垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制方法和及相关装置

技术领域

本申请涉及烟气脱硝技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制方法、控制装置、垃圾焚烧系统和计算机可读存储介质。

背景技术

经过近些年的发展，我国垃圾焚烧发电技术进入以层燃技术为主流的环境约束焚烧发展阶段，焚烧余热得到了有效利用，但焚烧过程会排放NOx有害物质，是光化学污染的主要来源，须实现脱除NOx处理（脱硝）以达标排放。而随着国家对大气污染控制要求的日趋严格，多地已将脱硝标准由国标GB2014-18485的日均NOx≤250 mg/Nm

目前炉内脱硝技术脱硝剂的投加量根据烟囱处采集的NOx浓度与排放标准对比，以判断是否需要调整其投放量。但是，烟气在漫长的烟道中经过了多道其他处理工序，到达烟囱时所采集到的NOx浓度可能已是5分钟前炉膛的信息，而炉膛的烟气NOx成分以每2-5秒钟的速率快速变化，以烟囱浓度作为反馈条件调整脱硝剂的投加量既不准确也具有明显的滞后。

发明内容

本申请解决的技术问题是提供一种垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制方法、控制装置、垃圾焚烧系统和计算机可读存储介质，能够准确控制垃圾焚烧系统中脱硝剂的投加量。

为解决上述技术问题，本申请所采用的一个技术方案是：提供一种垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制方法，包括：

根据蒸汽量负荷、二次风风量、投料温度、SNCR投运比例、NOx排放指标以及垃圾焚烧量分别确定对应的6个调控参数A、B、C、D、E和F；

根据公式（1）获得脱硝剂的投加量S，并按所述投加量S投加脱硝剂；其中m为所述脱硝剂相关的系数；

S=(A*E*F*(B+C)*(2-D))/800m（1）

以预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件；

若是，则按照预设规则调整所述投加量，并返回至所述以预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件的步骤；

否则，保持所述投加量不变，并返回至所述以预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件的步骤。

为解决上述技术问题，本申请所采用的另一个技术方案是：提供一种垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制装置，包括：

获取模块，用于根据蒸汽量负荷、二次风风量、投料温度、SNCR投运比例、NOx排放指标以及垃圾焚烧量分别确定对应的6个调控参数A、B、C、D、E和F；

投加模块，用于根据所公式（1）获得脱硝剂的投加量S，并按所述投加量S投加脱硝剂；其中m为所述脱硝剂相关的系数；

S=(A*E*F*(B+C)*(2-D))/800m（1）

调整模块，用于以预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件；在判定为是时按照预设规则调整所述投加量，并返回至所述以预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件的步骤；以及在判定为否时保持所述投加量不变，并返回至所述以预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件的步骤。

为解决上述技术问题，本申请所采用的另一个技术方案是：提供一种垃圾焚烧系统，包括存储器、处理器和脱硝装置，所述存储器存储有程序指令，所述处理器分别与所述存储器和所述脱硝装置耦接，并用于执行所述程序指令以利用所述脱硝装置实现上述技术方案所述的垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制方法。

为解决上述技术问题，本申请所采用的另一个技术方案是：提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有程序指令，所述程序指令用于被处理器执行时实现上述技术方案所述的垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制方法。

本申请的有益效果是：相对于现有技术的情况，本申请提供的垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制方法，首先根据蒸汽量负荷、二次风风量、投料温度、SNCR投运比例、NOx排放指标以及垃圾焚烧量分别确定对应的6个调控参数A、B、C、D、E和F；然后根据公式S=(A*E*F*(B+C)*(2-D))/800m获得脱硝剂的投加量S，并按投加量S投加脱硝剂，其中m为所述脱硝剂相关的系数；然后以预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件，在满足时按照预设规则调整所述投加量，并返回至以预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件的步骤；不满足时保持所述投加量不变，并返回至以预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件的步骤。本申请在确定脱硝剂的投加量时将垃圾焚烧过程中的多个实时参数纳入计算过程，使得初始获得的脱硝剂的投加量与垃圾焚烧的实时条件强相关，对应了更准确的烟气脱硝需求，再根据最后端NOx实时测定值对投加量进行实时动态调整，能够获得更为准确的脱硝剂投加量，提高脱硝效果和脱硝效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，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。其中：

