大数据技术在火电厂SCR脱硝系统中的应用

针对SCR脱硝系统过量喷氨造成的运行成本升高,催化剂寿命降低,空预器阻塞风险加大等问题,提出应用大数据分析及建模技术解决脱硝系统现存问题的解决方案,主要包括应用大数据挖掘及建模技术,对SCR系统最优喷氨量、催化剂寿命及实时活性、空预器差压及阻塞风险等进行算法设计及智能预测,同时依据所设计算法搭建了对应的大数据智慧环保平台,并对该平台建设方案、系统架构及应用效果进行了说明。通过对平台应用前后SCR脱硝系统的经济效益对比可知,该平台的应用大幅的降低了系统运行成本,提高了企业综合经济效益。作为大数据技术在SCR脱硝领域的有益尝试,该平台的研发实现了“互联网+”在脱硝领域的新突破,为火电脱硝行业的发展指明了新的方向。     

面向NOx脱除率优化的烟气脱硝CFD仿真研究

烟气脱硝的技术关键是还原剂与烟气混合要尽可能均匀,混合气体通过催化剂层时速度分布要尽可能均匀.以600 MW超临界燃煤火力电站烟气脱硝(DeNOx)系统为对象,对还原剂氨和烟气的混合过程进行了计算流体力学仿真,研究了关键导流板对喷氨格栅前烟气速度分布和催化剂入口处烟气速度分布的影响,并确定其尺寸及安装位置.为提高催化剂入口氨浓度分布的均匀性,根据喷氨格栅处烟道截面速度分布特点,通过仿真寻优,得到了非均匀喷氨流量设定值.     

一种新型喷氨嘴布置优化设计方法

我国SCR脱硝技术仅有25年应用历史,在对原有火电机组进行SCR脱硝工程改造时,存在因空间受限导致的还原剂混合距离过短,有时没有空间安装用于保证催化剂入口氨浓度分布一致性的混合格栅,导致氨逃逸浓度和脱硝效率难以达到设计指标。针对这些问题,提出了一种适用于空间受限烟气脱硝装置的新型喷氨嘴布置优化设计方法。具体地,采用计算流体力学仿真软件ANSYS 17.1,对某150 MW机组半π式脱硝装置的氨浓度分布场进行数值模拟,寻优喷氨嘴位置与喷氨方向,使催化剂入口氨浓度的相对标准差满足预设标准。     

600MW机组SCR系统环保指标及其经济性分析

在SCR脱硝系统运行中,氨气的喷入量应根据SCR反应器出口NOx浓度及保证的脱硝效率通过喷氨调节门进行调节。本文就某电厂2×600MW机组SCR系统实际运行情况进行分析计算,结合实际运行经验,探讨不同的负荷阶段不同的燃烧调整方案,供氨单耗实际情况。说明降低脱硝系统喷氨量要通过日常燃烧调整、设备定期维护等方法以降低脱硝入口NOx含量、氨气逃逸率等来实现,提高系统运行的经济性。     

SCR脱硝系统PCA-HPSO-SVR大数据建模研究

燃煤火电厂中的选择性催化还原(SCR)脱硝系统无法实现喷氨量的精确控制,SCR脱硝系统模型的可靠性直接关系到脱硝系统控制和运行的可靠性。通过挖掘现场海量的实际运行数据,对采用大数据建模理论建立的脱硝系统模型、SCR脱硝反应系统及现阶段存在的问题进行了研究。通过理论和实际运行情况分析,确定模型输入、输出需采集的变量。采用滑动窗口法提取稳态工况数据,利用主成分支持向量机回归(PCA-SVR)方法进行建模。对标准粒子群算法进行改进,采用混合粒子群算法(HPSO)对模型参数进行优化。结果表明,利用HPSO优化的脱硝系统PCA-SVR模型具有较高的预测精度和泛化能力。所建模型为下一步脱硝系统的优化运行以及喷氨量的精确控制奠定了基础。     

烟气脱硝喷氨量SA-RBF神经网络最优控制

对于选择性催化还原(SCR)烟气脱硝装置喷氨量的精确控制,传统PID控制器的参数是基于设计负荷预先整定,在变工况下系统呈现出强非线性和滞后性,难以确保最佳控制量.通过引入动态结构的RBF神经网络,利用敏感度法来增加和删除神经元,解决RBF神经网络结构过大或过小的问题,保证预测网络结构的精度.该网络综合学习SCR脱硝装置主要相关参数,以NOx排放量与设定值之间误差最小作为训练信号,实现喷氨量的最优控制.实验结果表明,在变工况下,此方案与传统PID相比,能满足SCR出口NOx排放量,有效减少了氨气逃逸量,具有良好的变工况适应能力.     

变论域模糊控制器单元机组SCR烟气脱硝控制研究

SCR烟气脱硝系统的脱硝率由喷氨量来控制,而喷氨流量控制系统控制喷氨量,因此,优化喷氨流量控制系统能有效提高脱硝率;设计了一种基于变论域的模糊控制器来实现喷氨量的优化控制,并采用 MATLAB 仿真软件对此控制方案进行仿真,并与传统的控制方案的结果进行对比分析;结果表明,基于变论域的模糊控制喷氨流量系统相对于传统的PID控制,其超调小,且鲁棒性较强,有效地提高了控制品质。     

SCR烟气脱硝系统鲁棒抗干扰控制研究

选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)技术是目前火电厂广泛采用的烟气脱硝方法,SCR脱硝系统反应过程复杂,具有大惯性、大迟延、强扰动和不确定性等特点,传统的PID控制无法实现喷氨量的精确控制。因此提出了一种SCR脱硝系统的鲁棒抗扰动控制方法,在设计鲁棒PID控制器的基础上,利用鲁棒时滞滤波器来达到抑制系统强干扰的目的。仿真实验表明,鲁棒时滞滤波器的加入改善了系统的动态性能,同时使得系统具有突出的抗干扰能力。该方法结构简单、整定方便、鲁棒性好,值得在工程应用中推广。     

