火電廠脫硝上網(wǎng)電量的計算方法
【技術領域】：
[0001 ] 本發(fā)明涉及自動化控制技術，特別涉及一種火電廠脫硝上網(wǎng)電量的計算方法。
【背景技術】：
[0002] 2014年電力生產(chǎn)，比上年增長3. 6%。分類型看，水電發(fā)電量10661億千瓦時，同 比增長19. 7%，占全國發(fā)電量的19. 2%，比上年提高2. 6個百分點；比上年降低3. 3個百分 點；核電、并網(wǎng)風電和并網(wǎng)太陽能發(fā)電量分別為1262億千瓦時、1563億千瓦時和231億千 瓦時，同比分別增長13. 2%、12. 2%和171%，占全國發(fā)電量的比重分別比上年提高0. 2個、 0. 2個和0. 3個百分點。根據(jù)國家環(huán)保部的統(tǒng)計，2013年，全國氮氧化物排放量2227. 4萬 噸，調(diào)查火電行業(yè)3102家，NOx排放量964. 6萬t，占全國NOx排放量的43. 3%，占工業(yè)NOx 排放量的62. 4%。可見火電行業(yè)仍是NOx排放量最多的行業(yè)。因此控制火電廠行業(yè)的NOx 的污染勢在必行。
[0003] 依照2012年1月1日起實施的GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》提 出了對S02、N0x、粉塵及汞的排放控制要求，自2012年1月1日起，新建火力發(fā)電鍋爐及燃 氣輪機組執(zhí)新的排放限值；自2014年7月1日起，現(xiàn)有火力發(fā)電鍋爐及燃氣輪機組執(zhí)行新 的排放限值。重點地區(qū)的火力發(fā)電鍋爐及燃氣輪機組執(zhí)行的大氣污染物特別排放限值。執(zhí) 行大氣污染物特別排放限值的具體地域范圍、實施時間，由國務院環(huán)境保護行政主管部門 規(guī)定。目前NOx排放控制是大氣污染物治理的重要內(nèi)容。
[0004] 目前，國內(nèi)外應用的NOx的控制途徑有三種：LNB (low NOx Burner低氮燃燒 器）、SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction選擇性非催化還原），SCR(Selective Catalytic Reduction)即為選擇性催化還原技術。其中，SCR是目前國內(nèi)火電廠最為廣泛 采用的脫硝方式，是控制NOx污染的主要技術手段。
[0005] 在我國，"面對日趨強化的資源環(huán)境約束，樹立綠色、低碳發(fā)展理念，以節(jié)能減排為 重點，健全激勵和約束機制，加快構(gòu)建資源節(jié)約、環(huán)境友好的生產(chǎn)方式和消費模式，增強可 持續(xù)發(fā)展能力。"是國家"十一五"規(guī)劃的戰(zhàn)略目標。根據(jù)國家相關標準，減少火力發(fā)電廠的 污染排放量是貫徹節(jié)能減排方針的重要途徑。在火力發(fā)電廠新建脫硝系統(tǒng)，可大大改善電 廠污染排放量，是目前火電廠實現(xiàn)環(huán)保運行的主要手段。
[0006] 隨著火電廠脫硝系統(tǒng)的建設和投運，凸現(xiàn)了一些新的問題。首先是火電廠自身缺 乏脫硝系統(tǒng)投入運營的積極性。其次電網(wǎng)公司缺乏脫硝系統(tǒng)運行監(jiān)視、評估的技術手段，不 能形成閉環(huán)反饋從而促進火電廠脫硝系統(tǒng)運行的有效控制。最后電網(wǎng)公司和火電廠之間不 能進行脫硝時段上網(wǎng)電量的核算，從而極大地阻礙了脫硝系統(tǒng)的市場化運營。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007] 本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提供了一種能推進脫硝工作 的規(guī)范化、市場化、法律化的火電廠脫硝上網(wǎng)電量的計算方法。
