[发明专利]一种基于大数据及萤火虫算法的多层级精细化智能脱硝系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于大数据及萤火虫算法的多层级精细化智能脱硝系统，包括省煤器、SCR脱硝装置、空预器、除尘装置、脱硫装置、尾气排放装置、锅炉机组、喷氨母管组件、脱硝入口流速及NOx场分布监测系统、脱硝出口NOx/NH₃场分布监测系统、催化剂区的NOX场分布监测系统和催化剂区的NOx/NH₃不均匀度分析系统；本发明通过大数据以及粒子群优化算法，建立喷氨支管实时调整制度，实现分区控制和喷氨总量优化双重控制；流场匹配准确、变工况适应性强，能有效提升喷氨控制的品质，使SCR性能适应NOx超低排放要求，达到节约喷氨量、降低NOx排放浓度、降低空预器堵塞几率、减轻尾部设备积灰综合效果。

技术领域

本发明涉及一种燃煤电厂脱硝系统，尤其是涉及一种多层级精细化智能脱硝系统，属于电厂污染处理技术领域。

背景技术

由于我国较为严格的NO_X排放限值，除了燃烧中控制技术外，还必须结合燃烧后烟气脱硝技术，主要包括SCR、SNCR和SCR/SNCR混合等技术。燃煤电厂脱硝改造呈全面爆发的增长趋势，其中，SCR烟气脱硝技术因其较高的脱硝效率(最高可达90％)，占火电机组脱硝容量的95％以上，成为我国燃煤电厂烟气脱硝的主流技术。

SCR烟气脱硝技术，由于脱硝技术引进消化吸收不彻底、运行工况复杂，脱硝装置在设计、设备选型和运行等方面还存在诸多问题，比如烟气流场、NO_X浓度场分布不均；烟气流速、NO_X浓度测量不具有代表性；脱硝出口NH₃浓度场分布不均，测量不具有代表性；烟气量分配不均；煤种和负荷多变，缺乏科学动态调整喷氨的依据和手段；

目前影响SCR脱硝系统效率的因素有很多，但确保合理的区域喷氨量和喷氨后氨气能够与原烟气混合均匀是提升SCR脱硝效率的有效技术手段。现有技术一般是点对点解决，这在电厂频繁调峰的需求以及耦合反应存在的情况下往往不能得到良好的结果。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种实时在线多层级精细化智能脱硝系统。解决SCR流场和浓度场分布不均，无法实现精细化喷氨，无法适应煤种和负荷变化的问题，最终实现燃煤电厂超低排放下的智能脱硝。

本发明具体技术方案为：

一种基于大数据及萤火虫算法的多层级精细化智能脱硝系统，

包括省煤器、SCR脱硝装置、空预器、除尘装置、脱硫装置、尾气排放装置、锅炉机组、喷氨母管组件、脱硝入口流速及NOx场分布监测系统、脱硝出口NOx/NH₃场分布监测系统、催化剂区的NOx场分布监测系统和催化剂区的NOx/NH₃不均匀度分析系统；NOx/NH₃表示NOx和NH₃；

省煤器、SCR脱硝装置、空预器、除尘装置、脱硫装置和尾气排放装置之间通过烟道依次顺序连接；锅炉机组与省煤器通过烟道连接；

SCR脱硝装置中设置SCR催化剂层；催化剂区的NOx场分布监测系统和催化剂区的NOx/NH₃不均匀度分析系统设置在SCR脱硝装置的SCR催化剂层；

脱硝入口流速及NOx场分布监测系统设置在省煤器出口和SCR脱硝装置的入口之间的烟道中；

脱硝出口NOx/NH₃场分布监测系统设置在SCR脱硝装置的出口和空预器入口之间的烟道中。

喷氨母管组件包括液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲器、气体混合器和稀释风机，所述液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲器和气体混合器通过喷氨母管依次顺序相连接，稀释风机的出风口连接气体混合器，气体混合器的出口设置喷氨支管，喷氨支管与省煤器的出口处的烟道相连通，喷氨支管上设置有喷氨支管阀门，液氨储罐与液氨蒸发器之间设置有喷氨总阀。