本發(fā)明涉及煤電脫硝脫硫，尤其涉及一種脫硝和空預(yù)器的運行優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心之一就是增強電網(wǎng)對新能源的消納能力，煤電一方面作為保障國家能源安全的“穩(wěn)定器”和“壓艙石”，另一方面也必須作為電網(wǎng)消納新能源的“調(diào)節(jié)器”，因此煤電的深度調(diào)峰能力是發(fā)電企業(yè)必須具備的能力。

2、煤電深度調(diào)峰面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題之一就是鍋爐在低負(fù)荷運行時煙溫降低，會導(dǎo)致脫硝和空預(yù)器的運行穩(wěn)定性和可靠性大幅下降，這是因為煙溫低于脫硝反應(yīng)的溫度窗口，造成脫硝效率降低或停運、so3生成量增加、氨逃逸量增大，so3與nh3發(fā)生反應(yīng)生成硫酸氫銨（ammonium?bisulfate,abs），abs沉積在催化劑或空預(yù)器內(nèi)，造成氮氧化物超標(biāo)排放或引起空預(yù)器堵塞，增加引風(fēng)機電耗，機組負(fù)荷調(diào)節(jié)困難，直接降低了機組的環(huán)保性、經(jīng)濟性和調(diào)峰能力。

3、因此，本發(fā)明提供一種脫硝和空預(yù)器的運行優(yōu)化方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種脫硝和空預(yù)器的運行優(yōu)化方法，用以建立脫硫和空預(yù)器仿真模型，并基于仿真模型對脫硝、脫硫過程進行模擬仿真和優(yōu)化分析，不斷提升火力發(fā)電機組的脫硝脫硫效率，從而提升火力發(fā)電機組的環(huán)保性。

2、本發(fā)明提供一種脫硝和空預(yù)器的運行優(yōu)化方法，包括：

3、步驟1：通過預(yù)設(shè)監(jiān)測設(shè)備實時獲取脫硝過程數(shù)據(jù)以及空預(yù)器運行數(shù)據(jù)，輸出初始數(shù)據(jù)；

4、步驟2：結(jié)合所述初始數(shù)據(jù)，且利用預(yù)設(shè)軟件系統(tǒng)分別構(gòu)建旋風(fēng)分離器、脫硝設(shè)備以及空預(yù)器的仿真模型；

5、步驟3：基于所述仿真模型對所述初始數(shù)據(jù)進行仿真分析，輸出仿真分析結(jié)果，并結(jié)合預(yù)設(shè)優(yōu)化指標(biāo)對所述仿真分析結(jié)果進行優(yōu)化分析，輸出優(yōu)化分析結(jié)果；

6、步驟4：結(jié)合預(yù)設(shè)的結(jié)果-策略-方法對照表，在策略-方法數(shù)據(jù)庫選取得到與所述優(yōu)化分析結(jié)果匹配的優(yōu)化策略和優(yōu)化方法，并基于所述優(yōu)化策略和優(yōu)化方法對脫硝過程以及空預(yù)器運行過程進行優(yōu)化。

7、優(yōu)選的，所述通過預(yù)設(shè)監(jiān)測設(shè)備實時獲取脫硝過程數(shù)據(jù)以及空預(yù)器運行數(shù)據(jù)之前，包括：

8、實時獲取用戶的監(jiān)測需求信息，并對不同時刻的監(jiān)測需求信息進行對比分析，輸出需求變動信息；

9、基于所述監(jiān)測需求信息以及需求變動信息，確定數(shù)據(jù)采集需求以及預(yù)設(shè)監(jiān)測設(shè)備，并基于所述數(shù)據(jù)采集需求和預(yù)設(shè)監(jiān)測設(shè)備對脫硝過程數(shù)據(jù)以及空預(yù)器運行數(shù)據(jù)進行采集。

10、優(yōu)選的，步驟2之前，還包括：

11、對所述監(jiān)測需求信息進行特征提取，并基于提取特征構(gòu)建得到需求特征集，且結(jié)合預(yù)設(shè)的需求特征-軟件映射表在軟件數(shù)據(jù)庫中選取得到與所述需求特征集適配的預(yù)設(shè)軟件系統(tǒng)。

12、優(yōu)選的，步驟2中，包括：

13、對所述初始數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)劃分，分別得到與所述旋風(fēng)分離器對應(yīng)的第一初始數(shù)據(jù)、與脫硝設(shè)備對應(yīng)的第二初始數(shù)據(jù)以及與空預(yù)器對應(yīng)的第三初始數(shù)據(jù)；

