[发明专利]一种基于最小二乘法的SCR反应器入口烟气软测量方法

权利要求书

1.一种基于最小二乘法的SCR反应器入口烟气软测量方法，其特征在于，入口NOx测量延迟估计方法包括：

步骤101，对燃煤机组SCR系统机理分析，确定与SCR反应器烟气量相关的变量，并采集不同负荷稳定工况下的历史运行数据；

步骤201，根据SCR反应机理，确定SCR反应器烟气量机理模型，并据此计算得到不同负荷稳定工况下的烟气量数据；

步骤301，采用最小二乘方法计算不同稳定工况下的烟气量与总风量的关系；

步骤401，通过插值方法得到不同工况下的烟气量与总风量关系，并根据当前时刻总风量计算当前时刻的烟气量。

2.根据权利要求1所述的一种基于最小二乘法的SCR反应器入口烟气软测量方法，其特征在于，与SCR反应器烟气量相关的变量是根据燃煤机组SCR系统机理分析，得到相关的变量，包括机组负荷、SCR入口NOx、SCR出口NOx、喷氨量、入口烟气含氧量、出口烟气含氧量，考虑到烟气流量的稳态特性和动态特性与总风量有着一致性，因此所得到的相关变量也包括总风量，并根据总风量的动态测量值来估计烟气流量的动态值，稳定工况是一段时间内在某个负荷工况下，入口烟气流量相关变量变化幅度，采集不同负荷稳定工况下的历史运行数据是采集多个负荷下，且在稳定工况下的与SCR反应器烟气量相关的变量。

3.根据权利要求1所述的一种基于最小二乘法的SCR反应器入口烟气软测量方法，其特征在于，所述确定SCR反应器烟气量机理模型是在已知反应器入口NOx含量、烟气流量、烟气含氧量和反应器出口NOx的前提下，就可以计算出脱除掉的NOx所需的喷氨量，反之，在反应器出、入口的NOx含量处于稳定的运行工况时，在知道反应器出、入口的NOx含量、烟气含氧量与喷氨量时可以通过相应的化学反应公式反推出较为准确的烟气流量，用以修正脱硝反应器入口烟气流量值，烟气量机理模型建立过程具体包括：

步骤S1，实际含氧量下NOx浓度计算方法：实际运行过程中，CEMS测出的NO_x值为6％含氧量下的值，通过测量值以及氧量反向计算出实际含氧量下NO_x浓度，其计算公式为：

式中，为标准状态、实际干烟气与含氧量下NO_x浓度(mg/Nm³)；为修正到标准状态下含氧量为6％时的干烟气中NO_x浓度(mg/Nm³)，为实际测量值；为实测干烟气中含氧量(％)；

步骤S2，烟气中NO和NO₂浓度的计算：脱硝系统中，烟气中NO占氮氧化物体积的95％，NO₂约占5％，并据此得到烟气中NO和NO₂浓度的计算方法，其计算公式：

式中，C_NO为标准状态、实际干烟气含氧量下NO浓度(mg/Nm³)；为标准状态、实际干烟气含氧量下NO₂的浓度(mg/Nm³)；1.34为NO的体积分率(ppm)转化为质量浓度(mg/Nm³)的系数；对于SCR反应器入口或出口氮氧化浓度、NO浓度、NO₂浓度的计算，都是按照公式(1)-(3)计算，只需相应的将C_NO和进行替换，替换为C_{NO_In}和即是计算反应器入口NO_x，替换C_{NO_Out}和为即是计算反应器出口NO_x；

步骤S3，反应器入口烟气含氧量下的出口NO_x浓度值的计算：由于烟气量测点位于脱硝反应器入口，而且脱硝反应器入口和出口的烟气含氧量不同，则需将反应器出口NO_x含量值转化到反应器入口烟气含氧量状态下，其计算公式为：

式中，为反应器出口NO_x浓度转化到入口烟气含氧量状态下的浓度(mg/Nm³)；为实际含氧量下反应器出口NO_x浓度；为反应器入口烟气含氧量(％)；为反应器出口烟气含氧量(％)，根据公式(2)和公式(3)将转化为入口烟气含氧量下的反应器出口NO浓度C_{NO_Out_In}和NO₂浓度

步骤S4，烟气量机理模型建立方法：根据SCR主反应方程式，1摩尔的NO与1摩尔的NH₃反应，1摩尔的NO₂与2摩尔的NH₃，因此，其喷氨量根据入口NO_x和出口NO_x计算其脱除的NO_x即可，其喷氨量计算公式为：

则在已知氨气消耗量的情况下，烟气量大小通过公式(5)反向推导得到烟气量机理模型：

式中，W为氨耗量(Kg/h)；V为反应器入口的烟气流量(Nm³/h)；C_{No_In}和为入口烟气含氧量下的反应器入口NO和NO₂浓度(mg/Nm³)；C_{NO_Out_In}和为入口烟气含氧量下的反应器出口NO和NO₂浓度(mg/Nm³)，根据公式(6)以及采取的稳定工况下的历史数据，计算得到不同负荷稳定工况下的烟气量数据。