一种SCR烟气脱硝设备最低连续喷氨温度在线实时预测方法技术

本发明专利技术公开了一种SCR烟气脱硝设备最低连续喷氨温度在线实时预测方法，先根据现场定期实测的SCR反应器潜能及其劣化趋势，预测当前机组实际运行负荷下的SCR氨逃逸浓度；再根据机组DCS在线监测显示的SCR入口NOx浓度和脱硝效率，结合实时预测的氨逃逸浓度，实时计算SCR反应器入口烟气中的NH3浓度；然后根据机组DCS在线监测显示的脱硫入口SO2浓度，根据实测的锅炉炉膛内SO2/SO3转化率，实时计算SCR反应器入口烟气中的SO3浓度；最后利用S2和S3中计算所得的NH3、SO3浓度，根据硫酸氢铵生成的露点温度曲线，在线实时预测最低连续喷氨温度。实际应用中，可根据实时预测的最低连续喷氨温度TMOT结合SCR入口实际运行的烟气温度TACT，制订安全运行、短时间运行高负荷恢复、低硫煤起停炉以及提温改造等SCR安全喷氨投运方案策略。

On-line Real-time Prediction Method of Minimum Continuous Ammonia Spraying Temperature for SCR Flue Gas Denitrification Equipment

The invention discloses an on-line real-time prediction method for minimum continuous ammonia injection temperature of SCR flue gas denitrification equipment. Firstly, according to the potential of SCR reactor and its deterioration trend measured regularly on site, the ammonia escape concentration of SCR under the actual operating load of the current unit is predicted, and then, according to the SCR inlet NOx concentration and denitrification efficiency displayed by on-line monitoring of DCS of the unit. The NH3 concentration in the inlet flue gas of SCR reactor can be calculated in real time according to the ammonia escape concentration predicted in real time. Then the SO2 concentration in the inlet flue gas of SCR reactor can be calculated in real time according to the SO2/SO3 conversion rate measured in the furnace of the boiler according to the SO2/SO3 concentration in the inlet flue gas of the unit DCS on-line monitoring display. Finally, the SO3 concentration in the inlet flue gas of SCR reactor can be calculated According to the dew point temperature curve of ammonium bisulfate, the lowest continuous ammonia injection temperature can be predicted in real time. In practical application, according to the lowest continuous ammonia injection temperature TMOT predicted in real time and the actual operation of flue gas temperature TACT at SCR entrance, SCR safe ammonia injection scheme strategies such as safe operation, short-term operation, high-load recovery, low-sulfur coal start-stop and temperature upgrading can be formulated.

