一种锅炉机组的在线氮氧化物排放浓度的计算方法和判断及处理偏差的方法与流程

本公开涉及锅炉机组烟气排放领域，具体的，涉及一种锅炉机组的在线氮氧化物排放浓度的计算方法和判断及处理偏差的方法。

背景技术：

1、运行人员对于全厂环保许可排放总量与氮氧化物排放浓度、机组运行时间之间的关系无法准确把握。机组运行时间超长，潜在环保氮氧化物总量超标排放。其次，尚无在线运行氮氧化物最佳排放浓度的计算公式，依靠运行人员经验判断与设定，系统经济运行无法达到最优状态。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种锅炉机组的在线氮氧化物排放浓度的计算方法和判断及处理偏差的方法，解决现有技术中存在的尚无连续运行氮氧化物最佳排放浓度的计算公式；解决依靠运行人员经验判断与设定的问题。

2、为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种锅炉机组的在线氮氧化物排放浓度的计算方法，该方法包括：

3、s1、根据锅炉机组的连续运行时间t确定所述锅炉机组当前所处的工况状态；当所述锅炉机组的连续运行时间t低于2000h时，所述工况状态为正常工况状态；当所述锅炉机组的连续运行时间t大于2000h时，所述工况状态为特殊工况状态；

4、s2、根据所述锅炉机组所处的工况状态计算所述锅炉机组的在线氮氧化物排放浓度v0；

5、当所述锅炉机组处于所述正常工况状态时，采用式1计算所述锅炉机组的在线氮氧化物排放浓度v0，单位为mg/nm3：

6、v0＝35-ktφ，式1

7、当所述锅炉机组处于所述特殊工况状态时，采用式2计算所述锅炉机组的在线氮氧化物排放浓度v0，单位为mg/nm3：

8、v0＝35-[ktφ+(k1v1+k2v2+k3v3+k4v4+k5v5+k6v6)]，   式2

9、式中：k是指所述锅炉机组的计算修正系数，无量纲；t是指所述锅炉机组的连续运行时间，单位为h；φ是指所述锅炉机组的性能衰减参数，单位为mg/nm3.h；v1是指所述锅炉机组的催化剂的反应温度对所述锅炉机组的氮氧化物排放浓度的影响贡献值，单位为mg/nm3；k1是指所述锅炉机组的催化剂反应温度的计算修正系数，无量纲；v2是指所述锅炉机组的燃烧及煤质变化对所述锅炉机组的氮氧化物排放浓度的影响贡献值，单位为mg/nm3；k2是指所述锅炉机组的锅炉燃烧及煤质变化的计算修正系数，无量纲；v3是指所述锅炉机组的脱硝反应时间对所述锅炉机组的氮氧化物排放浓度的影响贡献值，单位为mg/nm3；k3是指所述锅炉机组的脱硝差压及时间的计算修正系数，无量纲；v4是指所述锅炉机组的催化剂的有效反应体积对所述锅炉机组的氮氧化物排放浓度的影响贡献值，单位为mg/nm3；k4是指所述锅炉机组的催化剂有效体积的计算修正系数，无量纲；v5是指所述锅炉机组的氨氮摩尔配比对所述锅炉机组的氮氧化物排放浓度的影响贡献值，单位为mg/nm3；k5是指所述锅炉机组的氨氮摩尔比配比的计算修正系数，无量纲；v6是指全厂机组氮氧化物排放总量排放制约对所述锅炉机组的氮氧化物排放浓度的影响贡献值，单位为mg/nm3；k6是指所述锅炉机组的氮氧化物总量的排放制约的计算修正系数，无量纲。

10、可选地，所述性能衰减参数φ和所述计算修正系数k根据计算修正系数k和性能衰减参数φ与锅炉机组的连续运行时间t的关系表得到。

11、可选地，所述影响贡献值v1通过式3计算得到：

12、v1＝(v线-v保)×(1-t1/t0)，   式3

13、式中：v线是指所述锅炉机组的氮氧化物的在线测量浓度，单位为mg/nm3；v保是指所述锅炉机组的出厂氮氧化物浓度性能保障值，单位为mg/nm3；t1是指所述锅炉机组的脱硝装置的实时反应温度，单位为℃；t0是指所述锅炉机组的脱硝装置的最佳反应温度，单位为℃；所述计算修正系数k1根据所述锅炉机组中催化剂的反应温度得到。

14、可选地，所述影响贡献值v2通过式4计算得到：

15、

16、式中：nar实是指所述锅炉机组的实际煤种中氮元素含量，单位为％；nar设是指所述锅炉机组的设计煤种中氮元素含量，单位为％；t实是指所述锅炉机组的炉膛煤粉燃烧时的火焰中心温度，单位为℃；t燃烧是指所述锅炉机组的炉膛煤粉燃烧时的理论火焰中心温度，单位为℃；α是指所述锅炉机组炉膛煤粉燃烧时的空气含氧量，单位为％；所述计算修正系数k2根据燃煤煤种变化参数、燃烧温度变化参数和空气氧含量α得到。

