一种脱硝和空预器的运行优化方法与流程

本发明涉及煤电脱硝脱硫，尤其涉及一种脱硝和空预器的运行优化方法。

背景技术：

1、构建新型电力系统的核心之一就是增强电网对新能源的消纳能力，煤电一方面作为保障国家能源安全的“稳定器”和“压舱石”，另一方面也必须作为电网消纳新能源的“调节器”，因此煤电的深度调峰能力是发电企业必须具备的能力。

2、煤电深度调峰面临的关键技术问题之一就是锅炉在低负荷运行时烟温降低，会导致脱硝和空预器的运行稳定性和可靠性大幅下降，这是因为烟温低于脱硝反应的温度窗口，造成脱硝效率降低或停运、so3生成量增加、氨逃逸量增大，so3与nh3发生反应生成硫酸氢铵（ammonium bisulfate,abs），abs沉积在催化剂或空预器内，造成氮氧化物超标排放或引起空预器堵塞，增加引风机电耗，机组负荷调节困难，直接降低了机组的环保性、经济性和调峰能力。

3、因此，本发明提供一种脱硝和空预器的运行优化方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种脱硝和空预器的运行优化方法，用以建立脱硫和空预器仿真模型，并基于仿真模型对脱硝、脱硫过程进行模拟仿真和优化分析，不断提升火力发电机组的脱硝脱硫效率，从而提升火力发电机组的环保性。

2、本发明提供一种脱硝和空预器的运行优化方法，包括：

3、步骤1：通过预设监测设备实时获取脱硝过程数据以及空预器运行数据，输出初始数据；

4、步骤2：结合所述初始数据，且利用预设软件系统分别构建旋风分离器、脱硝设备以及空预器的仿真模型；

5、步骤3：基于所述仿真模型对所述初始数据进行仿真分析，输出仿真分析结果，并结合预设优化指标对所述仿真分析结果进行优化分析，输出优化分析结果；

6、步骤4：结合预设的结果-策略-方法对照表，在策略-方法数据库选取得到与所述优化分析结果匹配的优化策略和优化方法，并基于所述优化策略和优化方法对脱硝过程以及空预器运行过程进行优化。

7、优选的，所述通过预设监测设备实时获取脱硝过程数据以及空预器运行数据之前，包括：

8、实时获取用户的监测需求信息，并对不同时刻的监测需求信息进行对比分析，输出需求变动信息；

9、基于所述监测需求信息以及需求变动信息，确定数据采集需求以及预设监测设备，并基于所述数据采集需求和预设监测设备对脱硝过程数据以及空预器运行数据进行采集。

10、优选的，步骤2之前，还包括：

11、对所述监测需求信息进行特征提取，并基于提取特征构建得到需求特征集，且结合预设的需求特征-软件映射表在软件数据库中选取得到与所述需求特征集适配的预设软件系统。

12、优选的，步骤2中，包括：

13、对所述初始数据进行数据划分，分别得到与所述旋风分离器对应的第一初始数据、与脱硝设备对应的第二初始数据以及与空预器对应的第三初始数据；

14、通过所述预设软件系统，且基于所述第一初始数据、第二初始数据以及第三初始数据，分别构建得到旋风分离器仿真模型、脱硝设备仿真模型以及空预器仿真模型。

15、优选的，所述基于所述仿真模型对所述初始数据进行仿真分析，输出仿真分析结果，包括：

16、获取用户的仿真分析需求，并基于所述仿真分析需求在所述第一初始数据、第二初始数据以及第三初始数据中提取得到待分析数据，同时，在历史数据库中获取得到与所述待分析数据匹配的目标历史数据；

17、利用所述旋风分离器仿真模型、脱硝设备仿真模型以及空预器仿真模型对待分析数据以及目标历史数据进行仿真分析，分别得到第一仿真结果、第二仿真结果以及第三仿真结果，并汇总得到仿真分析结果。

18、优选的，所述结合预设优化指标对所述仿真分析结果进行优化分析，输出优化分析结果，包括：

19、将所述仿真分析结果反馈至系统端以及用户端，并实时获取系统自生成的自选取优化指标以及用户输入的人工优化指标，且根据所述自选取优化指标以及人工优化指标对应的执行优先级输出预设优化指标集；

20、基于所述预设优化指标集，且利用预设优化算法对所述仿真分析结果进行优化分析，输出优化分析结果。

21、优选的，输出仿真分析结果之后，结合预设优化指标对所述仿真分析结果进行优化分析，输出优化分析结果之前，包括：

22、对所述仿真分析结果进行解析，分别得到与旋风分离器对应的第一解析数据、与脱硝设备对应的第二解析数据以及与空预器对应的第三解析数据；

23、同时，实时获取与所述第一解析数据对应的第一实测数据、与第二解析数据对应的第二实测数据以及与第三解析数据对应的第三实测数据；

24、分别将所述第一解析数据与第一实测数据、第二解析数据与第二实测数据、第三解析数据与第三实测数据进行对比验证，得到模型验证结果，并基于所述模型验证结果在通过所述预设软件系统构建的多个数值分析模型中选取得到符合预设性能条件的脱硝数值分析模型以及空预器数值分析模型；