[0008] 為達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案予以實現(xiàn)：
[0009] 火電廠脫硝上網(wǎng)電量的計算方法，包括以下步驟：
[0010] 1)計算脫硝裝置NOx脫除量：利用煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)實時采集火電廠脫硝裝 置前及脫硝裝置后的NOx濃度及煙氣流量數(shù)據(jù)，計算NOx脫除量如下：
[0011] NOx 脫除量（kg/h) = 0· 001 X ((SCR 進口 NOx 平均濃度（mg/Nm3) -SCR 出口 NOx 平 均濃度（mg/Nm3)) X 煙氣量（kNm3/h);
[0012] 2)計算脫硝劑理論最小投入量：利用火電廠分布式控制系統(tǒng)及煙氣排放連續(xù)監(jiān) 測系統(tǒng)采集機組運行過程中的煙氣流量，生成煙氣的NOx濃度，同時依據(jù)GB13223-2011規(guī) 定的NOx允許排放值，計算脫硝劑理論最小投入量；
[0013] 3)根據(jù)計算量及采集的實時數(shù)據(jù)判斷是否為有效脫硝，有效脫硝的指標為：
[0014] a)脫硝裝置的NOx脫除量小于脫硝裝置設計容量；
[0015] b)利用火電廠分布式控制系統(tǒng)采集機組運行過程中脫硫劑流量，并滿足脫硝劑流 量大于脫硝劑理論最小投入量；
[0016] c)脫硝裝置出口 NOx濃度小于GB13223-2011要求；
[0017] d)利用火電廠分布式控制系統(tǒng)采集機組運行過程中脫硝裝置擋板狀態(tài)，并滿足 SCR反應器出口、入口擋板全開；
[0018] 若統(tǒng)計時間段內(nèi)火電機組運行同時滿足上述要求，則火電機組煙氣NOx排放合 格，脫硝電量計入有效脫硝電量；
[0019] 若統(tǒng)計時間段內(nèi)火電機組運行不滿足上述任意一項要求，則火電機組煙氣NOx排 放不合格，脫硝電量計入無效脫硝電量；
[0020] 4)計算無效脫硝電量，處于無效脫硝狀態(tài)的機組的上網(wǎng)電量定義為無效脫硝電 量；電能量計費系統(tǒng)以每N分鐘間隔采集電量數(shù)據(jù)，分布式控制系統(tǒng)以秒級間隔采集機組 有功功率，同時根據(jù)步驟4)判斷脫硝狀態(tài)，進而計算無效脫硝電量，其中，N不大于60分 鐘；
[0021] 5)計算脫硝上網(wǎng)電量，脫硝上網(wǎng)電量=總電量-無效脫硝電量。
[0022] 本發(fā)明進一步的改進在于：所述的步驟2)計算脫硝劑理論最小投入量是采用如 下方法得到的：
[0023] 脫硝劑氨流量理論最小投入量按如下公式確定：
【主權項】
1. 火電廠脫硝上網(wǎng)電量的計算方法，其特征在于，包括w下步驟： 1) 計算脫硝裝置NOx脫除量；利用煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)實時采集火電廠脫硝裝置前 及脫硝裝置后的NOx濃度及煙氣流量數(shù)據(jù)，計算NOx脫除量如下： NOx脫除量化g/h) = 0. 001X((SCR進口NOx平均濃度（mg/Nm3) -SCR出口NOx平均濃 度（mg/NnO)X煙氣量（kNm3/h); 2) 計算脫硝劑理論最小投入量：利用火電廠分布式控制系統(tǒng)及煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系 統(tǒng)采集機組運行過程中的煙氣流量，生成煙氣的NOx濃度，同時依據(jù)GB13223-2011規(guī)定的 NOx允許排放值，計算脫硝劑理論最小投入量； 3) 根據(jù)計算量及采集的實時數(shù)據(jù)判斷是否為有效脫硝，有效脫硝的指標為： a) 脫硝裝置的NOx脫除量小于脫硝裝置設計容量； b) 利用火電廠分布式控制系統(tǒng)采集機組運行過程中脫硫劑流量，并滿足脫硝劑流量大 