一种火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法及系统技术方案

一种火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法及系统，火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法包括：获取主蒸汽流量实测值、脱硝装置的入口烟气氮氧化物质量浓度实测值、脱硝装置的出口烟气氮氧化物质量浓度实测值；计算出尿素溶液预喷射量；通过第一PID控制调整尿素溶液的实际喷射量；依据出口烟气氮氧化物质量浓度实测值和出口烟气氮氧化物质量浓度设定值对尿素溶液预喷射量进行修正。本发明专利技术实施例的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法有效解决了过量喷氨的问题，降低了运行成本；同时，能稳定有效的控制出口烟气氮氧化物质量浓度在允许范围内，满足氮氧化物排放的要求；此外，还能降低脱硝装置出口烟气氨逃逸含量。

【技术实现步骤摘要】
一种火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法及系统
本专利技术属于火力发电领域，具体涉及一种火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法及系统。
技术介绍
近年，国家对电力行业大气污染物排放的问题越来越重视，尤其是“超低排放”推行以来，国家对电力行业的大气污染物排放提出了更高的要求。氮氧化物作为火力发电厂大气污染物排放的重要监测指标，其排放浓度也越来越受到各大火力发电厂的重视。目前,国内大部分脱硝系统是采用手动控制方式调节喷氨量，易出现脱硝系统出口烟气氮氧化物质量浓度超标、过量喷氨以及由硫酸氢铵引起的空预器堵塞等问题，造成了人力和物力的浪费、以及环保指标不达标等后果，严重时甚至会因空预器堵塞导致电厂非计划性停机。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法，所述火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法解决了脱硝过程中需要手动控制方式调节喷氨量的问题、以及由于手动控制引发的后续问题。本专利技术还提出了一种火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制系统。根据本专利技术第一方面实施例的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法，包括以下步骤：分别获取主蒸汽流量实测值、脱硝装置的入口烟气氮氧化物质量浓度实测值、脱硝装置的出口烟气氮氧化物质量浓度实测值；依据所述入口烟气氮氧化物质量浓度实测值、主蒸汽流量实测值、以及预设的出口烟气氮氧化物质量浓度设定值计算出尿素溶液预喷射量；依据所述尿素溶液预喷射量与尿素溶液喷射实测值进行第一PID控制并相应调整尿素存储及供应装置中尿素溶液的实际喷射量；依据所述出口烟气氮氧化物质量浓度实测值和所述出口烟气氮氧化物质量浓度设定值对所述尿素溶液预喷射量进行修正。根据本专利技术实施例的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法，至少具有如下技术效果：通过计算出尿素溶液预喷射量，可以进一步利用与尿素溶液喷射实测值的偏差通过第一PID控制对尿素溶液的实际喷射量进行调整；通过利用出口烟气氮氧化物质量浓度实测值和出口烟气氮氧化物质量浓度设定值可以对尿素溶液预喷射量进行修正，进一步提高对尿素溶液喷射量的控制效率。本专利技术实施例的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法有效解决了过量喷氨的问题，能较大程度的为电厂节约脱硝还原剂尿素，降低了运行成本。同时，本专利技术实施例的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法能稳定有效的控制出口烟气氮氧化物质量浓度在允许范围内，满足火力发电厂大气污染物排放标准中对氮氧化物排放的要求。此外，本专利技术实施例的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法还能降低脱硝装置出口烟气氨逃逸含量，在一定程度上避免空气预热器因氨逃逸含量高而产生的空预器堵塞问题，对电厂安全稳定运行产生了一定的经济效益。根据本专利技术的一些实施例，所述依据所述入口烟气氮氧化物质量浓度实测值、主蒸汽流量实测值、以及预设的出口烟气氮氧化物质量浓度设定值计算出尿素溶液预喷射量包括以下步骤：计算出所述入口烟气氮氧化物质量浓度实测值和所述出口烟气氮氧化物质量浓度设定值的入口浓度差值；依据所述主蒸汽流量实测值、预设的额定主蒸汽流量和预设的额定烟气流量计算出供给浓度修正系数；依据所述入口浓度差值和供给浓度修正系数计算出所述尿素溶液预喷射量。