尿素水解产品气流量控制方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及尿素水解产品气流量控制领域，尤其是涉及一种尿素水解产品气流量控制方法、系统及装置。

背景技术

近年来，尿素水解制氨系统越来越被广泛应用于燃煤电站SCR系统的脱硝工艺中，其主要设备有尿素溶解罐、尿素溶液储罐以及尿素水解反应器等，电厂尿素水解制氨工艺中给料尿素溶液质量分数一般为40％～60％，通过调控尿素水解反应器中的温度、压力等运行参数实现NH3产品气的稳定获取，尿素水解制氨工艺的固有特点导致从尿素溶液泵入水解反应器到产品气的生成存在较大的时间迟滞。

选择性催化还原脱硝(SCR)技术基于其技术成熟高、脱硝率高、可靠性好以及二次污染小等优势，已经成为国内外燃煤机组最广泛应用的烟气脱硝技术。SCR烟气脱硝反应的脱硝效率直接取决于烟气中NOx与NH3的混合匹配度(达到理想当量比)，理论上稳定状态下理想氨氮当量比可以得到较好的控制，然而SCR系统在实际运行时会仪表测量特性、煤质、锅炉负荷和燃烧条件等因素的影响，系统呈现出非线性、大迟滞等特点，这直接导致SCR系统入口NOx浓度在短时间内极易发生较大变化，进而导致SCR系统在运行中所需的实时氨量会发生较大变化。

由此，配备尿素水解系统的SCR系统在运行中普遍存在“尿素水解制氨大迟滞-SCR系统氨需求量实时变化”的运行特点。可见，实现尿素水解工艺下产气侧的超前调控具有重要意义，可以实现尿素水解产气侧较好的变工况跟随特性，不仅有助于出口NOx浓度定值控制，而且可以降低尿素使用量，降低系统氨逃逸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尿素水解产品气流量控制方法、系统及装置，旨在解决尿素水解产品气流量控制。

本发明提供一种尿素水解产品气流量控制方法，包括：

S1、基于机组连续运行数据建立耦合炉内低氮燃烧参数的NOx浓度来源状态预估器，得到超前预测的NOx浓度来源量；

S2、计算获得尿素水解系统产气侧的超前需求量；

S3、根据超前需求量控制蒸汽阀门开度来实现尿素水解产品气流量控制。

本发明还提供一种尿素水解产品气流量控制系统，包括：

预测模块，用于基于机组连续运行数据建立耦合炉内低氮燃烧参数的NOx浓度来源状态预估器，得到超前预测的NOx浓度来源量；

计算模块，用于计算获得尿素水解系统产气侧的超前需求量；

控制模块，用于根据超前需求量控制蒸汽阀门开度来实现尿素水解产品气流量控制。

采用本发明实施例，可以实现尿素水解产品气流量控制。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明实施例的尿素水解产品气流量控制方法的流程图；

图2是本发明实施例的尿素水解产品气流量控制方法的控制单元示意图；

图3是本发明实施例的尿素水解产品气流量控制方法的预测结果示意图；

图4是本发明实施例的尿素水解产品气流量控制系统的示意图；

图5是本发明实施例的尿素水解产品气流量控制装置的流示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

方法实施例

根据本发明实施例，提供了一种尿素水解产品气流量控制方法，图1是本发明实施例的尿素水解产品气流量控制方法的流程图，如图1所示，具体包括：

S1、基于机组连续运行数据建立耦合炉内低氮燃烧参数的NOx浓度来源状态预估器，得到超前预测的NOx浓度来源量；

S2、计算获得尿素水解系统产气侧的超前需求量；

S3、根据超前需求量控制蒸汽阀门开度来实现尿素水解产品气流量控制。

S1具体包括：采用多元线性回归方法建立耦合炉内低氮燃烧参数的NOx浓度来源状态预估器，得到超前预测的NOx浓度来源量，所述低氮燃烧参数包括：总风量、总煤量、上层二次风量、上层OFA风量、烟气流量和机组负荷。

