一种复合烟气流场测量方法及测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种复合烟气流场测量方法，通过数值模拟计算，建立不同工况下的烟道流场大数据库，并获取实时烟道截面烟气速度场、流向矢量场和污染物浓度场的测量数据，将数据库与测量数据进行叠加修正，获得最终的烟气流场数据。本发明专利技术将理论模拟值与实测数据进行叠加修正，使得修正后的测量数据更为精准，为污染物精准控制提供依据，保障达标排放，提高机组安全性，降低物耗能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种复合烟气流场测量方法及测量系统
本专利技术属于烟气污染物控制
，特别是涉及一种基于机组大数据软测量与在线连续测量装置相结合的复合烟气流场测量系统与方法。
技术介绍
打好污染防治攻坚战，解决好人民群众反映强烈的突出环境问题，既是改善环境民生的迫切需要，也是加强生态文明建设的当务之急。要保持攻坚力度和势头，继续推进大气环境综合整治。国家出台了一系列政策和措施，要求火电厂实施超低排放改造。在烟气污染物二氧化硫和氮氧化物脱除改造中，也采取一些积极措施。基本上都是先对烟气流场进行优化设计和改造，改善烟道截面烟气流速和污染物浓度分布的均匀性。但大多装置场地空间有限，无法达到理想要求。如SCR脱硝装置入口NOx浓度测量探头数量，从一个增加到三个，或者采用多点混合取样等方法；脱硫装置入口SO2浓度测量常采用一个测量探头；烟气流速测量也是采取多点混合取平均压力的方法；这些方法仍使污染物浓度和烟气流速测量数据仍不具有代表性，不能测量整个烟道截面的实际浓度、实际流速及实际流向。测量不准确无法为污染物的精准控制提供依据，如脱硝喷氨控制，不能根据烟道截面各个区域不同NOx浓度，而调节喷氨量的需求，造成烟道截面氨/氮摩尔比不均匀，氨过量则造成SCR反应器出口氨逃逸增加，氨量欠缺则造成NOx排放浓度超标。速度场不均匀也对喷氨控制精度造成一定影响。再如脱硫系统脱硫剂添加量控制，没有精确测量脱硫装置入口SO2浓度和流速，就无法计算需要脱除的SO2实际数量，也就无法精准控制脱硫剂的加入量，造成SO2排放浓度波动幅度增大，排放浓度超标，或者排放浓度过低，造成脱硫剂耗量增大。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能够有效提高测量精度的复合烟气流场测量系统。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种复合烟气流场测量方法，该复合烟气流场测量方法通过数值模拟理论计算，建立不同工况下的机组流场大数据库，对实测值进行修正，结合实测修正数据，对机组流场大数据库中该工况下的流场及浓度场进行修正，从而获取实时工况下的烟气数据。具体的，复合烟气流场测量方法通过对烟道截面进行网格划分，得到多个网格分区，数值模拟理论计算，建立不同工况下的机组流场大数据库，并对烟道截面烟气流速、污染物浓度分区实时测量，通过机组流场大数据库的理论模拟数据对实时测量数据进行修正，结合实测修正数据对机组流场大数据库中该工况下的流场及浓度场进行修正，从而获取实时工况下的烟气数据。其中，机组流场大数据库的理论模拟数据包括烟道截面速度场、流向矢量场和污染物浓度场。所获得的实时工况下的烟气数据包括烟道截面速度场、矢量场、污染物浓度场以及截面烟气流量和污染物浓度软测量数据。更为具体的，复合烟气流场测量方法包括以下步骤：S11、基于网格法根据烟道截面尺寸大小，对烟道截面进行网格划分，得到多个网格分区；S12、对截面分区烟气速度场、矢量场和污染物浓度场在不同负荷下的值进行数值模拟；S13、进行理论模拟，得到分区速度场、矢量场和污染物浓度场在不同工况下的理论模拟数据，建立流场大数据库；S14、对烟道分区烟气进行取样、预处理、循环轮测，得到烟道截面污染物浓度分区实测值；S15、对烟道烟气流速同时进行分区测量，得到烟气分区流速实测值；S16、结合数值模拟理论计算数据，对分区实测值进行修正，给出分区流速场、污染物浓度场以及截面烟气流量和污染物浓度测量修正数据；S17、结合测量修正数据，对机组流场大数据库进行修正，获取实时各分区速度场、污染物浓度场以及截面烟气流量和污染物浓度软测量数据。其中，步骤S16中，对分区实测值进行修正至少包括流向矢量场对烟气流速测量值的修正，烟气流向矢量场、流速场及浓度场的流场大数据库对实测流速场、实测污染物浓度场的修正，修正过程既包括对不符合理论计算测量异常值的剔除和修正，也包括流向与理想流向偏差对测量仪器影响的修正。上述流向矢量场对烟气流速测量值的修正具体方法为：结合数值模拟理论计算数据，获得实测流速偏差角，从而对烟气流速实测值进行修正，进一步对烟气流速场、污染物浓度场进行修正。本专利技术还提供了一种复合烟气流场测量系统，该测量系统用于网格分区的烟道截面，基于机组大数据软测量装置与在线连续测量装置相结合，在线连续测量装置包括与网格分区一一对应的多路烟道烟气取样装置、与网格分区一一对应的多路烟道烟气流速测量装置、烟道气体分析和控制装置；机组大数据软测量装置采用与机组SIS系统相连的服务器运算处理系统；其中，烟道气体分析和控制装置分别与各烟道烟气取样装置、烟道烟气流速测量装置相连；服务器运算处理系统分别与所述烟道气体分析和控制装置相连。烟道烟气流速测量装置包括烟道烟气流速取压装置、取压阀门、差压变送器。其中，网格分区为基于网格法根据烟道截面尺寸大小，对烟道截面进行网格划分的区域；每一路烟道烟气取样装置对应一个网格分区，用于对烟道分区样气进行除尘处理和取样；每一路取样阀门对应一路烟道烟气取样装置，在所述烟道气体分析和控制装置的控制下，切换选择所需分区的取样烟气，并在所述烟道气体分析和控制装置的控制下，对所述烟道样气取样装置进行反吹(通过设置常规的反吹装置)，防止灰尘堵塞；每一路烟道烟气流速取压装置对应一个网格分区，用于取得分区烟气流速的差压信号；差压变送器用于把取得的与流速对应的烟气流速实测差压信号转换为电信号，传送至所述烟道气体分析和控制装置；每一台差压变送器对应一路取压阀门；每一路取压阀门对应一路烟道烟气流速取压装置，在所述烟道气体分析和控制装置的控制下，取得流速差压，并经所述差压变送器，把流速实测数据送至所述烟道气体分析和控制装置，并在所述烟道气体分析和控制装置的控制下，对所述烟道烟气流速取压装置进行反吹(通过设置常规的反吹装置)，防止灰尘堵塞；烟道气体分析和控制装置，对提取的取样烟气进行预处理、循环轮流分析，得到各分区污染物成份实测数据，并把各分区污染物成份和烟气流速实测数据传送至所述服务器运算处理系统；服务器运算处理系统，基于机组基础参数和来自于机组SIS系统的运行大数据，理论模拟不同工况下各截面分区烟气速度场、矢量场和污染物浓度场数据并建立大数据库；服务器运算处理系统利用机组流场大数据库，对实时工况下各分区实测值进行修正，获取各分区速度场、污染物浓度场以及截面烟气流量和污染物浓度经修正后的测量数据；服务器运算处理系统结合实时工况下修正后的实测数据，对机组流场大数据库进行修正，获取实时工况下烟道截面速度场、流向矢量场、污染物浓度场以及截面烟气流量和污染物浓度软测量数据。上述机组大数据软测量装置与在线连续测量装置相结合，构成烟气流场复合测量系统。其中，服务器运算处理系统利用机组流场大数据库，对实时工况下各分区实测值进行修正，修正内容至少包括流向矢量场对烟气流速测量值的修正，烟气流向矢量场、流速场及浓度场大数据库对实测流速场、实测污染物浓度场的修正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合烟气流场测量方法，其特征在于：所述复合烟气流场测量方法通过数值模拟理论计算，建立不同工况下的机组流场大数据库，对实测值进行修正，结合实测修正数据，对机组流场大数据库中该工况下的流场及浓度场进行修正，从而获取实时工况下的烟气数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合烟气流场测量方法，其特征在于：所述复合烟气流场测量方法通过数值模拟理论计算，建立不同工况下的机组流场大数据库，对实测值进行修正，结合实测修正数据，对机组流场大数据库中该工况下的流场及浓度场进行修正，从而获取实时工况下的烟气数据。