图1为本申请垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制方法一实施方式的流程示意图；

图2为垃圾焚烧系统的简单示意图；

图3为图1中步骤S13一实施方式的流程示意图；

图4为本申请垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制方法另一实施方式的流程示意图。

实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制方法一实施方式的流程示意图，该控制方法包括如下步骤S11-S13。

步骤S11，根据蒸汽量负荷、二次风风量、投料温度、SNCR投运比例、NOx排放指标以及垃圾焚烧量分别确定对应的6个调控参数A、B、C、D、E和F。

请参阅图2，为垃圾焚烧系统的简单示意图，垃圾焚烧产生的烟气由焚烧炉21进入烟道之后，先由脱硝装置22对烟气进行脱硝，再经换热装置23将热量带走进行发电利用，再经脱酸装置24脱除烟气中的酸性气体，再经除尘装置25除去烟气中的粉尘，然后经鼓风机进入烟囱26，以排放至大气环境中。也就是说，烟气经过的第一道工序即为脱硝，脱硝装置22将脱硝剂喷射进烟气中进行脱硝过程，即脱硝剂在烟道中与烟气发生一系列化学反应，与烟道内的温度、气氛等环境条件强相关，而此处烟道最接近焚烧炉，使得垃圾焚烧过程的实时参数对脱硝过程产生强烈影响。这些实时参数包括蒸汽量负荷、二次风风量、投料温度、SNCR投运比例、以及垃圾焚烧量，本实施方式根据这些参数均确定对应的调控参数A、B、C、D和F，以将焚烧过程的实时参数纳入确定脱硝过程所需脱硝剂的投加量的考虑范围。

同时，随着环保标准的变化，NOx排放指标也会发生变化，即脱硝剂的投加量必然与NOx排放指标相关，本实施方式还引入对应调控参数E，以更准确地控制脱硝剂的投加量。

具体地，可根据经验提前设置蒸汽量负荷、二次风风量、投料温度、SNCR投运比例、NOx排放指标以及垃圾焚烧量与调控参数A、B、C、D、E和F各自对应的映射表，根据具体的焚烧条件，对映射表中确定这些调控参数A、B、C、D、E和F。

在具体的映射表中，A随蒸汽量负荷的增加而增加，B为二次风风量与风量系数的乘积，且风量系数随二次风风量的增加而减少，C为投料温度与温度系数的乘积，且温度系数随投料温度的增加而增加，D随SNCR投运比例的增加而增加，E随NOx排放指标的增加而减少，F随垃圾焚烧量的增加而增加。

步骤S12，根据公式（1）获得脱硝剂的投加量S，并按投加量S投加脱硝剂。

S=(A*E*F*(B+C)*(2-D))/800m（1）

其中，m为与脱硝剂相关的系数，优选设置为0.5至1之间的数字，和具体使用的脱硝剂的成分相关。

从公式（1）可以看出，投加量S分别随调控参数A、E、F的增加而增加，表明投加量分别随着蒸汽量负荷、NOx排放指标、垃圾焚烧量的增加而增加。还可以看出，风量系数随二次风风量的增加而减少，且本实施方式控制二次风风量与风量系数的乘积即调控参数B稳定保持在一个较窄的数值范围内，使得投加量S随二次风风量的变化而不会发生明显的变化，因为调控参数B主要与脱硝过程中的氧含量相关，需要保持的氧含量较稳定。还可以看出，温度系数随投料温度的增加而增加，使得投料温度与温度系数的乘积即调控参数C随投料温度的增加会更明显的增加，使得投加量S随投料温度的增加而增加，因为温度增加会导致脱硝剂因分解而更快速消耗。