25、其中，所述脱硝数值分析模型包括化学反应速率模型、sncr反应模型以及曳力模型；

26、其中，所述化学反应速率模型包括基于预设尿素液滴蒸发算法的尿素液滴蒸发子模型以及尿素热解子模型；

27、尿素液滴蒸发子模型如下：

28、；

29、其中，表示所述预设尿素液滴蒸发算法中与尿素液滴从开始沸腾至完全蒸发的过程对应的尿素液滴直径变化率；表示尿素的液滴密度；表示尿素的气相导热率；表示尿素的气化潜热；表示尿素的液滴直径；表示以尿素液滴直径为定性尺寸、尿素液滴与尿素溶液流体相对速度定义的雷诺数；表示环境温度，即远离尿素液滴表面的温度；表示尿素液滴表面的温度；表示尿素液滴的表面热辐射发射率；表示用于描述热辐射的斯特藩-玻尔兹曼常数；表示尿素液滴表面的尿素蒸汽温度；

30、通过所述脱硝数值分析模型对第一预设工况下的脱硝过程进行数值模拟，得到脱硝模拟结果，其中，所述第一预设工况包括第一预设基准工况以及第一预设优化工况；

31、结合所述第一实测数据以及第二实测数据，对所述第一预设工况下的脱硝模拟结果进行数据对比和分析，得到所述第一预设工况下的旋风分离器的进出口no质量浓度、脱硝效率以及氨逃逸数据，并输出脱硝分析结果；

32、通过所述空预器数值分析模型对第二预设工况下的空预器内的烟温温度、so3浓度和nh3浓度数据进行数值模拟，得到空预器模拟结果；

33、结合所述第三实测数据对空预器模拟结果进行分析，得到空预器在所述第二预设工况下的烟温温度分布、so3浓度分布和nh3浓度分布结果；

34、基于所述温度分布、so3浓度分布和nh3浓度分布结果，构建得到所述第二预设工况下的温度变化图、so3浓度变化图和nh3浓度变化图，分析在不同机组负荷情况下空预器中烟温的温度变化、so3浓度变化、nh3浓度变化以及硫酸氢铵的生成情况，并输出空预器分析结果；

35、基于所述脱硝分析结果以及空预器分析结果，汇总输出待优化结果。

36、优选的，步骤4中，包括：

37、对所述优化分析结果进行解析，并基于解析内容得到优化解析数据；

38、对所述优化解析数据进行关键词识别和提取，并基于提取的关键词构建得到关键词集；

39、将所述关键词集与预设词库中的预设关键词进行匹配，将匹配得到的关键词输出为关键词匹配结果；

40、结合预设的关键词-因子对照表，获取所述关键词匹配结果中各关键词对应的匹配因子，并输出匹配因子集；

41、结合预设的匹配因子-策略-方法对照表在策略-方法数据库中选取得到与所述匹配因子集中各匹配因子对应的优化策略和优化方法；

42、基于所述优化策略和优化方法，对旋风分离器内脱硝反应过程、空预器中so3脱除过程及硫酸氢铵生成过程进行优化；

43、获取优化后旋风分离器以及空预器中的参数变动数据，输出反馈数据，并基于所述反馈数据对优化策略和优化方法进行调整。

44、本发明提供的一种脱硝和空预器的运行优化方法，本发明通过实时监测数据、建立仿真模型、进行优化分析和选择优化策略与方法，能够实现脱硝和空预器运行的优化。优化后的系统具有更高的效率、更低的能耗、更稳定的运行等优点，从而提高脱硝设备的性能和降低运行成本。本发明可以帮助工程师和运营人员更好地管理和优化脱硝系统和空预器的运行。

技术特征：

1.一种脱硝和空预器的运行优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种脱硝和空预器的运行优化方法，其特征在于，所述通过预设监测设备实时获取脱硝过程数据以及空预器运行数据之前，包括：

3.根据权利要求2所述的一种脱硝和空预器的运行优化方法，其特征在于，步骤2之前，还包括：

4.根据权利要求1所述的一种脱硝和空预器的运行优化方法，其特征在于，步骤2中，包括：

5.根据权利要求4所述的一种脱硝和空预器的运行优化方法，其特征在于，所述基于所述仿真模型对所述初始数据进行仿真分析，输出仿真分析结果，包括：

6.根据权利要求1所述的一种脱硝和空预器的运行优化方法，其特征在于，所述结合预设优化指标对所述仿真分析结果进行优化分析，输出优化分析结果，包括：

7.根据权利要求1所述的一种脱硝和空预器的运行优化方法，其特征在于，输出仿真分析结果之后，结合预设优化指标对所述仿真分析结果进行优化分析，输出优化分析结果之前，包括：

8.根据权利要求1所述的一种脱硝和空预器的运行优化方法，其特征在于，步骤4中，包括：

技术总结
本发明提供一种脱硝和空预器的运行优化方法，涉及煤电脱硝脱硫技术领域，包括：步骤1：实时获取脱硝过程数据以及空预器运行数据，输出初始数据；步骤2：结合初始数据，且利用预设软件系统分别构建旋风分离器、脱硝设备以及空预器的仿真模型；步骤3：基于仿真模型对初始数据进行仿真分析，输出仿真分析结果，并结合预设优化指标对仿真分析结果进行优化分析，输出优化分析结果；步骤4：结合预设的结果‑策略‑方法对照表，在策略‑方法数据库选取得到与优化分析结果匹配的优化策略和优化方法，并基于优化策略和优化方法对脱硝过程以及空预器运行过程进行优化。本发明可以提升火力发电机组的脱硝脱硫效率，从而提升火力发电机组的环保性。

技术研发人员：韩元,朱愉洁,王超,涂安琪,樊海龙,孙兴业,武洁,吴宇,郝素华,高军
受保护的技术使用者：内蒙古电力（集团）有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5