燃煤机组SCR脱硝系统预测控制研究与应用

燃煤机组SCR脱硝系统被控对象具有长时滞、非线性的复杂热工特性，在机组运行工况变化时，传统脱硝控制策略难以实现精确喷氨，导致NOx浓度波动大，易出现超量喷氨、脱硫出口NOx浓度超标的问题，提出了变权重预测控制策略，通过应用预测控制补偿SCR出口NOx浓度变化的滞后，提升控制系统的设定值跟踪能力，降低了氨逃逸水平。山西河曲二期#3机组工程应用表明：系统在稳定负荷、快速变负荷以及启停制粉系统的条件下，均能将SCR出口及脱硫出口的NOx浓度控制在合理范围内。     

燃煤发电厂高温高尘烟气流速静电测量技术研究

高温烟气流速(流量)是实现燃煤电厂选择性催化还原脱硝(SCR)过程优化控制的关键参数之一,提高烟气流量测量的准确性对于提高SCR系统脱硝系统效率和控制NOX排放浓度具有重要意义。针对燃煤电厂烟气管道管径大、截面速度分布不均匀、含尘量高等特点,利用烟道内飞灰颗粒起电,开展了基于静电原理的SCR区高温高尘烟气流速测量方法研究。开发了接触式棒状静电互相关高温烟气流速测量系统,在实验室输送带装置上进行了性能实验评价研究,并对某330 MW燃煤机组锅炉脱硝系统入口烟气流量进行了现场测试。试验结果表明在3.1 m/s^43.6 m/s速度范围内,速度相对误差优于4.8%,重复性误差小于4.1%,验证了静电法烟气流量测量方法的可行性和准确性,并适用于高温高尘烟气恶劣现场环境,为开发新型可靠的高温烟气流速在线测量系统提供了技术基础。     

SCR脱硝法氨气控制系统分析和改进

烟气脱硝在燃煤工厂越来越受到重视,由于选择性催化还原法SCR用的是氨气和氧气在催化剂的作用下与烟气中的氮氧化物发生反应来脱硝,而氨气释放量是其中很重要的控制因素。以往都是控制释放氨气的调节阀尺寸来控制氨气释放量,有很多不便之处。本文提出一种新的控制思路,克服以往控制方式的缺点。     

300MW燃煤锅炉低氮燃烧器改造研究

由于新环保标准《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）的公布,国家对环保要求越来越严格,为更好地达到环保要求以及进一步降低脱硝运行成本,经过调研及针对电厂目前燃煤情况,对某电厂300MW燃煤锅炉进行了低氮燃烧器改造的必要性与可行性的研究分析,决定采用某锅炉厂新研发的多维深度分级燃烧系统,并实施了低氮燃烧器技术改造。 为了考察新型低氮燃烧系统改造后的运行状态,以及为电厂日常运行寻找最佳工况,依据国家以及行业相关标准进行多维深度分级燃烧系统（多维深度分级）的调试,进行制粉系统试验和燃烧优化调整试验,通过一系列的磨煤机出力特性试验、磨煤机分离器挡板特性试验、煤粉细度调整试验,还有习惯工况下变氧量试验、变高位燃尽风量试验、变高位燃尽风摆角试验、变氧试验、磨煤机投运组合试验、变低位燃尽风量试验、变夹心风量试验、二次风配风方式试验、负荷特性试验、空预器漏风测试等一系列试验,优化低氮燃烧器的燃烧调整,寻找较优运行工况,优化锅炉燃烧状况,更好地实现脱硝反应器前入口烟气中NOx含量低于300mg/Nm3的排放要求,延长昂贵的SCR反应器中金属催化剂的寿命,进一步降低SCR脱硝装置的运行成本,实现节能降耗,令锅炉燃烧更加地稳定、可靠与经济,防止出现水冷壁严重结焦和大屏严重挂焦问题,提高锅炉效率,达到了改造目标。     

火电SCR脱硝系统混合与均流CFD仿真

火电烟气脱硝系统能否达到高脱硝率与低氨气逃逸率,很大程度上取决于进入脱硝反应器之前烟气中的氮氧化物与还原剂氨气混合均匀程度和烟气速度分布。为此,需在脱硝反应器之前的烟道内安装烟气-氨混合器、导流板均流装置。采用计算流体力学仿真软件对烟道中的流态进行了仿真,结果表明,格栅型混合器的使用能够增强气体径向混合,改善烟气与氨气混合的均匀程度;在烟道转弯处加入导流板可以明显减少出口速度分布偏差。所用计算流体力学仿真软件可以给出烟道内任意位置的速度和浓度可视化输出,在经过流态模型实验的验证后,这些信息可以成为烟道内混合与均流装置优化设计的依据。     

烟气脱硝工程的热态调试分析

阐述了选择性催化还原(SCR)脱硝技术的原理和系统组成,并以滇东雨汪能源有限公司滇东第二发电厂2×600mW机组2号烟气脱硝系统为例,阐述了SCR烟气脱硝工程的热态调试过程,分析了调试过程中值得注意的问题,以便为类似的脱硝工程调试提供参考。     

ForceControl在工业锅炉脱硫脱硝上的应用

由于火力发电下的锅炉会产生大量含有硫和硝的化学物质,这些化学物质会随烟气排入到大气当中,对空气造成严重的污染,所以在火力发电中会加入各种设备对废气进行脱硫脱硝处理。为了能够实时检测到各种设备的运行状态以及当前烟气的排放状态,会在上位机应用组态软件进行实时监控。