[发明专利]一种燃煤电站脱硝催化剂剩余寿命预测方法

说明书

本发明公开了一种燃煤电站脱硝催化剂剩余寿命预测方法，采集燃煤电站实测的催化剂相对活性数据；判断已获得的催化剂相对活性数据是否为等时距测量数据，对已获得的催化剂相对活性数据进行处理使其等时距化；构建催化剂活性退化状态空间模型；利用得到的催化剂活性退化状态空间模型结合随机滤波算法对催化剂的剩余活性进行预测。通过本发明预测的结果有助于对燃煤电站脱硝系统催化剂维护进行优化以保证污染物脱除效率以及节约成本，从而为总体的节能减排优化控制提供支持。

技术领域

本发明涉及脱硝催化剂寿命管理技术领域，特别是一种燃煤电站脱硝催化剂剩余寿命预测方法。

背景技术

燃煤火力发电仍然是我国电力供应的主要来源，同时也是能源消耗大户和污染物排放的一大来源，随着节能减排的深入和要求的不断提高，对于燃煤电站的节能减排需求也在不断提高。

为了降低NO_x的污染排放，燃煤电站一般会进行脱硝处理，目前主流以及我国目前普遍采用的是选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction，SCR)。而催化剂是SCR脱硝技术的核心。在SCR脱硝装置的运行过程中，催化剂的活性逐渐的降低，会影响氮氧化物的脱除效果。当催化剂活性过低时，需要对催化剂进行增加、更换或再生的方式来提高脱硝性能。催化剂的活性直接影响着NO_x的脱除效率，对于催化剂剩余活性的预测并制定科学的更换策略对SCR系统有着重要的意义。

通常情况下，多数电厂会定期提取催化剂样品在实验室中进行测试来监测其活性，并通过催化剂的活性状态来决定是否对催化剂进行更换。但这种策略往往会错过催化剂活性的最佳更换时间，更换过早会浪费催化剂的剩余使用价值，而更换过晚会降低NO_x的脱除效率。因此，如何对现有催化剂的剩余使用时间(寿命)做出预测从而及时的进行更换以保证氮氧化物脱除效率的同时能够最大限度的发挥催化剂的作用具有重要的研究价值。

中国专利申请号201610213903.7公开的一种“对燃煤锅炉脱硝装置中的催化剂活性估计方法”，该方法通过数据采集系统的相关运行参数结合催化剂定期化验数据和脱硝工艺与结构参数能够在线估计催化剂的活性参数。并提出一种局部替换模型，在催化剂活性小于50％时进行替换，有助于提高催化剂的使用效率。但该方法局限性在于其是实时计算催化剂活性，当催化剂活性到达临界值时，若锅炉工况无法满足催化剂更换条件时同样无法及时更换。若能够对催化剂的活性或者到达临界值的剩余使用寿命做出预测并提前进行准备能一定程度上解决这个问题。

宋玉宝等人的“SCR脱硝催化剂宏观性能评估和寿命预测方法研究”在大量现场和实验室测试数据的基础上建立了一种脱硝反应器的宏观黑箱模型，能够对催化剂的宏观性能进行评估并对其寿命进行预测并据此进行催化剂的更换或改造，取得了不错的效果。但这一方法是一种宏观性能评估方法，对于具体到某一台锅炉或某一层的催化剂并不是最优的方案。傅玉等人的“基于灰色预测模型和曲线拟合模型的SCR烟气脱硝催化剂寿命预测”采用灰色预测模型来描述这一过程，当催化剂活性满足等距或不等距时，分别采用一阶灰色预测模型和二阶多项式模型预测效果较好。但文中没有给出该两种方法如何在线应用时的模型参数在线估计方法。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种能够实时的预测催化剂的剩余使用寿命的燃煤电站脱硝催化剂剩余寿命预测方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种燃煤电站脱硝催化剂剩余寿命预测方法，包括以下步骤：

S1、采集燃煤电站实测的催化剂相对活性数据；

S2、判断已获得的催化剂相对活性数据是否为等时距测量数据，如果不是，则执行S3；如果是则执行S4；

S3、对已获得的催化剂相对活性数据进行处理使其等时距化；