于脫硝劑理論最小投入量； C)脫硝裝置出口NOx濃度小于GB13223-2011要求； d)利用火電廠分布式控制系統(tǒng)采集機組運行過程中脫硝裝置擋板狀態(tài)，并滿足SCR反 應器出口、入口擋板全開； 若統(tǒng)計時間段內(nèi)火電機組運行同時滿足上述要求，則火電機組煙氣NOx排放合格，脫 硝電量計入有效脫硝電量； 若統(tǒng)計時間段內(nèi)火電機組運行不滿足上述任意一項要求，則火電機組煙氣NOx排放不 合格，脫硝電量計入無效脫硝電量； 4) 計算無效脫硝電量，處于無效脫硝狀態(tài)的機組的上網(wǎng)電量定義為無效脫硝電量；電 能量計費系統(tǒng)W每N分鐘間隔采集電量數(shù)據(jù)，分布式控制系統(tǒng)W秒級間隔采集機組有功功 率，同時根據(jù)步驟4)判斷脫硝狀態(tài)，進而計算無效脫硝電量，其中，N不大于60分鐘； 5) 計算脫硝上網(wǎng)電量，脫硝上網(wǎng)電量=總電量-無效脫硝電量。
2. 根據(jù)權利要求1所述的火電廠脫硝上網(wǎng)電量的計算方法，其特征在于：所述的步驟 2)計算脫硝劑理論最小投入量是采用如下方法得到的： 脫硝劑氨流量理論最小投入量按如下公式確定：
式中；Qmi。一一標準狀態(tài)下脫硝劑流量理論最小值，mVh; V,一一標準狀態(tài)下氣體的摩爾體積，值等于22. 4,L/mol; NOXi。--WN02計，在干基標態(tài)及6% 0 2狀態(tài)下，機組SCR進口NOx排放濃度，mg/m3; Feh--在干基標態(tài)及6%化狀態(tài)下，機組煙畫入口總煙氣流量，km; Mn〇2--N02的摩爾質(zhì)量，g/mol; N0x",--GB13223允許的NOx排放濃度，mg/m3; Cl--脫硝劑流量測量誤差修正系數(shù)； 寫2 -一煙氣流量測量誤差修正系數(shù)； 寫3-一氮氧化物濃度測量誤差修正系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的火電廠脫硝上網(wǎng)電量的計算方法，其特征在于：所述的步驟 4)中計算無效脫硝電量是采用如下方法得到： 電能量計費系統(tǒng)W每N分鐘間隔采集電量數(shù)據(jù)，采用W下公式計算每N分鐘內(nèi)的無效 脫硝電量D;
(2) 其中： Pit-一由數(shù)據(jù)處理得到的機組處于無效脫硝狀態(tài)時的瞬時功率； Pt--從脫硝RTU采集到的機組瞬時功率；ti一一機組處于無效脫硝狀態(tài)的持續(xù)時間； E,一一從電能量計費系統(tǒng)獲取的機組每N分鐘電量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火電廠脫硝上網(wǎng)電量的計算方法，包括計算火電廠運行過程中脫硝裝置脫除的NOx量，計算理論脫硝劑最小投入量，根據(jù)計算量及采集的實時數(shù)據(jù)判斷是否為有效脫硝，計算無效脫硝電量，進而計算脫硝上網(wǎng)電量。利用本發(fā)明提供的火電廠脫硝上網(wǎng)電量的計算方法，為電網(wǎng)公司和火電廠之間建立一個脫硝系統(tǒng)運行管理的閉環(huán)反饋信息通道提供了可能。有利于規(guī)范并網(wǎng)火電廠的脫硝管理和購售電合同管理，為政府職能部門提供污染物排放統(tǒng)計數(shù)據(jù)和監(jiān)管依據(jù)，對改善大氣質(zhì)量、保護生態(tài)環(huán)境將發(fā)揮積極作用；同時，也對推進脫硝工作的規(guī)范化、市場化、法律化提供了技術支撐。
【IPC分類】G01R22-00
【公開號】CN104793050
【申請?zhí)枴緾N201510197031
【發(fā)明人】王智微, 王忠杰, 馬朋波, 李穎杰, 陳 勝
【申請人】西安西熱電站信息技術有限公司, 貴州電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月23日