系數；S306 :獲取煙氣脫硝系統的實際氨逃逸量與目標氨逃逸量的偏差值；S308 :在步驟S306獲取到氨逃逸量的偏差值時計算氨逃逸量的偏差值對應的噴氨系數，作為第二噴氨系數；S310 :按照第一噴氨系數和第二噴氨系數對煙氣脫硝系統中液氨噴灑裝置的液氨 投放量進行調節控制。在該步驟S310中，噴氨量控制裝置自動按照第一噴氨系數和第二噴氨系數對煙氣脫硝系統中液氨噴灑裝置下發控制指令，對液氨噴灑裝置的液氨投放量進行調節控制。
本發明實施例的控制方法通過根據煙氣脫硝系統的脫硝效率偏差值計算對應的第一噴氨系數，根據氨逃逸量計算對應的第二噴氨系數，以同時按照第一噴氨系數和第二噴氨系數對噴氨量進行調節，實現了在確保脫硝效率滿足要求的同時控制氨逃逸量，解決了現有技術中無法準確控制煙氣脫硝所需的噴氨量的問題，進而達到了提高煙氣脫硝所需液氨量的準確度和精確度的效果。其中，步驟S302在獲取脫硝效率的偏差值時可以通過以下步驟實現通過一臺氮氧化物濃度檢測儀對煙氣脫硝反應器出口處的氮氧化物的濃度進行檢測，作為第一濃度；通過另一臺氮氧化物濃度檢測儀對煙氣脫硝反應器入口處的氮氧化物的濃度進行檢測，作為第二濃度；按照如下公式來計算實際脫銷效率
實際麵鮮=第二濃度ーf度濃度xl_，最后，計算實際脫硝效率與目標脫硝效率的偏差值作為脫硝效率偏差值；步驟S304可以通過對脫硝效率偏差值進行PI計算，得到脫硝效率偏差值對應的噴氨系數，作為第一噴氨系數。步驟S306在獲取氨逃逸量的偏差值時可以通過以下步驟實現通過氨逃逸量檢測裝置對煙氣脫硝反應器出口處的實際氨逃逸量進行檢測，氨逃逸量檢測裝置可以使用挪威NEO公司生產的LaserGasII SPMonitor單光路激光氣體檢測儀；在檢測到實際氨逃逸量時，計算實際氨逃逸量與目標氨逃逸量的偏差值作為氨逃逸量的偏差值。步驟S308可以通過對氨逃逸量的偏差值進行PI計算，得到氨逃逸量的偏差值對應的噴氨系數，作為第二噴氨系數。步驟S310按照第一噴氨系數和第二噴氨系數對煙氣脫硝系統中液氨噴灑裝置的液氨投放量進行調節控制可以通過以下步驟實現在步驟S304和步驟S308分別計算出第一噴氨系數和第二噴氨系數時，計算第一噴氨系數和第二噴氨系數的乘積，然后由按照計算出的乘積值調節噴氨量，舉例說明，如果煙氣脫硝系統的液氨噴灑裝置初始時按照一個單位量向煙氣脫硝反應器中噴灑液氨，當計算出的第一噴氨系數為I. 2，第二噴氨系數為O. 8時，可以控制液氨噴灑裝置按照O. 96個單位量向煙氣脫硝反應器中噴灑液氨，實現在確保脫硝效率滿足要求的同時控制氨逃逸量。其中，根據本發明實施例的控制方法的煙氣脫硝調節回路的SAMA圖如圖4所示。從以上的描述中，可以看出，本發明通過同時根據脫硝效率偏差值和氨逃逸量偏差值對液氨的投放量進行控制和調節，實現了在確保脫硝效率滿足要求的同時控制氨逃逸量在O 2ppm范圍內，同時實現了自動控制液氨的投放，提高了煙氣脫硝的自動化控制水平和液氨投放的精確度。顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。權利要求
1.一種煙氣脫硝的噴氨量控制方法，其特征在于，包括 獲取脫硝效率的偏差值； 計算所述脫硝效率的偏差值對應的第一噴氨系數； 獲取氨逃逸量的偏差值； 計算所述氨逃逸量的偏差值對應的第二噴氨系數；以及 按照所述第一噴氨系數和所述第二噴氨系數調節噴氨量。
2.根據權利要求I所述的控制方法，其特征在于，獲取脫硝效率的偏差值包括 檢測煙氣脫硝反應器出ロ處的氮氧化物的濃度，作為第一濃度； 檢測所述煙氣脫硝反應器入口處的氮氧化物的濃度，作為第二濃度； 根據所述第一濃度和所述第二濃度計算實際脫硝效率；以及 根據所述實際脫硝效率和目標脫硝效率計算所述脫硝效率的偏差值。
