CN108905554A - 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 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种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。
Description
技术领域
本发明属于火力发电厂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。
背景技术
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,本发明提出将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。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明提供一种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,本发明提供一种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发明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发明的一些实施例,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是本发明方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
请参见图1,本发明提供一种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全负荷全时间段都能实现达标排放
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
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S2中,SCR入口烟气中氨气浓度的计算方法为:
4.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%。
5.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。
6.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,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:
其中:TACT为DCS实时显示SCR入口实际运行的烟气温度。
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