火电厂脱硝上网电量的计算方法
【技术领域】：
[0001 ] 本发明涉及自动化控制技术，特别涉及一种火电厂脱硝上网电量的计算方法。
【背景技术】：
[0002] 2014年电力生产，比上年增长3. 6%。分类型看，水电发电量10661亿千瓦时，同 比增长19. 7%，占全国发电量的19. 2%，比上年提高2. 6个百分点；比上年降低3. 3个百分 点；核电、并网风电和并网太阳能发电量分别为1262亿千瓦时、1563亿千瓦时和231亿千 瓦时，同比分别增长13. 2%、12. 2%和171%，占全国发电量的比重分别比上年提高0. 2个、 0. 2个和0. 3个百分点。根据国家环保部的统计，2013年，全国氮氧化物排放量2227. 4万 吨，调查火电行业3102家，NOx排放量964. 6万t，占全国NOx排放量的43. 3%，占工业NOx 排放量的62. 4%。可见火电行业仍是NOx排放量最多的行业。因此控制火电厂行业的NOx 的污染势在必行。
[0003] 依照2012年1月1日起实施的GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》提 出了对S02、N0x、粉尘及汞的排放控制要求，自2012年1月1日起，新建火力发电锅炉及燃 气轮机组执新的排放限值；自2014年7月1日起，现有火力发电锅炉及燃气轮机组执行新 的排放限值。重点地区的火力发电锅炉及燃气轮机组执行的大气污染物特别排放限值。执 行大气污染物特别排放限值的具体地域范围、实施时间，由国务院环境保护行政主管部门 规定。目前NOx排放控制是大气污染物治理的重要内容。
[0004] 目前，国内外应用的NOx的控制途径有三种：LNB (low NOx Burner低氮燃烧 器）、SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction选择性非催化还原），SCR(Selective Catalytic Reduction)即为选择性催化还原技术。其中，SCR是目前国内火电厂最为广泛 采用的脱硝方式，是控制NOx污染的主要技术手段。
[0005] 在我国，"面对日趋强化的资源环境约束，树立绿色、低碳发展理念，以节能减排为 重点，健全激励和约束机制，加快构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式，增强可 持续发展能力。"是国家"十一五"规划的战略目标。根据国家相关标准，减少火力发电厂的 污染排放量是贯彻节能减排方针的重要途径。在火力发电厂新建脱硝系统，可大大改善电 厂污染排放量，是目前火电厂实现环保运行的主要手段。
[0006] 随着火电厂脱硝系统的建设和投运，凸现了一些新的问题。首先是火电厂自身缺 乏脱硝系统投入运营的积极性。其次电网公司缺乏脱硝系统运行监视、评估的技术手段，不 能形成闭环反馈从而促进火电厂脱硝系统运行的有效控制。最后电网公司和火电厂之间不 能进行脱硝时段上网电量的核算，从而极大地阻碍了脱硝系统的市场化运营。
【发明内容】
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[0007] 本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的缺陷，提供了一种能推进脱硝工作 的规范化、市场化、法律化的火电厂脱硝上网电量的计算方法。
[0008] 为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：
[0009] 火电厂脱硝上网电量的计算方法，包括以下步骤：
[0010] 1)计算脱硝装置NOx脱除量：利用烟气排放连续监测系统实时采集火电厂脱硝装 置前及脱硝装置后的NOx浓度及烟气流量数据，计算NOx脱除量如下：
[0011] NOx 脱除量（kg/h) = 0· 001 X ((SCR 进口 NOx 平均浓度（mg/Nm3) -SCR 出口 NOx 平 均浓度（mg/Nm3)) X 烟气量（kNm3/h);
[0012] 2)计算脱硝剂理论最小投入量：利用火电厂分布式控制系统及烟气排放连续监 测系统采集机组运行过程中的烟气流量，生成烟气的NOx浓度，同时依据GB13223-2011规 定的NOx允许排放值，计算脱硝剂理论最小投入量；
[0013] 3)根据计算量及采集的实时数据判断是否为有效脱硝，有效脱硝的指标为：
[0014] a)脱硝装置的NOx脱除量小于脱硝装置设计容量；
[0015] b)利用火电厂分布式控制系统采集机组运行过程中脱硫剂流量，并满足脱硝剂流 量大于脱硝剂理论最小投入量；
[0016] c)脱硝装置出口 NOx浓度小于GB13223-2011要求；
[0017] d)利用火电厂分布式控制系统采集机组运行过程中脱硝装置挡板状态，并满足 SCR反应器出口、入口挡板全开；
