抑制吹扫对火电厂氮氧化物排放影响的控制系统的制作方法

本实用新型属于氮氧化物排放控制技术领域，具体涉及一种抑制吹扫对火电厂氮氧化物排放影响的控制系统。

背景技术：

火电厂是氮氧化物排放的主要来源之一，氮氧化物是形成硝酸型酸雨的基础，具有很强的毒性，对人体健康和生态环境的破坏性很大。目前，烟气脱硝是最重要的氮氧化物治理方法。一般的脱硝控制系统首先测量出实际的烟气量、烟气入口和出口的NO_x含量等，接着再结合预先设定的脱硝效率计算出需要的喷氨量，计算出的喷氨量与实际氨流量进行比较后作为喷氨调节阀的控制指令，以合理的阀门开度维持合适的氨流量。现有的SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原法)脱硝技术大多使用NO_x(氮氧化物)分析仪作为测量NO_x的仪器，但NO_x分析仪大概每四小时进行一次吹扫动作。在吹扫动作时NO_x分析仪可视为无动作，即进入“盲区”，此时无法测量NO_x的含量，导致整个脱硝系统不能精确控制喷氨量，造成喷氨过少致使氮氧化物含量升高，喷氨过量导致氨逃逸等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种能有效防止在吹扫动作时因NO_x测量不准确造成的氮氧化物升高、氨逃逸问题的抑制吹扫对火电厂氮氧化物排放影响的控制系统。

本实用新型解决问题的技术方案是：提供一种抑制吹扫对火电厂氮氧化物排放影响的控制系统，包括顺次相连的SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原法)反应器、DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)烟气量动态检测器、NO_x浓度变化量运算模块、微分整合模块、喷氨量计算模块和喷氨控制器，所述SCR反应器和NO_x浓度变化量运算模块之间设有吹扫状态信号监测器，所述DCS烟气量动态检测器和微分整合模块之间设有第一延时模块，所述SCR反应器具有A侧入口和B侧入口。

进一步地，所述第一延时模块和微分整合模块之间设有限副模块。

进一步地，所述NO_x浓度变化量运算模块包括相互连接的第一选择模块和减法模块，所述第一选择模块分别与吹扫状态信号监测器和DCS烟气量动态检测器相连，所述减法模块和微分整合模块相连。

进一步地，所述第一选择模块和DCS烟气量动态检测器之间设有第二延时模块。

进一步地，所述微分整合模块包括相互连接的加法模块和第二选择模块，所述加法模块与NO_x浓度变化量运算模块相连，所述第二选择模块分别与第一延时模块和喷氨量计算模块相连。

抑制吹扫对火电厂氮氧化物排放影响的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：在SCR反应器的A侧入口和B侧入口均无吹扫动作时，第二延时模块对DCS烟气量动态检测器检测的SCR反应器的A侧入口和B侧入口的NO_x浓度实测值分别进行滤波处理，第一选择模块分别将滤波后的SCR反应器的A侧入口和B侧入口的NO_x浓度实测值作为输入量，分别得到吹扫前A侧入口的NO_x浓度保持值和吹扫前B侧入口的NO_x浓度保持值；

步骤2：启动吹扫操作，对SCR反应器的A侧入口或B侧入口进行吹扫，此时第一选择模块将SCR反应器有吹扫动作的一侧入口的滤波后的NO_x浓度实测值作为输入量，然后减法模块用滤波后的NO_x浓度实测值减去吹扫前相应侧入口的NO_x浓度保持值得到相应侧入口的NO_x浓度变化量；

步骤3：微分整合模块对SCR反应器的A侧入口和B侧入口的NO_x浓度分别进行整合，在A侧入口进行吹扫时，将B侧入口的NO_x浓度变化量加到A侧；在B侧入口进行吹扫时，将A侧入口的NO_x浓度变化量加到B侧；

步骤4：将步骤3得到的整合后的SCR反应器的A侧入口的NO_x浓度作为前馈加入到A侧入口的喷氨量计算中，将步骤3得到的整合后的SCR反应器的B侧入口的NO_x浓度作为前馈加入到B侧入口的喷氨量计算中，并分别根据机组负荷对喷氨量进行修正，喷氨控制器根据修正后的喷氨量调节喷氨阀门开度。