14、通過所述預(yù)設(shè)軟件系統(tǒng)，且基于所述第一初始數(shù)據(jù)、第二初始數(shù)據(jù)以及第三初始數(shù)據(jù)，分別構(gòu)建得到旋風(fēng)分離器仿真模型、脫硝設(shè)備仿真模型以及空預(yù)器仿真模型。

15、優(yōu)選的，所述基于所述仿真模型對所述初始數(shù)據(jù)進行仿真分析，輸出仿真分析結(jié)果，包括：

16、獲取用戶的仿真分析需求，并基于所述仿真分析需求在所述第一初始數(shù)據(jù)、第二初始數(shù)據(jù)以及第三初始數(shù)據(jù)中提取得到待分析數(shù)據(jù)，同時，在歷史數(shù)據(jù)庫中獲取得到與所述待分析數(shù)據(jù)匹配的目標(biāo)歷史數(shù)據(jù)；

17、利用所述旋風(fēng)分離器仿真模型、脫硝設(shè)備仿真模型以及空預(yù)器仿真模型對待分析數(shù)據(jù)以及目標(biāo)歷史數(shù)據(jù)進行仿真分析，分別得到第一仿真結(jié)果、第二仿真結(jié)果以及第三仿真結(jié)果，并匯總得到仿真分析結(jié)果。

18、優(yōu)選的，所述結(jié)合預(yù)設(shè)優(yōu)化指標(biāo)對所述仿真分析結(jié)果進行優(yōu)化分析，輸出優(yōu)化分析結(jié)果，包括：

19、將所述仿真分析結(jié)果反饋至系統(tǒng)端以及用戶端，并實時獲取系統(tǒng)自生成的自選取優(yōu)化指標(biāo)以及用戶輸入的人工優(yōu)化指標(biāo)，且根據(jù)所述自選取優(yōu)化指標(biāo)以及人工優(yōu)化指標(biāo)對應(yīng)的執(zhí)行優(yōu)先級輸出預(yù)設(shè)優(yōu)化指標(biāo)集；

20、基于所述預(yù)設(shè)優(yōu)化指標(biāo)集，且利用預(yù)設(shè)優(yōu)化算法對所述仿真分析結(jié)果進行優(yōu)化分析，輸出優(yōu)化分析結(jié)果。

21、優(yōu)選的，輸出仿真分析結(jié)果之后，結(jié)合預(yù)設(shè)優(yōu)化指標(biāo)對所述仿真分析結(jié)果進行優(yōu)化分析，輸出優(yōu)化分析結(jié)果之前，包括：

22、對所述仿真分析結(jié)果進行解析，分別得到與旋風(fēng)分離器對應(yīng)的第一解析數(shù)據(jù)、與脫硝設(shè)備對應(yīng)的第二解析數(shù)據(jù)以及與空預(yù)器對應(yīng)的第三解析數(shù)據(jù)；

23、同時，實時獲取與所述第一解析數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一實測數(shù)據(jù)、與第二解析數(shù)據(jù)對應(yīng)的第二實測數(shù)據(jù)以及與第三解析數(shù)據(jù)對應(yīng)的第三實測數(shù)據(jù)；

24、分別將所述第一解析數(shù)據(jù)與第一實測數(shù)據(jù)、第二解析數(shù)據(jù)與第二實測數(shù)據(jù)、第三解析數(shù)據(jù)與第三實測數(shù)據(jù)進行對比驗證，得到模型驗證結(jié)果，并基于所述模型驗證結(jié)果在通過所述預(yù)設(shè)軟件系統(tǒng)構(gòu)建的多個數(shù)值分析模型中選取得到符合預(yù)設(shè)性能條件的脫硝數(shù)值分析模型以及空預(yù)器數(shù)值分析模型；

25、其中，所述脫硝數(shù)值分析模型包括化學(xué)反應(yīng)速率模型、sncr反應(yīng)模型以及曳力模型；

26、其中，所述化學(xué)反應(yīng)速率模型包括基于預(yù)設(shè)尿素液滴蒸發(fā)算法的尿素液滴蒸發(fā)子模型以及尿素?zé)峤庾幽Ｐ停?/p>

27、尿素液滴蒸發(fā)子模型如下：

28、；

29、其中，表示所述預(yù)設(shè)尿素液滴蒸發(fā)算法中與尿素液滴從開始沸騰至完全蒸發(fā)的過程對應(yīng)的尿素液滴直徑變化率；表示尿素的液滴密度；表示尿素的氣相導(dǎo)熱率；表示尿素的氣化潛熱；表示尿素的液滴直徑；表示以尿素液滴直徑為定性尺寸、尿素液滴與尿素溶液流體相對速度定義的雷諾數(shù)；表示環(huán)境溫度，即遠離尿素液滴表面的溫度；表示尿素液滴表面的溫度；表示尿素液滴的表面熱輻射發(fā)射率；表示用于描述熱輻射的斯特藩-玻爾茲曼常數(shù)；表示尿素液滴表面的尿素蒸汽溫度；