2.根据权利要求1所述的复合烟气流场测量方法，其特征在于：所述复合烟气流场测量方法通过对烟道截面进行网格划分，得到多个网格分区，数值模拟理论计算，建立不同工况下的机组流场大数据库，并对烟道截面烟气流速、污染物浓度分区实时测量，通过机组流场大数据库的理论模拟数据对实时测量数据进行修正，结合实测修正数据对机组流场大数据库中该工况下的流场及浓度场进行修正，从而获取实时工况下的烟气数据。


3.根据权利要求2所述的复合烟气流场测量方法，其特征在于：所述机组流场大数据库的理论模拟数据包括烟道截面速度场、流向矢量场和污染物浓度场。


4.根据权利要求3所述的复合烟气流场测量方法，其特征在于：所获得的实时工况下的烟气数据包括烟道截面速度场、矢量场、污染物浓度场以及截面烟气流量和污染物浓度软测量数据。


5.根据权利要求4所述的复合烟气流场测量方法，其特征在于：所述复合烟气流场测量方法包括以下步骤：
S11、基于网格法根据烟道截面尺寸大小，对烟道截面进行网格划分，得到多个网格分区；
S12、对截面分区烟气速度场、矢量场和污染物浓度场在不同负荷下的值进行数值模拟；
S13、进行理论模拟，得到分区速度场、矢量场和污染物浓度场在不同工况下的理论模拟数据，建立流场大数据库；
S14、对烟道分区烟气进行取样、预处理、循环轮测，得到烟道截面污染物浓度分区实测值；
S15、对烟道烟气流速同时进行分区测量，得到烟气分区流速实测值；
S16、结合数值模拟理论计算数据，对分区实测值进行修正，给出分区流速场、污染物浓度场以及截面烟气流量和污染物浓度测量修正数据；
S17、结合测量修正数据，对机组流场大数据库进行修正，获取实时各分区速度场、污染物浓度场以及截面烟气流量和污染物浓度软测量数据。


6.根据权利要求5所述的复合烟气流场测量方法，其特征在于：所述步骤S16中，对分区实测值进行修正至少包括流向矢量...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨爱勇，张承武，李二欣，顾文浩，韦飞，舒喜，马修元，朱纯根，
申请(专利权)人：国电环境保护研究院有限公司，国电科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32