预测ＮＯｘ排放制造技术

提供一种预测非连续燃天然气锅炉（１００）的氧化氮（ＮＯｘ）排放率的方法。该方法包括：使用计算装置根据非连续燃天然气锅炉（１００）的操作期间的多个取样ＮＯｘ排放浓度、测量的燃料流速和取样（Ｏ２）浓度来计算ＮＯｘ排放率与测量的燃料流速和取样氧（Ｏ２）浓度的相关性（Ｓ１）；使用计算装置根据与测量的燃料流速和取样Ｏ２浓度的相关性来计算预测的ＮＯｘ排放率（Ｓ２）；以及提供预测的ＮＯｘ排放率供用户（３６）使用。

【技术实现步骤摘要】

一般来说，本专利技术涉及监测氧化氮(NOx)排放。更具体来说，本专利技术涉及预测来自 燃天然气锅炉(natural gas-fired boiler)的NOx排放率以及一种用于监测和/或报告 NOx排放率的方法，它符合联邦和州指导方针以及对于上述的其它规章。
技术介绍
NOx是一组高活性气体的通称，它们全部包含变化数量的氮和氧。氧化氮的许多是 无色无味的。但是，一种常见污染物、即二氧化氮(NO2)连同空气中的微粒一起往往可看作 是许多市区上方的红棕色层。当以高温燃烧燃料、如在燃烧过程中时形成氧化氮。NOx的主 要来源是燃烧燃料的机动动车、发电厂(electric utility)和其它工业、商业及住宅来源。 燃烧锅炉在全球使用，并且产生作为副产品的N0X。
技术实现思路
本公开的第一方面提供一种用于预测非连续燃天然气锅炉的氧化氮(NOx)排放 率的方法，该方法包括使用计算装置根据非连续燃天然气锅炉的操作期间的多个取样NOx 排放浓度、测量的燃料流速和取样(O2)浓度来计算NOx排放率与测量的燃料流速和取样氧 (O2)浓度的相关性；使用计算装置根据与测量的燃料流速和取样O2浓度的相关性来计算预 测NOx排放率；以及提供预测NOx排放率供用户使用。本公开的第二方面提供一种用于氧化氮(NOx)排放率的预测监测系统，包括至少 一个装置，包括用于根据非连续燃天然气锅炉的操作期间的多个取样NOx排放浓度、测量 的燃料流速和取样(O2)浓度来计算NOx排放率与测量的燃料流速和取样氧(O2)浓度的相 关性的计算器；用于根据测量的燃料流速和取样A浓度的相关性来计算预测NOx排放率的 计ο本公开的第三方面提供一种包括在至少一个计算机可读介质中包含的程序代码 的计算机程序，程序代码在被运行时使计算机系统能够实现预测非连续燃天然气锅炉的氧 化氮(NOx)排放率的方法，该方法包括使用计算装置根据非连续燃天然气锅炉的操作期间 的多个取样NOx排放浓度、测量的燃料流速和取样(O2)浓度来计算NOx排放率与测量的燃 料流速和取样氧(O2)浓度的相关性；使用计算装置根据与测量的燃料流速和取样O2浓度的 相关性来计算预测NOx排放率；以及提供预测NOx排放率供用户使用。本专利技术的其它方面提供方法、系统、程序产品和使用和生成每个的方法，其中包括 和/或实现本文所述动作的部分或全部。本专利技术的说明性方面设计成解决本文所述问题的 一个或多个和/或未论述的一个或多个其它问题。附图说明通过以下结合附图的本专利技术的各个方面的具体实施方式，将会更好地理解本专利技术 的这些及其它特征，附图示出本专利技术的各个实施例，其中包括图1示出根据本专利技术的一个实施例、氧化氮(NOx)排放率的图示环境以及用于实 现氧化氮(NOx)排放率的预测监测系统的框图；图2示出根据本专利技术的一个实施例、用于预测非连续燃天然气锅炉的NOx排放率 的方法的流程图；图3示出根据本专利技术的一个实施例、用于计算NOx排放率的相关性的方法中的NOx 相关曲线；图4示出根据本专利技术的另一个实施例、用于计算NOx排放率的相关性的方法中的 NOx相关曲线；以及图5示出根据本专利技术的一个实施例、用于维护NOx排放率的预测监测系统的方法 的流程图。注意，附图可能不是按比例的。附图仅用于示出本专利技术的典型方面，因此不应当被 认为是限制本专利技术的范围。附图中，相似标号在附图与附图之间表示相似元件。具体实施例方式如上所述，本专利技术的方面提供预测的氧化氮(NOx)排放率。除非另加说明，否则本 文所使用的术语“组”表示一个或多个(即，至少一个)，并且词语“任何解决方案”表示任 何当前已知或者以后开发的解决方案。由于NOx气体的有害性质，联邦法律要求监测NOx气体以及如何记录和报告数据。 满足联邦和州法令以及与以上所述有关的全球规章要求大量时间和工作量，并且因此是高 费用的。