根据本专利技术的一些实施例，所述依据所述入口浓度差值和供给浓度修正系数计算出所述尿素溶液预喷射量的计算公式为：式中为所述尿素溶液预喷射量，单位为m3/h；为所述入口烟气氮氧化物质量浓度实测值与出口烟气氮氧化物质量浓度设定值的差值，单位为mg/m3；QS1为所述主蒸汽流量实测值，单位为t/h；QS0为所述额定主蒸汽流量，单位为t/h；QG为所述额定烟气流量，单位为m3/h；为NH3的摩尔质量，单位为g/moL；MNO为NO的摩尔质量，单位为g/moL；为NO2的摩尔质量，单位为g/moL；为尿素的摩尔质量，单位为g/moL；为尿素溶液的质量浓度，单位为％；为尿素溶液的密度，单位为kg/m3。根据本专利技术的一些实施例，所述依据所述出口烟气氮氧化物质量浓度实测值和所述出口烟气氮氧化物质量浓度设定值对所述尿素溶液预喷射量进行修正包括以下步骤：计算所述出口烟气氮氧化物质量浓度实测值和出口烟气氮氧化物质量浓度设定值的出口浓度差值；依据所述出口浓度差值与预设的至少一个分段控制参数对所述尿素溶液预喷射量进行分段修正。根据本专利技术的一些实施例，所述分段控制参数设置有两个，分别为第一分段控制参数和第二分段控制参数；所述第一分段控制参数大于所述第二分段控制参数；当所述出口浓度差值大于所述第一分段控制参数时，使用第二PID控制进行修正；当所述出口浓度差值小于等于所述第一分段控制参数大于所述第二分段控制参数时，使用第三PID控制进行修正；当所述出口浓度差值小于所述第二分段控制参数时，使用第四PID控制进行修正。根据本专利技术第二方面实施例的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制系统，包括：传感器组，用于检测入口烟气氮氧化物质量浓度实测值、出口烟气氮氧化物质量浓度实测值、主蒸汽流量实测值；脱硝装置，用于对进入其内部的待脱硝气体进行脱硝；尿素存储及供应装置，用于存储尿素以及向所述脱硝装置供应尿素；控制单元，分别与所述传感器组、脱硝装置、尿素存储及供应装置电性连接，其内置有第一PID控制器，用于计算出尿素溶液预喷射量、利用所述第一PID控制器调整尿素存储及供应装置中尿素溶液的实际喷射量，以及对所述尿素溶液预喷射量进行修正。根据本专利技术实施例的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制系统，至少具有如下技术效果：通过传感器组可以实现对脱硝装置的入口烟气氮氧化物质量浓度实测值、脱硝装置的出口烟气氮氧化物质量浓度实测值以及主蒸汽流量实测值的采集；通过尿素存储及供应装置可以对尿素进行雾化和供给，进而可以便于脱硝装置利用雾化之后的尿素进行脱硝。通过控制单元可以控制传感器组、脱硝装置、尿素存储及供应装置实现自动化的控制，进而实现对尿素溶液喷射量的控制。本专利技术实施例的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制系统有效解决了过量喷氨的问题，能较大程度的为电厂节约脱硝还原剂尿素，降低了运行成本。同时，本专利技术实施例的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制系统能稳定有效的控制出口烟气氮氧化物质量浓度在允许范围内，满足火力发电厂大气污染物排放标准中对氮氧化物排放的要求。此外，本专利技术实施例的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制系统还能降低脱硝装置出口烟气氨逃逸含量，在一定程度上避免空气预热器因氨逃逸含量高而产生的空预器堵塞问题，对电厂安全稳定运行产生了一定的经济效益。根据本专利技术的一些实施例，所述尿素存储及供应装置包括：尿素储仓，用于存储尿素颗粒；尿素溶解罐，与所述尿素储仓连接，用于将所述尿素颗粒溶解为尿素溶液；尿素溶液储罐，与所述尿素溶解罐之间通过尿素溶液混合泵连接；尿素溶液喷射器，与所述尿素溶液储罐之间通过尿素溶液给料泵连接，用于雾化并喷射所述尿素溶液；绝热分解室，连接在所述尿素溶液喷射器与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n分别获取主蒸汽流量实测值、脱硝装置的入口烟气氮氧化物质量浓度实测值、脱硝装置的出口烟气氮氧化物质量浓度实测值；/n依据所述入口烟气氮氧化物质量浓度实测值、主蒸汽流量实测值、以及预设的出口烟气氮氧化物质量浓度设定值计算出尿素溶液预喷射量；/n依据所述尿素溶液预喷射量与尿素溶液喷射实测值进行第一PID控制并相应调整尿素存储及供应装置中尿素溶液的实际喷射量；/n依据所述出口烟气氮氧化物质量浓度实测值和所述出口烟气氮氧化物质量浓度设定值对所述尿素溶液预喷射量进行修正。/n

