一種scr脫硝催化劑在線檢測和噴氨優化控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及SCR煙氣脫硝催化劑檢測和自動控制技術領域，具體涉及一種SCR脫硝催化劑性能在線檢測和噴氨自動控制優化方法。
【背景技術】
[0002]選擇性催化還原法(SCR)脫硝工藝是煙氣中的NOx與噴入煙道的NH3混合后進入反應器，在催化劑的作用下生成無害的隊和H2O,從而降低煙氣中含量。
[0003]在實際應用中，對催化劑通用的檢測方法是將部分催化劑從反應器中拆下，采用檢測裝置對催化劑的表觀活性、微觀結構以及表面沉積物進行檢測，以評估催化劑的性能。這種方法雖然具備檢測項目全面、結果比較準確的優點，但由于拆除催化劑需停運整個脫硝系統，因此，不可能經常實施，一般利用鍋爐停機檢修時進行。
[0004]在現有技術中，對SCR脫硝反應系統出口煙氣NOx的濃度值進行監視，通過自動調控系統調整噴入反應器的NH3量使反應器出口煙氣中NO x的含量達目標值。部分脫硝噴氨自動調控系統采用鍋爐負荷或煙氣流量等參數經計算轉換為噴氨自動調控系統的前饋調節指令，但此指令由于沒有考慮催化劑的性能變化的影響，調節效果存在不足。
[0005]現有技術中未對脫硝催化劑的性能進行在線檢測，因而存在以下問題:
[0006]1、對運行中的催化劑性能變化情況沒有在線監視手段，不便于確定離線檢測催化劑的時機；
[0007]2、催化劑的性能變化對噴氨自動調控系統調節性能指標及脫硝效率影響較大，現有技術無法根據催化劑的性能變化情況計算對應工況的理論需求噴氨量，無法根據理論需求噴氨量優化噴氨自動調控系統、實現噴氨量過大報警等功能。
[0008]如何提供一種SCR脫硝催化劑在線檢測和噴氨優化控制方法，實現催化劑性能的在線連續檢測并根據檢測結果指導工廠管理者適時對催化劑進行離線檢測或更換、優化噴氨自動調控系統是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0009]為解決現有技術存在的不足，本發明公開了一種SCR脫硝催化劑在線檢測和噴氨優化控制方法，實現對SCR脫硝催化劑性能的在線連續檢測、根據在線檢測結果指導工廠管理者適時對催化劑進行離線檢測或更換、優化噴氨自動調控系統、對過量噴氨進行報警和保護。
[0010]為實現上述目的，本發明的具體方案如下:
[0011]一種SCR脫硝催化劑在線檢測和噴氨優化控制方法，包括以下步驟:
[0012]步驟一:現場調整鍋爐燃燒工況，獲取符合條件的實驗數據，由實驗數據繪制分段擬合直線；
[0013]步驟二:利用分段擬合直線計算對應工況的理論噴氨量，計算欲反應的NOx質量;
[0014]步驟三:在預設條件下分別累加理論噴氨量和實際噴氨量，根據欲反應的NOx質量計算獲取理論需求噴氨量；
[0015]步驟四:定期分析累加的理論噴氨量和實際噴氨量的比值，由比值及其減小的趨勢，間接得到催化劑的脫硝性能及其下降的趨勢，根據獲取的理論需求噴氨量得到噴氨自動調控前饋指令、過量噴氨報警值、過量噴氨保護值。
[0016]所述步驟一中，獲取符合條件的實驗數據包括多個數據組，每個數據組包括在SCR脫硝反應系統處于某一運行狀態時得到的一段時間內反應器入口煙氣的平均含氧量、已反應的^,質量、噴入反應器的NH 3質量。
[0017]所述步驟一中，由實驗數據繪制分段擬合直線，以實驗數據中的一段時間內反應器入口煙氣的平均含氧量為橫坐標，以噴入反應器的順3質量與已反應的NOx質量的比值為縱坐標，繪制分段擬合直線，已反應的NOx質量為SCR反應器入口 NO^農度值減去出口 NO,濃度值得到的差值與煙氣流量的乘積；計算得到分段擬合直線每一段的斜率和偏移量。
[0018]所述步驟二中，SCR脫硝反應系統運行期間，根據反應器入口煙氣含氧量值對應的分段擬合直線的橫坐標值，查找對應的直線段的斜率和偏移量，計算得到對應的縱坐標值，將此縱坐標值與已反應的NOJM量相乘，得到該工況下應噴入的NH3質量，即理論噴氨量；