17、可选地，所述影响贡献值v3通过式5计算得到：

18、

19、式中：p1是指所述锅炉机组的催化剂实际运行的差压，单位为kpa；p0是指所述锅炉机组的催化剂理论运行的差压，单位为kpa；η1是指所述锅炉机组的实际脱硝效率，单位为％；η2是指所述锅炉机组的烟氨混合气与催化剂接触的反应时间ti对应的脱硝效率，单位为％；所述计算修正系数k3根据所述锅炉机组的催化剂差压和催化剂与烟气的接触时间ti得到；

20、所述催化剂与烟气的接触时间ti通过式6计算得到：

21、ti＝v/q，  式6

22、式中：q是指流经所述锅炉机组的催化剂的实际烟气量，单位为m3/s；v是指所述锅炉机组的催化剂通道的中空体积，单位为m3；ti是指所述锅炉机组的烟氨混合气与催化剂接触的反应时间，单位为ms。

23、可选地，影响贡献值v4通过式7计算得到：

24、v4＝(v线-v保)×(m′1/m1+m′2/m2+m′3/m3)，   式7

25、式中：m1’是指所述锅炉机组的第一层催化剂的有效体积损失量，单位为m3；m1是指所述锅炉机组的第一层催化剂原始全新时的有效体积，单位为m3；m2’是指所述锅炉机组的第二层催化剂的有效体积损失量，单位为m3；m2是指所述锅炉机组的第二层催化剂原始全新时的有效体积，单位为m3；m3’是指所述锅炉机组的第三层催化剂的有效体积损失量，单位为m3；m3是指所述锅炉机组的第三层催化剂原始全新时的有效体积，单位为m3；所述计算修正系数k4根据三层催化剂的有效体积损失占比总量得到。

26、可选地，v5的影响贡献值通过式8计算：

27、v5＝(v线-v保)×(1-q1/q0)×(1-η1/η设)，   式8

28、式中：q1是指所述锅炉机组中脱硝装置的实际喷氨量，m3/s；q0是指所述锅炉机组中脱硝装置的理论喷氨量，m3/s；η1是指所述锅炉机组的实际脱硝效率，单位为％；η设是指所述锅炉机组的设计脱硝效率，单位为％；所述计算修正系数k5根据所述锅炉机组的喷氨量得到。

29、可选地，v6的影响贡献值通过式9计算：

30、v6＝(v线-v保)×(1-q剩/q总)，   式9

31、式中：q剩是指所述锅炉机组的氮氧化物排放分配剩余量，单位为t/a；q总是指所述锅炉机组的氮氧化物排放分配总量q总，单位为t/a；

32、通过式10计算得到所述锅炉机组的nox排放分配剩余量q剩：

33、q剩＝q总-qy，   式10

34、式中，qy是指所述锅炉机组的氮氧化物排放分配使用量；所述计算修正系数k6根据所述锅炉机组的氮氧化物排放分配剩余量q剩与所述锅炉机组的氮氧化物排放分配总量q总的比值得到。

35、本公开第二方面提供一种判断及处理在线氮氧化物排放浓度偏差的方法，该方法包括：

36、s3、使计算机控制模块根据第一方面所述的计算方法得到在线氮氧化物排放浓度v0，并使所述在线氮氧化物排放浓度v0经偏差判断模块进行偏差判断，当所述在线氮氧化物排放浓度v0在调控范围之外时，所述偏差判断模块发出报警信号；所述调控范围为10～50mg/nm3；

37、s4、当偏差处理模块接收到所述偏差判断模块发出的报警信号时，使所述计算机控制模块进行偏差处理。

38、可选地，所述偏差处理包括：使所述计算机控制模块比较影响程度k1v1、k2v2、k3v3、k4v4、k5v5和k6v6的绝对值大小，并将所述影响程度按照绝对值由大至小依次设为第一处理项、第二处理项、第三处理项、第四处理项、第五处理项和第六处理项；当所述影响程度k6v6为所述第一处理项时，使计算机控制模块从临机的氮氧化物排放分配总量q临机总进行调剂，直至报警信号消除；当临机的氮氧化物排放分配总量q临机总不满足分配指标阈值时，使所述计算机控制模块屏蔽k6v6的数值后，继续按照式2计算；或者，将所述锅炉机组的控制方式由自动控制切换为手动控制。

39、通过上述技术方案，根据锅炉机组的连续运行时间t将锅炉机组的运行状态分为正常工况状态和特殊工况状态，并通过公式计算处于正常工况状态或特殊工况状态时的锅炉机组的在线氮氧化物排放浓度能够量化影响锅炉机组正常运行的因素，清晰的显示各个因素对锅炉机组的影响，进而能够指引工作人员对锅炉机组的调节。另外，使计算机控制模块和偏差判断模块判断在线氮氧化物排放浓度是否产生偏差，并在产生偏差的情况下进行偏差处理，能够在锅炉机组的在线氮氧化物排放浓度出现偏差时快速指示出现偏差的原因，进而能够在避免锅炉机组排放超标的同时，保证锅炉机组运行的经济性。

40、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。