3.根據權利要求I所述的控制方法，其特征在干，獲取氨逃逸量的偏差值包括 檢測煙氣脫硝反應器出ロ處的實際氨逃逸量；以及 根據所述實際氨逃逸量和目標氨逃逸量計算所述氨逃逸量的偏差值。
4.根據權利要求I所述的控制方法，其特征在于，計算所述脫硝效率的偏差值對應的第一噴氨系數包括 對所述脫硝效率的偏差值進行PI計算，得到所述第一噴氨系數。
5.根據權利要求I所述的控制方法，其特征在于，計算所述氨逃逸量的偏差值對應的第二噴氨系數包括 對所述氨逃逸量的偏差值進行PI計算，得到所述第二噴氨系數。
6.根據權利要求I所述的控制方法，其特征在于，按照所述第一噴氨系數和所述第二噴氨系數調節噴氨量包括 計算所述第一噴氨系數和所述第二噴氨系數的乘積；以及 按照計算出的乘積調節所述噴氨量。
7.一種煙氣脫硝的噴氨量控制裝置，其特征在于，包括 第一獲取單元，用于獲取脫硝效率的偏差值； 第一計算單元，與所述第一獲取單元相連接，用于計算所述脫硝效率的偏差值對應的第一噴氨系數； 第二獲取單元，用于獲取氨逃逸量的偏差值； 第二計算單元，與所述第二獲取單元相連接，用于計算所述氨逃逸量的偏差值對應的第二噴氨系數；以及 控制單元，與所述第一計算單元和所述第二計算單元分別相連接，用于按照所述第一噴氨系數和所述第二噴氨系數調節噴氨量。
8.根據權利要求7所述的控制裝置，其特征在于，所述第一獲取單元包括 第一檢測子単元，用于檢測煙氣脫硝反應器出口處的氮氧化物的濃度，作為第一濃度； 第二檢測子単元，用于檢測所述煙氣脫硝反應器入口處的氮氧化物的濃度，作為第二濃度； 第一計算子単元，與所述第一檢測子単元和所述第二檢測子単元分別相連接，用于根據所述第一濃度和所述第二濃度計算實際脫硝效率；以及 第二計算子単元，與所述第一計算子単元相連接，用于根據所述實際脫硝效率和目標脫硝效率計算所述脫硝效率的偏差值。
9.根據權利要求7所述的控制裝置，其特征在于，所述第二獲取單元包括 第三檢測子単元，用于檢測煙氣脫硝反應器出ロ處的實際氨逃逸量；以及 第三計算子単元，與所述第三檢測子単元相連接，用于根據所述實際氨逃逸量和目標氨逃逸量計算所述氨逃逸量的偏差值。
10.根據權利要求7所述的控制裝置，其特征在于，所述第一計算單元包括 第一 PI計算模塊，用于對所述脫硝效率的偏差值進行PI計算，得到所述第一噴氨系 數。
11.根據權利要求7所述的控制裝置，其特征在于，所述第二計算單元包括 第二 PI計算模塊，用于對所述氨逃逸量的偏差值進行PI計算，得到所述第二噴氨系數。
12.根據權利要求7所述的控制裝置，其特征在于，所述控制単元包括 第四計算子単元，與所述第一計算單元和所述第二計算單元分別相連接，用于計算所述第一噴氨系數和所述第二噴氨系數的乘積；以及 調節子単元，與所述第四計算子単元相連接，用于按照計算出的乘積調節所述噴氨量。
全文摘要
本發明公開了一種煙氣脫硝的噴氨量控制方法和裝置。其中，煙氣脫硝的噴氨量控制方法包括獲取脫硝效率的偏差值；計算脫硝效率的偏差值對應的第一噴氨系數；獲取氨逃逸量的偏差值；計算氨逃逸量的偏差值對應的第二噴氨系數；以及按照第一噴氨系數和第二噴氨系數調節噴氨量。通過本發明，解決了現有技術中無法準確控制煙氣脫硝所需的噴氨量的問題，進而達到了提高煙氣脫硝所需液氨量的準確度和精確度的效果，同時也達到了診斷催化劑活性和運行參數是否合理的效果。
文檔編號B01D53/78GK102654776SQ20121011247
公開日2012年9月5日 申請日期2012年4月16日 優先權日2012年4月16日
發明者余瑞峰, 馮彥杰 申請人:北京華能新銳控制技術有限公司