SNCR是传统的脱硝方式，本申请使用的脱硝剂是不同于SNCR的方式，在本申请脱硝系统中，在获得脱硝剂投加量时需要将SNCR相关的因素去除，使得投加量S随NCR投运比例的增加而增加。

步骤S13，以预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件。

根据步骤S12计算出的投加量S比较准确地反映了当前的焚烧过程所需的脱硝剂的投加量，但据此投加脱硝剂之后，NOx浓度不一定满足排放标准，而且随着焚烧的进行，NOx浓度实时发生着变化，需要对其进行动态监控，以对投加量进行微调，保持、增加、或者减少脱硝剂的投加量，以确保始终符合排放标准。本实施方式设置一个预设频率，例如每30秒获得一个NOx测定值，预设条件即为与排放标准相关的条件，根据判断结果确定下一步的操作。若判断结果为是，则执行下述步骤S14，否则执行下述步骤S15。

步骤S14，按照预设规则调整投加量，并返回至步骤S13。

本实施方式设置NOx测定值满足预设条件时，不符合排放标准，需要对投加量进行调整，调整之后，仍然回到步骤S13，在设定频率对应的时间点再次判断是否符合条件。

步骤S15，保持投加量不变，并返回至步骤S13。

同理，NOx测定值不满足预设条件时，符合排放标准，不需要对投加量进行调整，则保持投加量不变，同时仍然回到步骤S13，在设定频率对应的时间点再次判断是否符合条件。

从化学反应角度，NOx的实时测定值与垃圾成分、焚烧炉的负荷、二次风风量、温度等因素相关，上述参数的采集具有实时性。本实施方式通过对上述垃圾焚烧过程中的多个实时参数纳入计算，使得脱硝剂的初始投加量与垃圾焚烧的实时条件强相关，投加量响应的灵敏度显著提升，对应了更准确的烟气脱硝需求，再根据最后端NOx实时测定值对投加量进行动态调整，确保始终符合排放标准，获得更为准确的脱硝剂投加量，提高脱硝效果和脱硝效率。

在一些实施方式中，请参阅图3，图3为图1中步骤S13一实施方式的流程示意图，可通过如下步骤判断NOx测定值是否满足预设条件。

步骤S31，以预设频率获取NOx测定值减去NOx排放指标得到的差值，并判断差值是否在预设区间内。

若判定差值不在预设区间内，则执行下述步骤S32，若判定差值在预设区间内，则执行下述步骤S33。预设区间可以以NOx排放指标为中心，正负一下区间，例如50正负5，即预设区间为[45，55]；也可以往负方向偏重，以更确保整个脱硝过程都满足排放指标，例如50正2负8，即预设区间为[42，52]。

步骤S32，判定为NOx测定值满足预设条件。

若上述差值不在预设区间内，则判定为NOx测定值满足预设条件，需要对投加量进行调整，并在调整之后在设定频率对应的时间点再次判断NOx测定值是否符合条件，即执行上述步骤S14。

具体地，若差值大于预设区间的高点，说明远未达到排放指标，需要增加脱硝剂的投加量，则按照预设幅度调大投加量，例如每次上调上一次的0.5%；若差值小于预设区间的低点，则按照预设幅度调小投加量，说明排放指标绰绰有余，可以减少增加脱硝剂的投加量，例如每次下调上一次的0.5%。

步骤S33，判定为NOx测定值不满足所述预设条件。

若上述差值在预设区间内，则判定为NOx测定值不满足所述预设条件，不需要对投加量进行调整，并在设定频率对应的时间点再次判断NOx测定值是否符合条件,即执行上述步骤S15。