【技术实现步骤摘要】
一种SCR烟气脱硝设备最低连续喷氨温度在线实时预测方法
本专利技术属于火力发电厂SCR烟气脱硝设备运行过程中的低负荷喷氨控制领域，具体涉及一种SCR烟气脱硝设备最低连续喷氨温度在线实时预测方法。
技术介绍
国内火电机组年利用小时数逐年降低，深度灵活调峰成为运行常态。机组负荷下降会降低SCR入口烟气温度，甚至低于最低连续喷氨温度(MOT)设计值，影响SCR安全喷氨投运和NOx达标排放。为满足机组全负荷NOx超低排放，部分机组在低负荷下强行喷氨，造成SCR催化剂硫酸氢铵(ABS)堵塞失活甚至报废。最低连续喷氨温度比ABS的露点温度约高20-25℃，露点温度除受到催化剂毛细微孔直径大小的影响外，主要与SCR入口烟气中的NH3和SO3浓度有关，并随浓度而变化。MOT温度是根据机组额定负荷下的SCR入口NOx浓度、脱硝效率以及SO3浓度设计的定值，但实际运行SCR入口烟气参数发生了很大变化，造成设计的MOT温度已不能反映实际状况：当烟气中NH3与SO3浓度变大时，实际的ABS露点温度升高，按原MOT设计值运行，易造成SCR催化剂ABS失活；当烟气中的NH3与SO3浓度变小时，实际的ABS露点温度降低，按MOT设计值可能出现不必要的提温改造，浪费投资。针对深度调峰低负荷SCR投运遇到的问题，在大量现场测试数据总结归纳的基础上，考虑烟气中NH3与SO3浓度无法实时监测的现状，结合DCS在线监测显示的实际运行烟气参数，本专利技术提出将NH3与SO3用替代变量法转化后，用于在线实时预测SCR最低连续喷氨温度，为电厂安全投运SCR喷氨提供指导。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术提供一种SCR烟气脱硝设备最低连续喷氨温度在线实时预测方法。为此，本专利技术提供一种SCR烟气脱硝设备最低连续喷氨温度在线实时预测方法，包括如下步骤：S1、根据现场定期实测的SCR反应器潜能及其劣化趋势，预测当前机组实际运行负荷下的SCR氨逃逸浓度；S2、根据机组DCS在线监测显示的SCR入口NOx浓度和脱硝效率，结合实时预测的氨逃逸浓度，实时计算SCR反应器入口烟气中的NH3浓度；S3、根据机组DCS在线监测显示的脱硫入口SO2浓度，根据实测的锅炉炉膛内SO2/SO3转化率，实时计算SCR反应器入口烟气中的SO3浓度；S4、利用S2和S3中计算所得的NH3、SO3浓度，根据硫酸氢铵生成的露点温度曲线，在线实时预测最低连续喷氨温度。所述步骤S1中，氨逃逸预测值的计算方法为：其中：PL,τ为当前机组实际负荷下的脱硝反应器潜能；CNOx,in为SCR入口在线显示的NOx浓度；η为实时运行脱硝效率。所述步骤S2中，SCR入口烟气中氨气浓度的计算方法为：所述步骤S3中，SCR入口烟气中SO3浓度的计算方法为：其中：为脱硫入口DCS显示SO2浓度；λ为炉膛内SO2/SO3转化率，为0.2-1.5％。所述步骤S4中，预测的SCR最低连续喷氨温度TMOT的计算方法为：其中：a与b为常数项。根据实时预测的最低连续喷氨温度TMOT结合SCR入口实际运行的烟气温度TACT，制订安全运行、短时间运行高负荷恢复、低硫煤起停炉以及提温改造等SCR安全喷氨投运方案策略：附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术方法流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。请参见图1，本专利技术提供一种SCR烟气脱硝设备最低连续喷氨温度在线实时预测方法，包括如下步骤：S1、根据现场定期实测的SCR反应器潜能及其劣化趋势，预测当前机组实际运行负荷下的SCR氨逃逸浓度；S2、根据机组DCS在线监测显示的SCR入口NOx浓度和脱硝效率，结合实时预测的氨逃逸浓度，实时计算SCR反应器入口烟气中的NH3浓度；S3、根据机组DCS在线监测显示的脱硫入口SO2浓度，根据实测的锅炉炉膛内SO2/SO3转化率，实时计算SCR反应器入口烟气中的SO3浓度；S4、利用S2和S3中计算所得的NH3、SO3浓度，根据硫酸氢铵生成的露点温度曲线，在线实时预测最低连续喷氨温度。所述步骤S1中，氨逃逸预测值的计算方法为：其中：PL,τ为当前机组实际负荷下的脱硝反应器潜能；CNOx,in为SCR入口在线显示的NOx浓度；η为实时运行脱硝效率。所述步骤S2中，SCR入口烟气中氨气浓度的计算方法为：所述步骤S3中，SCR入口烟气中SO3浓度的计算方法为：其中：为脱硫入口DCS显示SO2浓度；λ为炉膛内SO2/SO3转化率，为0.2-1.5％。所述步骤S4中，预测的SCR最低连续喷氨温度TMOT的计算方法为：其中：a与b为常数项。根据实时预测的最低连续喷氨温度TMOT结合SCR入口实际运行的烟气温度TACT，制订安全运行、短时间运行高负荷恢复、低硫煤起停炉以及提温改造等SCR安全喷氨投运方案策略：具体实施时，举以下例子说明：某350MW机组配套建设SCR烟气脱硝装置，按额定负荷SCR入口烟气中NOx浓度为600mg/m3、SO2浓度为3714mg/m3进行设计，脱硝效率为85％、氨逃逸浓度为3μL/L，最低连续喷氨温度为320℃。实际运行过程中，SCR入口烟气参数发生较大变化：NOx浓度在450-800mg/m3范围波动，SO2浓度在1700-3200mg/m3范围波动，烟气温度在290-335℃范围波动，且为满足NOx排放浓度小于50mg/m3，脱硝效率提高到93％以上，喷入烟气中的NH3浓度增加。按照原设计最低连续喷氨温度，机组在220MW负荷以下，就需停止喷氨以避免催化剂硫酸氢铵失活。针对SCR入口实际运行参数，通过现场测试和理论分析，对实时最低连续喷氨温度进行了预测，指导电厂对SCR喷氨进行了安全运行。具体做法如下：1)通过3次现场性能测试，评估机组高中低负荷下的SCR反应器潜能及其劣化函数，计算当前实际运行负荷下的反应器潜能，结合机组DCS在线监测的SCR入口NOx浓度和脱硝效率，实时预测的SCR反应器出口氨逃逸浓度在5-15μL/L范围波动。2)根据机组DCS在线监测显示的入口NOx浓度、脱硝效率以及预测的氨逃逸浓度，实时计算喷入SCR入口烟气中的NH3浓度。3)通过现场测试，比较SCR入口烟气中的SO3浓度和DCS在线监测的脱硫入口SO2浓度之间的对应关系，获得锅炉炉膛内的SO2/SO3转化率，本案例约为0.8％。根据脱硫入口DCS显示SO2浓度，实时计算的SCR入口烟气中SO3浓度在3-9μL/L范围波动。4)根据上述实时计算的SCR入口烟气中的NH3浓度和SO3浓度，在线实时计算的最低连续喷氨温度在295-316℃范围波动。5)DCS在线监测的SCR入口烟气温度在很长时间段内比原设计的MOT温度320℃低，但在大部分时间仍高于实时预测的最低连续喷氨温度，即使个别时间段低于预测的MOT温度，但二者差值小于15℃，SCR催化剂仍处于安全喷氨运行温度范围内。本案例在机组全负荷范围内，不需停止喷氨来防止催化剂硫酸氢铵失活，从而确保NOx全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SCR烟气脱硝设备最低连续喷氨温度在线实时预测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据现场定期实测的SCR反应器潜能及其劣化趋势，预测当前机组实际运行负荷下的SCR氨逃逸浓度；S2、根据机组DCS在线监测显示的SCR入口NOx浓度和脱硝效率，结合实时预测的氨逃逸浓度，实时计算SCR反应器入口烟气中的NH3浓度；S3、根据机组DCS在线监测显示的脱硫入口SO2浓度，根据实测的锅炉炉膛内SO2/SO3转化率，实时计算SCR反应器入口烟气中的SO3浓度；S4、利用S2和S3中计算所得的NH3、SO3浓度，根据硫酸氢铵生成的露点温度曲线，在线实时预测最低连续喷氨温度。