进一步地，所述步骤3中：

对SCR反应器的A侧入口的NO_x浓度进行整合的方法为：在SCR反应器的A侧入口没有吹扫动作时，第二选择模块选择SCR反应器的A侧入口滤波后的NO_x实测值作为输入量；在SCR反应器的A侧入口有吹扫动作时，第二选择模块选择SCR反应器的A侧入口NO_x浓度保持值和B侧入口NO_x浓度变化量之和作为输入量，得到SCR反应器的A侧入口NO_x浓度整合值；

对SCR反应器的B侧入口的NO_x浓度进行整合的方法为：在SCR反应器的B侧入口没有吹扫动作时，第二选择模块选择SCR反应器的B侧入口滤波后的NO_x实测值作为输入量；在SCR反应器的B侧入口有吹扫动作时，第二选择模块选择SCR反应器的B侧入口NO_x浓度保持值和A侧入口NO_x浓度变化量之和作为输入量，得到SCR反应器的B侧入口NO_x浓度整合值。

进一步地，所述步骤4中对A侧入口的喷氨量的计算包括如下步骤：

4.1，计算SCR反应器的A侧入口的烟气流量V，计算公式为：

其中，W为通入SCR反应器的烟气总风量，W的单位为t/h，t/h表示吨/小时；

4.2，计算SCR反应器的A侧入口的烟气流量V中的NO_x质量流量计算公式为：

其中，C₁表示SCR反应器的A侧入口整合后的NO_x浓度，C₂表示SCR反应器的出口NO_x浓度设定值；

4.3，计算氨气的质量流量计算公式为：

4.4，对喷氨量进行修正，修正公式为：

其中，表示修正后的喷氨量，F(x)为折线函数，x表示机组负荷，F(x)的输出值根据现场机组负荷的数据分析得出，

对SCR反应器的B侧入口的喷氨量的计算方法与对A侧入口的喷氨量的计算方法相同。

进一步地，所述步骤4.3中，氨气的质量流量也能转换为体积流量转换公式为：

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型所述控制系统克服了现有技术脱硝控制策略中NO_x分析仪在吹扫过程中测量不准确，容易造成误操作导致氮氧化物排放量升高、氨逃逸的问题，本实用新型所述控制系统能有效抑制吹扫对火电厂氮氧化物排放的影响；

2、本实用新型所述的抑制吹扫对火电厂氮氧化物排放影响的控制系统能在火电厂的各类分散控制系统(DCS)中通过组态方式实现，所述控制系统已在某电厂#1、#2机组(660MW)上成功运用；

3、采用本实用新型的技术后，在吹扫操作时烟气出口氮氧化物、氨逃逸率没有明显的突变，有效抑制了因吹扫操作造成的一系列影响，减少了污染物的排放。

附图说明

图1是本实用新型所述抑制吹扫对火电厂氮氧化物排放影响的控制系统的结构示意框图；

图2是采用本实用新型所述控制系统对SCR反应器的A侧入口的NO_x浓度进行整合的方法流程示意图；

图3是采用本实用新型所述控制系统对SCR反应器的B侧入口的NO_x浓度进行整合的方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种抑制吹扫对火电厂氮氧化物排放影响的控制系统，包括顺次相连的SCR反应器、DCS烟气量动态检测器、NO_x浓度变化量运算模块、微分整合模块、喷氨量计算模块和喷氨控制器，所述SCR反应器和NO_x浓度变化量运算模块之间设有吹扫状态信号监测器，所述DCS烟气量动态检测器和微分整合模块之间设有第一延时模块，所述SCR反应器具有A侧入口和B侧入口。

所述第一延时模块和微分整合模块之间设有限副模块。

所述NO_x浓度变化量运算模块包括相互连接的第一选择模块和减法模块，所述第一选择模块分别与吹扫状态信号监测器和DCS烟气量动态检测器相连，所述减法模块和微分整合模块相连。