30、通過所述脫硝數(shù)值分析模型對第一預(yù)設(shè)工況下的脫硝過程進行數(shù)值模擬，得到脫硝模擬結(jié)果，其中，所述第一預(yù)設(shè)工況包括第一預(yù)設(shè)基準(zhǔn)工況以及第一預(yù)設(shè)優(yōu)化工況；

31、結(jié)合所述第一實測數(shù)據(jù)以及第二實測數(shù)據(jù)，對所述第一預(yù)設(shè)工況下的脫硝模擬結(jié)果進行數(shù)據(jù)對比和分析，得到所述第一預(yù)設(shè)工況下的旋風(fēng)分離器的進出口no質(zhì)量濃度、脫硝效率以及氨逃逸數(shù)據(jù)，并輸出脫硝分析結(jié)果；

32、通過所述空預(yù)器數(shù)值分析模型對第二預(yù)設(shè)工況下的空預(yù)器內(nèi)的煙溫溫度、so3濃度和nh3濃度數(shù)據(jù)進行數(shù)值模擬，得到空預(yù)器模擬結(jié)果；

33、結(jié)合所述第三實測數(shù)據(jù)對空預(yù)器模擬結(jié)果進行分析，得到空預(yù)器在所述第二預(yù)設(shè)工況下的煙溫溫度分布、so3濃度分布和nh3濃度分布結(jié)果；

34、基于所述溫度分布、so3濃度分布和nh3濃度分布結(jié)果，構(gòu)建得到所述第二預(yù)設(shè)工況下的溫度變化圖、so3濃度變化圖和nh3濃度變化圖，分析在不同機組負(fù)荷情況下空預(yù)器中煙溫的溫度變化、so3濃度變化、nh3濃度變化以及硫酸氫銨的生成情況，并輸出空預(yù)器分析結(jié)果；

35、基于所述脫硝分析結(jié)果以及空預(yù)器分析結(jié)果，匯總輸出待優(yōu)化結(jié)果。

36、優(yōu)選的，步驟4中，包括：

37、對所述優(yōu)化分析結(jié)果進行解析，并基于解析內(nèi)容得到優(yōu)化解析數(shù)據(jù)；

38、對所述優(yōu)化解析數(shù)據(jù)進行關(guān)鍵詞識別和提取，并基于提取的關(guān)鍵詞構(gòu)建得到關(guān)鍵詞集；

39、將所述關(guān)鍵詞集與預(yù)設(shè)詞庫中的預(yù)設(shè)關(guān)鍵詞進行匹配，將匹配得到的關(guān)鍵詞輸出為關(guān)鍵詞匹配結(jié)果；

40、結(jié)合預(yù)設(shè)的關(guān)鍵詞-因子對照表，獲取所述關(guān)鍵詞匹配結(jié)果中各關(guān)鍵詞對應(yīng)的匹配因子，并輸出匹配因子集；

41、結(jié)合預(yù)設(shè)的匹配因子-策略-方法對照表在策略-方法數(shù)據(jù)庫中選取得到與所述匹配因子集中各匹配因子對應(yīng)的優(yōu)化策略和優(yōu)化方法；

42、基于所述優(yōu)化策略和優(yōu)化方法，對旋風(fēng)分離器內(nèi)脫硝反應(yīng)過程、空預(yù)器中so3脫除過程及硫酸氫銨生成過程進行優(yōu)化；

43、獲取優(yōu)化后旋風(fēng)分離器以及空預(yù)器中的參數(shù)變動數(shù)據(jù)，輸出反饋數(shù)據(jù)，并基于所述反饋數(shù)據(jù)對優(yōu)化策略和優(yōu)化方法進行調(diào)整。

44、本發(fā)明提供的一種脫硝和空預(yù)器的運行優(yōu)化方法，本發(fā)明通過實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、建立仿真模型、進行優(yōu)化分析和選擇優(yōu)化策略與方法，能夠?qū)崿F(xiàn)脫硝和空預(yù)器運行的優(yōu)化。優(yōu)化后的系統(tǒng)具有更高的效率、更低的能耗、更穩(wěn)定的運行等優(yōu)點，從而提高脫硝設(shè)備的性能和降低運行成本。本發(fā)明可以幫助工程師和運營人員更好地管理和優(yōu)化脫硝系統(tǒng)和空預(yù)器的運行。