一种水泥窑尾烟气脱硝控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种水泥窑尾烟气脱硝控制方法，包括：计算还原剂的初始加入量C

【技术实现步骤摘要】
一种水泥窑尾烟气脱硝控制方法和装置
本专利技术涉及水泥行业废气处理
，具体涉及一种水泥窑尾烟气脱硝控制方法和装置。
技术介绍
水泥行业窑尾烟气NOx现行国标排放浓度标准为400mg/m3，重点地区320mg/m3，一般采用布置在窑尾预热器的SNCR(选择性非催化还原)脱硝系统即可满足，随着环保标准的提高，有的地方标准对NOx的排放浓度控制在50mg/m3或100mg/m3以下，单纯依靠SNCR系统很难经济的达到这个标准，在SNCR系统后增加SCR(选择性催化还原)脱硝系统，能够稳定、经济的达到NOx排放浓度小于50mg/m3的要求。水泥窑尾烟气的含尘浓度高，为了降低粉尘对催化剂的磨损、堵塞和催化剂中毒，在SNCR之后，进入SCR之前，要增加一个电除尘器，而SCR入口的相关参数都是在电除尘器之前测量，而NOx的排放浓度最近只能放在SCR的出口，有的还放在烟气的更下游，譬如烟囱，这样，烟气从入口测点流到出口测点的时间有数十秒。为了保证SCR经济高效运行，需要对加入SCR系统的还原剂量进行良好的控制，还原剂加入多了，造成氨逃逸及还原剂的浪费；还原剂加入量少了，NOx排放浓度超标。影响还原剂的喷入量的主要因素如下：烟气量(该值越大还原剂消耗越多)、烟气温度(在300-380℃范围内，温度越高还原剂消耗越少)、入口NOx浓度(该值越高，还原剂消耗越多)、粉尘浓度(水泥行业窑尾烟气中的粉尘中碱金属及碱土金属远高于其他行业，对还原剂用量负影响)、催化剂总运行时间(运行时间越长，脱硝效率越低)。而以上这些参数，由于各种因素，烟气量、烟气温度、入口NOx浓度，粉尘浓度是在一定范围内波动的，催化剂的运行时间在寿命期内是直线增长的，只有跟踪好以上参数，SCR才能高效经济运行。对于SCR的还原剂加入量的控制，一般是根据SCR反应器出口NOx的含量大小调整SCR反应器进口加入还原剂的量，这种控制方法称为后馈控制，后馈控制的缺点是滞后性，用数十秒前的数据控制当前还原剂加入量，不符合实际工况，加入的还原剂量可能比实际需要量多或者不够，就会造成NOx和还原剂超标排放或者浪费还原剂的情况。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在还原剂加入量与烟气实际需求量不匹配问题，提供一种水泥窑尾烟气脱硝控制方法和装置，该装置根据烟气流量、入口NOx浓度、烟气温度、粉尘浓度、催化剂的运行时间等主要实时参数控制还原剂加入量，解决了还原剂加入量与烟气实际需求量不匹配问题。本专利技术为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：一种水泥窑尾烟气脱硝控制方法，应用于水泥窑尾SCR脱硝系统，包括以下步骤：S1、根据水泥窑尾预热器型式、SCR入口NOx的设计浓度CNOx入设、SCR出口NOx的目标排放浓度CNOx出设，计算SCR系统的脱硝效率η；然后根据SCR入口NOx的设计浓度CNOx入设和η确定还原剂加入量C还设，C还设为还原剂的初始加入量；S2、SNCR和SCR系统都投入运行后，采取后馈控制的方法控制SCR系统还原剂加入量，通过烟气入口仪表、烟气出口仪表获取一定运行时间内的基础数据，将数据随机分为2组，其中一组用于训练模型，另一组用于验证；若验证不通过，则扩大数据范围，获得精确的数据，继续训练，直到训练出成功的模型；S3、用训练成功的模型控制SCR子系统运行，并继续记录数据，一定时间后，用新取得的数据再训练一个模型，用新训练出来的模型控制SCR子系统运行。上述方法中，所述步骤S2具体包括：S2.1、采取后馈控制的方法控制SCR系统还原剂加入量，该时刻记为t0，记录t0时刻Tgas、Vgas、CNH3、CNOx入、C尘、tcatalyst、Pcatalyst、C还及(t0+n)秒SCR出口CNOx出的数据，其中，Tgas为SCR入口烟气温度、Vgas为SCR入口烟气流速、CNH3为SCR入口NH3浓度、CNOx入为SCR入口NOx浓度、C尘为SCR入口粉尘浓度、tcatalyst为SCR催化剂总运行时间、Pcatalyst为系统阻力、C还为还原剂加入量；n是烟气从SCR系统入口测点流到出口测点的时间，n＝L/Vgas，L是SCR入口测点到出口测点的当量长度；以上数据形成数组A0＝(C还，Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出，dCNOx出)，其中，dCNOx出为出口NOx实际含量CNOx出与实时设定值CNOx实设的偏差的绝对值；每隔时间Δt，记录一次数据，形成该时刻的数组Ai，i＝0,1,2,3……；S2.2、每运行一定时间后，对数组Ai按dCNOx出升序排列，取出前N个数组，并随机分为2组，控制系统将该2组数据传输到计算中心，其中一组用机器学习方法或深度学习方法对这些数组进行训练，找到还原剂加入量C还与(Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出)参数的关系函数f(Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出)，另外一组用于验证，当f(Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出)与C还的偏差小于设定值时，认为模型训练成功，该模型记为f0；S2.3、如果训练的模型不能满足所述设定值的误差，仍然采用后馈控制的方法控制SCR系统运行，并继续记录数据，按照步骤S2.2扩大数据筛选范围，获得更精确的数据，继续训练模型，直到模型训练成功，该模型记为f0。上述方法中，所述步骤S3具体包括：S3.1、用训练成功的模型f0控制SCR子系统运行，该时刻记为T0，记录T0时刻Tgas、Vgas、CNH3、CNOx入、C尘、tcatalyst、Pcatalyst、C还及(T0+n)秒SCR出口CNOx出的数据，以上数据形成数组B0＝(C还，Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出，dCNOx出)；每隔时间Δt，记录一次数据，形成该时刻的数组Bi，i＝0,1,2,3……；S3.2、每运行一定时间后，对数组Bi按dCNOx出升序排列，取出前N个数组，并随机分为2组，控制系统将该2组数据传输到计算中心，其中一组用机器学期方法或深度学习方法对这些数组进行训练，找到还原剂加入量C还与(Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出)参数的关系函数f(Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出)，另外一组用于验证，当f(Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出)与C还的偏差小于设定值时，认为模型训练成功,该模型记为fj+1，j＝0,1,2,3……；S3.3、用模型fj+1控制SCR子系统运行，并循环步骤S3.1和步骤S3.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥窑尾烟气脱硝控制方法，其特征在于，应用于水泥窑尾SCR脱硝系统，包括以下步骤：/nS1、根据水泥窑尾预热器型式、SCR入口NOx的设计浓度C