本实施方式根据后端NOx实时测定值对投加量进行动态调整，确保始终符合排放标准，同时还能够获得更为准确的脱硝剂投加量，提高脱硝效果和脱硝效率。

在一些实施方式中，请参阅图4，图4为本申请垃圾焚烧系统中脱硝剂投加量的控制方法另一实施方式的流程示意图，该控制方法包括如下步骤S41-S46。

步骤S41，根据蒸汽量负荷、二次风风量、投料温度、SNCR投运比例、NOx排放指标以及垃圾焚烧量分别确定对应的6个调控参数A、B、C、D、E和F。

步骤S42，根据上述公式（1）获得脱硝剂的投加量S，并按投加量S投加脱硝剂。

步骤S41-S42与上述步骤S11-S12相同，此处不再赘述。

步骤S43，判断蒸汽量负荷、二次风风量、投料温度、SNCR投运比例、NOx排放指标、以及垃圾焚烧量是否有至少一个发生变化。

随着焚烧过程的进行，蒸汽量负荷、二次风风量、投料温度、SNCR投运比例等焚烧条件可能会发生变化，在不同时期进行的焚烧过程，排放指标也有可能会发生变化，此时均应该根据映射表重新选择合适的调控参数。本实施方式在确定6个调控参数A、B、C、D、E和F之后，先判断上述这些焚烧条件和排放指标是否至少有一个发生变化。若有至少一个发生变化，说明上述6个调控参数A、B、C、D、E和F至少有一个发生变化，需要重新获得合适的调控参数，则返回步骤S41。若均未发生变化，则直接执行下述步骤S44。

步骤S44，按预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件。

若均未发生变化，说明上述6个调控参数A、B、C、D、E和F均未发生变化，则直接执行按预设频率判断NOx测定值是否满足预设条件的步骤，与上述步骤S13相同，此处不再赘述。

步骤S45，按照预设规则调整投加量，并返回至步骤S44。

步骤S46，保持投加量不变，并返回至步骤S44。

步骤S45-S46与上述步骤S13-S14相同，此处不再赘述。

随本实施方式发明提供的脱硝剂投加量的控制方法是一种迭代过程，根据焚烧相关参数的实时变化来实时调整脱硝剂投加量，还根据最后端NOx实时测定值对投加量进行动态调整，确保始终符合排放标准，获得更为准确的结果，保证满足排放标准的同时，进一步提高脱硝效果和脱硝效果。

下面结合一个具体的应用场景说明本申请脱硝剂投加量的控制方法。

请参阅表1和表2，表1为调控参数A、B、C对应的映射表，表2为调控参数D、E、F对应的映射表。根据该应用场景的实际垃圾焚烧条件确定蒸汽量负荷T、二次风风量H、投料温度t、SNCR投运比例L、NOx排放指标X以及垃圾焚烧量M，然后从表1和表2中确定对应的6个调控参数A、B、C、D、E和F。

表1 调控参数A、B、C对应的映射表

表2 调控参数D、E、F对应的映射表

请参阅表2，为实施例1-10各调控参数及脱硝剂投运量，各实施例中，根据蒸汽量负荷T、二次风风量H、投料温度t、SNCR投运比例L、NOx排放指标X以及垃圾焚烧量M的具体数值，从表1和表2确定对应的6个调控参数A、B、C、D、E和F，然后根据上述公式（1）计算出脱硝剂投加量S，此时其单位为kg/h，实际应用时通常用（24*S/M）将其换算为脱硝剂吨耗，即将单位换算为 (kg/吨垃圾)，如表2最后一行所示。

实施例1和2对比，可见垃圾焚烧量更高，需要更多的投加量，但更多的焚烧量带来了更低的吨耗；实施例2和3对比，可见蒸汽量负荷更高，需要更多的吨耗；实施例1、4和5对比，可知二次风风量改变对吨耗影响不大，因其对应的调控参数B是与C加和后再与其他参数相乘，而C远大于B；实施例2和6对比，可见投料温度更高，需要更多的吨耗；实施例2和7对比，可见SNCR投运比例更低，需要更多的吨耗；实施例2和8对比，可见NOx排放指标更低，需要更多的吨耗；实施例8、9和10对比，可见脱硝剂有效成分越低，需要越多的吨耗。

表2 实施例1-10各调控参数及脱硝剂投运量

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。