S2具体包括：计算

获得尿素水解系统产气侧的超前需求量，计算公式如下：

式中：Q为产品气超前需求量；C

S3具体包括：根据超前需求量控制蒸汽阀门开度来实现尿素水解产品气流量控制，并将实测的尿素水解产品气流量进行反馈。

图2是本发明实施例的尿素水解产品气流量控制方法的控制单元示意图；

一种快速响应炉内燃烧调整的尿素水解制氨控制系统，安装于燃煤电站尿素水解系统，实现尿素水解系统产气侧较好的变工况跟随特性。

由超前控制预测单元、常规控制单元两大部分组成。

首先数学分析方法建立耦合炉内低氮燃烧参数的NOx浓度来源状态预估器，并在监测NOx浓度实测参数的基础上，计算获得尿素水解系统产气侧的超前需求量。

首先数学分析方法建立耦合炉内低氮燃烧参数的NOx浓度来源状态预估器，并在监测NOx浓度实测参数的基础上，计算获得尿素水解系统产气侧的超前需求量。

多元线性回归方法、神经网络方法，NOx浓度来源状态预估器的输入变量为炉内的低氮燃烧参数，包括总风量、总煤量、上层二次风量、上层OFA风量、烟气流量、机组负荷，其输出变量为超前预测的NOx浓度来源量。

包括多元线性回归方法、神经网络方法，NOx浓度来源状态预估器的输入变量为炉内的低氮燃烧参数，包括总风量、总煤量、上层二次风量、上层OFA风量、烟气流量、机组负荷，其输出变量为超前预测的NOx浓度来源量。

控制器为PID单回路控制器或串级PID控制器，执行机构为蒸汽阀门开度，反馈信号为实测的尿素水解产品气流量。

具体实施例：

本实施例针对某350MW燃煤机组SCR脱硝系统，炉侧为前后墙对冲锅炉，该机组采用尿素水解制氨工艺，本发明所公开的一种快速响应炉内燃烧调整的尿素水解制氨控制系统下装于外挂PLC中，并基于Modbus 485通讯方式与机组发生稳定的数据交互，其整体设计方案如图2所示。本实施例中，一种快速响应炉内燃烧调整的尿素水解制氨控制系统，具体由超前控制预测单元、常规控制单元两大部分组成。

首先基于机组连续运行数据(包括总风量、总煤量、上层二次风量、上层OFA风量、机组负荷、烟气流量、时间标签)，采用多元线性回归方法建立耦合炉内低氮燃烧参数的NOx浓度来源状态预估器，得到超前预测的NOx浓度来源量。

图3是本发明实施例的尿素水解产品气流量控制方法的预测结果示意图；

随后根据计算获得尿素水解系统产气侧的超前需求量，其特征是产品气超前需求量计算方法如下：

式中：Q为产品气超前需求量；C

在本实施例中，k

对于常规控制单元，控制器采用单回路PID控制器，被调量为尿素水解产品气流量，执行机构为蒸汽阀门开度，反馈信号为实测的尿素水解产品气流量。

本发明公开一种快速响应炉内燃烧调整的尿素水解制氨控制系统，首先基于数学分析方法建立耦合炉内低氮燃烧参数的NOx浓度来源状态预估器，随后结合NO

系统实施例

根据本发明实施例，提供了一种尿素水解产品气流量控制系统，图4是本发明实施例的尿素水解产品气流量控制系统的示意图，如图4所示，具体包括：

尿素水解产品气流量控制系统，包括，

预测模块，用于基于机组连续运行数据建立耦合炉内低氮燃烧参数的NOx浓度来源状态预估器，得到超前预测的NO

计算模块，用于计算获得尿素水解系统产气侧的超前需求量；

控制模块，用于根据超前需求量控制蒸汽阀门开度来实现尿素水解产品气流量控制。

预测模块具体用于：采用多元线性回归方法建立耦合炉内低氮燃烧参数的NO

计算模块具体用于：

获得尿素水解系统产气侧的超前需求量，计算公式如下：

式中：Q为产品气超前需求量；C

控制模块具体用于：根据超前需求量控制蒸汽阀门开度来实现尿素水解产品气流量控制，并将实测的尿素水解产品气流量进行反馈。

本发明实施例是与上述方法实施例对应的系统实施例，各个模块的具体操作可以参照方法实施例的描述进行理解，在此不再赘述。

装置实施例一

本发明实施例提供一种尿素水解产品气流量控制装置，如图5所示，包括：存储器50、处理器52及存储在存储器50上并可在处理器52上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的步骤。

装置实施例二

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有信息传输的实现程序，程序被处理器52执行时实现上述方法实施例中的步骤。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换本发明各实施例技术方案，并不使相应技术方案的本质脱离本方案的范围。