参照图1，根据一个实施例示出用于预测在操作期间来自非连续燃天然气锅炉 100的NOx气体排放率的图示环境10。为此，环境10包括计算机系统20，它可执行预测 NOx气体排放率。具体来说，示出计算机系统20，其中包括用于NOx排放率的预测监测系统 (PEMS) 30，它使计算机系统20通过执行本文所述的过程而可操作成预测NOx气体排放率。计算机系统20示为与燃天然气锅炉100进行通信。在一个实施例中，锅炉100可 以是 Nebraska Boiler Company (Model No. N2S-7/S-100-EC0N-SH-HM)水管锅炉。锅炉 100 可以是额定热量输入容量为M4MMBtu/hr的非连续燃天然气锅炉。来自锅炉100的蒸汽可 用于使汽轮机旋转，以便模拟涡轮在电厂遇到的条件。可改变蒸汽压力、温度和湿度，以便 模拟现实世界条件，同时记录涡轮性能数据并且进行对涡轮的适当调整。在另一个实施例中，锅炉100可配备有NAT-COM低NOx燃烧器(Model No. P-244-L0G-41-2028)和烟道气体再循环设备O7GR)，供NOx排放控制。锅炉100烟道气 体例如通过高于地面大约75英尺的60英寸内径(ID)烟囱可排到大气中。在另一个实施 例中，锅炉100还可包括天然气燃料流速计34、NOx分析器120和氧分析器130。在燃料流速计34的一个实施例中，到锅炉100的天然气燃料流量例如可使用由 Emerson Process Management (Micro Motion Elite Series Model No. CMF300)所制造 的科里奥利式流量计来监测。Emerson Micro Motion MVD Model 1700流量发送器(flow transmitter)可用于将燃料流量计输出转换成单位为每小时标准立方英尺(scfh)的天然 气燃料流量。在燃料流量计34的另一个实施例中，多变量流量计可安装到锅炉100上，以 便用作后备燃料计、如Rosemount Model3095。在NOx分析器120的一个实施例中，来自锅炉100的NOx排放浓度例如可使用高级 污染监测仪(API)型号200AH化学发光分析器来监测。在氧分析器130的一个实施例中，锅炉100的烟道气体氧含量可使用例如 ^kogawa氧分析器(Model No. ZR202G)连续监测。分析器130可以是直接安装到锅炉节能 器(boiler economizer)下方的锅炉排气烟道总管(exhaust breaching)上的单点湿基原 位系统。检定校准气体(零点和满量程)可经由管道从位于锅炉100附近的校准缸引导到 传感器室。可将传感器输出发送给电子组件，其中它被转换成与烟道气体的百分比氧气成 比例的线性G-20mA)信号。此外，计算机系统20示为与用户36和系统维护器80进行通信。用户36可以是 例如编程人员、操作人员或者另一个计算机系统。本文论述这些部件与计算机系统20之间 的交互。计算机系统20示为包括处理部件22 (例如一个或多个处理器)、存储部件M (例 如存储分级结构)、输入/输出(I/O)部件26 (例如一个或多个I/O接口和/或装置)以及 通信通路28。在一个实施例中，处理部件22运行程序代码、如PEMS 30，它在存储部件M中 至少部分是固定的。在运行程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于预测非连续燃天然气锅炉（１００）的氧化氮（ＮＯ↓［ｘ］）排放率的方法，所述方法包括：使用计算装置根据所述非连续燃天然气锅炉（１００）的操作期间的多个取样ＮＯ↓［ｘ］排放浓度、测量的燃料流速和取样（Ｏ↓［２］）浓度来计算所述ＮＯ↓［ｘ］排放率与测量的燃料流速和取样氧（Ｏ↓［２］）浓度的相关性（Ｓ１）；使用所述计算装置根据与所述测量的燃料流速和所述取样Ｏ↓［２］浓度（Ｓ２）的相关性来计算预测的ＮＯ↓［ｘ］排放率（Ｓ２）；以及提供预测的ＮＯ↓［ｘ］排放率以供用户（３６）使用。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CD赫德利，BS内尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]