[0019]SCR脫硝反應系統運行期間，將反應器入口 NOx濃度值減去出口 NOx濃度設定目標值得到的差值與煙氣流量相乘，得到當前時刻欲反應的NOx質量；
[0020]所述步驟三中，SCR脫硝反應系統運行期間，在預設條件下，分別累加理論噴氨量和實際噴氨量，并計算二者在一個時間段內所累加的值的比值；
[0021]SCR脫硝反應系統運行期間，根據當前時刻反應器入口煙氣含氧量值對應的分段擬合直線的橫坐標值，查找對應的直線段的斜率和偏移量，計算得到對應的縱坐標值，將此縱坐標值與當前時刻欲反應的NOJM量相乘，得到與反應器入口煙氣含氧量、煙氣流量、煙氣中NOx濃度值及反應器出口煙氣NO ,濃度目標設定值相匹配的理論需求噴氨量。
[0022]所述在預設條件下，分別累加理論噴氨量和實際噴氨量，預設條件為下述條件:
[0023]噴氨自動調控系統處于自動模式；反應器入口和出口煙氣NOx、氧量、煙氣流量測量儀表及冊13流量儀表處于正常檢測狀態。
[0024]所述步驟四中，將新催化劑剛投入運行時的比值定義為初始值1?，將后續得到的比值定義為k，將k偏離1?的程度作為催化劑性能下降的指標進行統計分析；將理論需求噴氨量除以最近一次計算得到的理論噴氨量累加值和實際噴氨量累加值的比值k，商作為噴氨自動調控系統的前饋調節指令；將理論需求噴氨量乘以系數匕作為實際噴氨量過大的報警值；將理論需求噴氨量乘以系數k2作為實際噴氨量過大的保護定值，k i大于l，k2大于
Ii1 O
[0025]所述多個數據組獲取時，反應器入口和出口煙氣NOdP氧量測量儀表、反應器煙氣流量測量儀表及NH3流量測量儀表處于正常檢測狀態；確定反應器入口煙氣含氧量在正常運行中的變化范圍及預設值的個數，選擇其中的一個預設值，按下述步驟進行試驗得到的數據組:
[0026]A、調整鍋爐燃料量及送風量，使反應器入口煙氣含氧量達預設值；
[0027]B、手動或自動調整噴氨量使反應器出口 NOx濃度值滿足正常運行的要求；
[0028]C、持續運行不少于20分鐘，記錄這一段時間內反應器入口煙氣含氧量平均值、已反應的NOx質量、噴入反應器的NH3質量；
[0029]重復步驟A、B、C，直到完成所有預設值的實驗及數據的記錄。
[0030]所述步驟一中獲取符合條件的實驗數據，獲取方式為通過實驗獲取或者通過檢索歷史數據記錄中滿足預設條件的數據獲取。
[0031]本發明的有益效果:
[0032]本發明對SCR脫硝反應系統進行實驗，根據實驗獲取的反應器入口煙氣氧量值、耗NH3量累加值與脫除的NO x量累加值的比值，獲取分段擬合直線，利用此直線獲取SCR反應器不同工況下的理論噴氨量，將一定時間內理論噴氨量累加值和實際噴氨量累加值的比值k，與新催化劑剛投入運行時的比值h進行比較，將k偏離k C1的程度作為催化劑性能下降的指標進行統計分析，從而達到在線連續檢測催化劑性能的目的，為工廠管理者決定適時對催化劑離線檢測提供了依據。依據催化劑的當前性能值和煙氣參數，計算得到當前理論需求噴氨量，作為噴氨自動調控系統的前饋調節指令，使噴氨量與實際需要相匹配，可減小自動噴氨調節系統動態調控時間和調控過程，從而優化噴氨自動調控系統；依據理論需求噴氨量，計算得到當前噴氨量過大的報警值，當發生報警時，提示運行操作人員查找故障原因，可避免因脫硝反應器出口煙氣N0x檢測儀表、噴氨自動調控系統等設備出現缺陷而導致的長時間過量噴氨現象；依據理論需求噴氨量，計算得到當前噴氨量過大的保護值，用于與實際噴氨量進行比較，當實際噴氨量因故障導致過大時，限制噴氨流量調節閥繼續開大，避免氨逃逸過多等異常情況的發生。
【附圖說明】
[0033]圖1為實施例公開的一種SCR脫硝催化劑在線檢測和噴氨優化控制方法流程圖；
[0034]圖2為實施例公開的一種SCR脫硝催化劑在線檢測和噴氨優化控制裝置結構圖；
[0035]圖中，1、DCS控制器，2、煙氣流量檢測儀表，3、催化劑原煙側NOx檢測儀表，4、催化