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑尾烟气脱硝控制方法，其特征在于，应用于水泥窑尾SCR脱硝系统，包括以下步骤：
S1、根据水泥窑尾预热器型式、SCR入口NOx的设计浓度CNOx入设、SCR出口NOx的目标排放浓度CNOx出设，计算SCR系统的脱硝效率η；然后根据SCR入口NOx的设计浓度CNOx入设和η确定还原剂加入量C还设，C还设为还原剂的初始加入量；
S2、SNCR和SCR系统都投入运行后，采取后馈控制的方法控制SCR系统还原剂加入量，通过烟气入口仪表、烟气出口仪表获取一定运行时间内的基础数据，将数据随机分为2组，其中一组用于训练模型，另一组用于验证；若验证不通过，则扩大数据范围，获得精确的数据，继续训练，直到训练出成功的模型；
S3、用训练成功的模型控制SCR子系统运行，并继续记录数据，一定时间后，用新取得的数据再训练一个模型，用新训练出来的模型控制SCR子系统运行。


2.根据权利要求1所述的水泥窑尾烟气脱硝控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
S2.1、采取后馈控制的方法控制SCR系统还原剂加入量，该时刻记为t0，记录t0时刻Tgas、Vgas、CNH3、CNOx入、C尘、tcatalyst、Pcatalyst、C还及(t0+n)秒SCR出口CNOx出的数据，其中，Tgas为SCR入口烟气温度、Vgas为SCR入口烟气流速、CNH3为SCR入口NH3浓度、CNOx入为SCR入口NOx浓度、C尘为SCR入口粉尘浓度、tcatalyst为SCR催化剂总运行时间、Pcatalyst为系统阻力、C还为还原剂加入量；n是烟气从SCR系统入口测点流到出口测点的时间，n＝L/Vgas，L是SCR入口测点到出口测点的当量长度；以上数据形成数组A0＝(C还，Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出，dCNOx出)，其中，dCNOx出为出口NOx实际含量CNOx出与实时设定值CNOx实设的偏差的绝对值；每隔时间Δt，记录一次数据，形成该时刻的数组Ai，i＝0,1,2,3……；
S2.2、每运行一定时间后，对数组Ai按dCNOx出升序排列，取出前N个数组，并随机分为2组，控制系统将该2组数据传输到计算中心，其中一组用机器学习方法或深度学习方法对这些数组进行训练，找到还原剂加入量C还与(Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出)参数的关系函数f(Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出)，另外一组用于验证，当f(Tgas，Vgas，CNH3，CNOx入，C尘，tcatalyst，Pcatalyst，CNOx出)与C还的偏差小于设定值时，认为模型训练成功，该模型记为f0；
S2.3、如果训练的模型不能满足所述设定值的误差，仍然采用后馈控制的方法控制SCR系统运行，并继续记录数据，按照步骤S2.2扩大数据筛选范围，获得更精确的数据，继续训练模型，直到模型训练成功，该模型记为f0。


3.根据权利要求2所述的水泥窑尾烟气脱硝控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
S3.1、用训练成功的模型f0控...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁后亮，郑韬，谢鸿微，韩长民，吴敏，
申请(专利权)人：武汉凯迪电力环保有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42