【技术特征摘要】
1.一种SCR烟气脱硝设备最低连续喷氨温度在线实时预测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据现场定期实测的SCR反应器潜能及其劣化趋势，预测当前机组实际运行负荷下的SCR氨逃逸浓度；S2、根据机组DCS在线监测显示的SCR入口NOx浓度和脱硝效率，结合实时预测的氨逃逸浓度，实时计算SCR反应器入口烟气中的NH3浓度；S3、根据机组DCS在线监测显示的脱硫入口SO2浓度，根据实测的锅炉炉膛内SO2/SO3转化率，实时计算SCR反应器入口烟气中的SO3浓度；S4、利用S2和S3中计算所得的NH3、SO3浓度，根据硫酸氢铵生成的露点温度曲线，在线实时预测最低连续喷氨温度。2.根据权利要求1所述的一种SCR烟气脱硝设备最低连续喷氨温度在线实时预测方法，其特征在于，所述步骤S1中，氨逃逸预测值的计算方法为：其中：PL,τ为当前机组实际负荷下的脱硝反应器潜能；CNOx,in为SCR入口在线显示的NOx浓度；η为实时运行脱硝效率。3.根据权利要求1所述的一种SCR...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋玉宝，王兴俊，刘鑫辉，程世军，安德欣，靳轲，周少湘，何川，何金亮，梁俊杰，王乐乐，方朝君，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司，华能沁北发电有限责任公司，西安热工研究院有限公司，苏州西热节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11