[0018] 若统计时间段内火电机组运行同时满足上述要求，则火电机组烟气NOx排放合 格，脱硝电量计入有效脱硝电量；
[0019] 若统计时间段内火电机组运行不满足上述任意一项要求，则火电机组烟气NOx排 放不合格，脱硝电量计入无效脱硝电量；
[0020] 4)计算无效脱硝电量，处于无效脱硝状态的机组的上网电量定义为无效脱硝电 量；电能量计费系统以每N分钟间隔采集电量数据，分布式控制系统以秒级间隔采集机组 有功功率，同时根据步骤4)判断脱硝状态，进而计算无效脱硝电量，其中，N不大于60分 钟；
[0021] 5)计算脱硝上网电量，脱硝上网电量=总电量-无效脱硝电量。
[0022] 本发明进一步的改进在于：所述的步骤2)计算脱硝剂理论最小投入量是采用如 下方法得到的：
[0023] 脱硝剂氨流量理论最小投入量按如下公式确定：
【主权项】
1. 火电厂脱硝上网电量的计算方法，其特征在于，包括w下步骤： 1) 计算脱硝装置NOx脱除量；利用烟气排放连续监测系统实时采集火电厂脱硝装置前 及脱硝装置后的NOx浓度及烟气流量数据，计算NOx脱除量如下： NOx脱除量化g/h) = 0. 001X((SCR进口NOx平均浓度（mg/Nm3) -SCR出口NOx平均浓 度（mg/NnO)X烟气量（kNm3/h); 2) 计算脱硝剂理论最小投入量：利用火电厂分布式控制系统及烟气排放连续监测系 统采集机组运行过程中的烟气流量，生成烟气的NOx浓度，同时依据GB13223-2011规定的 NOx允许排放值，计算脱硝剂理论最小投入量； 3) 根据计算量及采集的实时数据判断是否为有效脱硝，有效脱硝的指标为： a) 脱硝装置的NOx脱除量小于脱硝装置设计容量； b) 利用火电厂分布式控制系统采集机组运行过程中脱硫剂流量，并满足脱硝剂流量大 于脱硝剂理论最小投入量； C)脱硝装置出口NOx浓度小于GB13223-2011要求； d)利用火电厂分布式控制系统采集机组运行过程中脱硝装置挡板状态，并满足SCR反 应器出口、入口挡板全开； 若统计时间段内火电机组运行同时满足上述要求，则火电机组烟气NOx排放合格，脱 硝电量计入有效脱硝电量； 若统计时间段内火电机组运行不满足上述任意一项要求，则火电机组烟气NOx排放不 合格，脱硝电量计入无效脱硝电量； 4) 计算无效脱硝电量，处于无效脱硝状态的机组的上网电量定义为无效脱硝电量；电 能量计费系统W每N分钟间隔采集电量数据，分布式控制系统W秒级间隔采集机组有功功 率，同时根据步骤4)判断脱硝状态，进而计算无效脱硝电量，其中，N不大于60分钟； 5) 计算脱硝上网电量，脱硝上网电量=总电量-无效脱硝电量。
2. 根据权利要求1所述的火电厂脱硝上网电量的计算方法，其特征在于：所述的步骤 2)计算脱硝剂理论最小投入量是采用如下方法得到的： 脱硝剂氨流量理论最小投入量按如下公式确定：
式中；Qmi。一一标准状态下脱硝剂流量理论最小值，mVh; V,一一标准状态下气体的摩尔体积，值等于22. 4,L/mol; NOXi。--WN02计，在干基标态及6% 0 2状态下，机组SCR进口NOx排放浓度，mg/m3; Feh--在干基标态及6%化状态下，机组烟画入口总烟气流量，km; Mn〇2--N02的摩尔质量，g/mol; N0x",--GB13223允许的NOx排放浓度，mg/m3; Cl--脱硝剂流量测量误差修正系数； 写2 -一烟气流量测量误差修正系数； 写3-一氮氧化物浓度测量误差修正系统。
3. 根据权利要求1所述的火电厂脱硝上网电量的计算方法，其特征在于：所述的步骤 4)中计算无效脱硝电量是采用如下方法得到： 电能量计费系统W每N分钟间隔采集电量数据，采用W下公式计算每N分钟内的无效 脱硝电量D;
(2) 其中： Pit-一由数据处理得到的机组处于无效脱硝状态时的瞬时功率； Pt--从脱硝RTU采集到的机组瞬时功率；ti一一机组处于无效脱硝状态的持续时间； E,一一从电能量计费系统获取的机组每N分钟电量。
【专利摘要】本发明公开了一种火电厂脱硝上网电量的计算方法，包括计算火电厂运行过程中脱硝装置脱除的NOx量，计算理论脱硝剂最小投入量，根据计算量及采集的实时数据判断是否为有效脱硝，计算无效脱硝电量，进而计算脱硝上网电量。利用本发明提供的火电厂脱硝上网电量的计算方法，为电网公司和火电厂之间建立一个脱硝系统运行管理的闭环反馈信息通道提供了可能。有利于规范并网火电厂的脱硝管理和购售电合同管理，为政府职能部门提供污染物排放统计数据和监管依据，对改善大气质量、保护生态环境将发挥积极作用；同时，也对推进脱硝工作的规范化、市场化、法律化提供了技术支撑。
【IPC分类】G01R22-00
【公开号】CN104793050
【申请号】CN201510197031
【发明人】王智微, 王忠杰, 马朋波, 李颖杰, 陈 胜
【申请人】西安西热电站信息技术有限公司, 贵州电网公司电力调度控制中心
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月23日