所述第一选择模块和DCS烟气量动态检测器之间设有第二延时模块。

所述微分整合模块包括相互连接的加法模块和第二选择模块，所述加法模块与NO_x浓度变化量运算模块相连，所述第二选择模块分别与第一延时模块和喷氨量计算模块相连。

如图2和图3所示，一种抑制吹扫对火电厂氮氧化物排放影响的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：在SCR反应器的A侧入口和B侧入口均无吹扫动作时，第一选择模块的选择信号为0，由于两侧入口NO_x实测值往往具有扰动，惯性环节第二延时模块作为滤波操作对两侧入口NO_x实测值进行滤波处理，第二延时模块对DCS烟气量动态检测器检测的SCR反应器的A侧入口和B侧入口的NO_x浓度实测值分别进行滤波处理，第一选择模块分别将滤波后的SCR反应器的A侧入口和B侧入口的NO_x浓度实测值作为输入量，分别得到吹扫前A侧入口的NO_x浓度保持值和吹扫前B侧入口的NO_x浓度保持值；

步骤2：启动吹扫操作，对SCR反应器的A侧入口或B侧入口进行吹扫，即SCR反应器的A侧入口的吹扫信号和B侧入口的吹扫信号通过一个或运算模块后再与第一选择模块相连，此时第一选择模块的选择信号为1，图2表示对SCR反应器的A侧入口进行吹扫，图3表示对SCR反应器的B侧入口进行吹扫，此时第一选择模块将SCR反应器有吹扫动作的一侧入口的滤波后的NO_x浓度实测值作为输入量，然后减法模块用滤波后的NO_x浓度实测值减去吹扫前相应侧入口的NO_x浓度保持值得到相应侧入口的NO_x浓度变化量；

步骤3：微分整合模块对SCR反应器的A侧入口和B侧入口的NO_x浓度分别进行整合，在A侧入口进行吹扫时，将B侧入口的NO_x浓度变化量加到A侧；在B侧入口进行吹扫时，将A侧入口的NO_x浓度变化量加到B侧；

如图2所示，对SCR反应器的A侧入口的NO_x浓度进行整合的方法为：在SCR反应器的A侧入口没有吹扫动作时，第二选择模块的选择信号为0，第二选择模块选择SCR反应器的A侧入口滤波后的NO_x实测值作为输入量；在SCR反应器的A侧入口有吹扫动作时，第二选择模块的选择信号为1，第二选择模块选择SCR反应器的A侧入口NO_x浓度保持值和B侧入口NO_x浓度变化量之和作为输入量，得到SCR反应器的A侧入口NO_x浓度整合值；

如图3所示，对SCR反应器的B侧入口的NO_x浓度进行整合的方法为：在SCR反应器的B侧入口没有吹扫动作时，第二选择模块的选择信号为1，第二选择模块选择SCR反应器的B侧入口滤波后的NO_x实测值作为输入量；在SCR反应器的B侧入口有吹扫动作时，第二选择模块的选择信号为1，第二选择模块选择SCR反应器的B侧入口NO_x浓度保持值和A侧入口NO_x浓度变化量之和作为输入量，得到SCR反应器的B侧入口NO_x浓度整合值。

步骤4：将步骤3得到的整合后的SCR反应器的A侧入口的NO_x浓度作为前馈加入到A侧入口的喷氨量计算中，将步骤3得到的整合后的SCR反应器的B侧入口的NO_x浓度作为前馈加入到B侧入口的喷氨量计算中，并分别根据机组负荷对喷氨量进行修正，喷氨控制器根据修正后的喷氨量调节喷氨阀门开度。

所述步骤4中对A侧入口的喷氨量的计算包括如下步骤：

4.1，计算SCR反应器的A侧入口的烟气流量V，计算公式为：

其中，W为通入SCR反应器的烟气总风量，W的单位为t/h，t/h表示吨/小时；

4.2，计算SCR反应器的A侧入口的烟气流量V中的NO_x质量流量计算公式为：

其中，C₁表示SCR反应器的A侧入口整合后的NO_x浓度，C₂表示SCR反应器的出口NO_x浓度设定值；

4.3，计算氨气的质量流量计算公式为：

4.4，对喷氨量进行修正，修正公式为：

其中，表示修正后的喷氨量，F(x)为折线函数，x表示机组负荷，F(x)的输出值根据现场机组负荷的数据分析得出，

对SCR反应器的B侧入口的喷氨量的计算方法与对A侧入口的喷氨量的计算方法相同。

所述步骤4.3中，氨气的质量流量

也能转换为体积流量转换公式为：

本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的保护范围。