【技术特征摘要】
1.一种火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
分别获取主蒸汽流量实测值、脱硝装置的入口烟气氮氧化物质量浓度实测值、脱硝装置的出口烟气氮氧化物质量浓度实测值；
依据所述入口烟气氮氧化物质量浓度实测值、主蒸汽流量实测值、以及预设的出口烟气氮氧化物质量浓度设定值计算出尿素溶液预喷射量；
依据所述尿素溶液预喷射量与尿素溶液喷射实测值进行第一PID控制并相应调整尿素存储及供应装置中尿素溶液的实际喷射量；
依据所述出口烟气氮氧化物质量浓度实测值和所述出口烟气氮氧化物质量浓度设定值对所述尿素溶液预喷射量进行修正。


2.根据权利要求1所述的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法，其特征在于，所述依据所述入口烟气氮氧化物质量浓度实测值、主蒸汽流量实测值、以及预设的出口烟气氮氧化物质量浓度设定值计算出尿素溶液预喷射量包括以下步骤：
计算出所述入口烟气氮氧化物质量浓度实测值和所述出口烟气氮氧化物质量浓度设定值的入口浓度差值；
依据所述主蒸汽流量实测值、预设的额定主蒸汽流量和预设的额定烟气流量计算出供给浓度修正系数；
依据所述入口浓度差值和供给浓度修正系数计算出所述尿素溶液预喷射量。


3.根据权利要求2所述的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法，其特征在于，所述依据所述入口浓度差值和供给浓度修正系数计算出所述尿素溶液预喷射量的计算公式为：



式中为所述尿素溶液预喷射量，单位为m3/h；为所述入口烟气氮氧化物质量浓度实测值与出口烟气氮氧化物质量浓度设定值的差值，单位为mg/m3；QS1为所述主蒸汽流量实测值，单位为t/h；Qs0为所述额定主蒸汽流量，单位为t/h；QG为所述额定烟气流量，单位为m3/h；为NH3的摩尔质量，单位为g/moL；MNO为NO的摩尔质量，单位为g/moL；为NO2的摩尔质量，单位为g/moL；为尿素的摩尔质量，单位为g/moL；为尿素溶液的质量浓度，单位为％；为尿素溶液的密度，单位为kg/m3。


4.根据权利要求1所述的火电厂排放烟气氮氧化物浓度控制方法，其特征在于，所述依据所述出口烟气氮氧化物质量浓度实测值和所述出口烟气氮氧化物质量浓度设定值对所述尿素溶液预喷射量进行修正包括以下步骤：
计算所述出口烟气氮氧化物质量浓度实测值和出口烟气氮氧化物质量浓度设定值的出口浓度差值；
依...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈加龙，邹毅辉，雷晓明，黄新平，龙岩，易晓坚，陈维，禹波，
申请(专利权)人：中国能源建设集团华中电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43