本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，具體涉及基于大數(shù)據(jù)預(yù)測模型的scr脫硝系統(tǒng)噴氨控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和空氣質(zhì)量的日益關(guān)注，氮氧化物（氮氧化物氣體）作為主要的空氣污染物之一，其排放控制已成為各企業(yè)的重要目標(biāo)。然而，傳統(tǒng)scr系統(tǒng)在運(yùn)行過程中面臨著許多挑戰(zhàn)，尤其是在氨噴射量的優(yōu)化和氮氧化物氣體濃度的穩(wěn)定控制方面。在實(shí)際脫硝過程中，氨的噴射與氮氧化物氣體濃度之間存在時間延遲，這種滯后性使得傳統(tǒng)控制方法難以實(shí)時調(diào)整噴氨量，導(dǎo)致出口氮氧化物氣體濃度無法有效跟隨設(shè)定值；而為了確保氮氧化物氣體的完全還原，傳統(tǒng)scr系統(tǒng)往往采取過量噴氨的方式，這不僅導(dǎo)致氨水的浪費(fèi)，還可能引發(fā)氨逃逸，對環(huán)境造成二次污染。目前scr系統(tǒng)在控制過程中對歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的利用尚不充分，缺乏基于大數(shù)據(jù)分析的預(yù)測模型來提前調(diào)整氨噴射量，系統(tǒng)的運(yùn)行效率較低。因此，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析和實(shí)時監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對氨噴射量的優(yōu)化控制，從而有效降低氮氧化物氣體排放，同時減少氨的使用，是當(dāng)前scr技術(shù)亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供基于大數(shù)據(jù)預(yù)測模型的scr脫硝系統(tǒng)噴氨控制方法，以解決現(xiàn)有的問題。

2、本發(fā)明的基于大數(shù)據(jù)預(yù)測模型的scr脫硝系統(tǒng)噴氨控制方法采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一個實(shí)施例提供了基于大數(shù)據(jù)預(yù)測模型的scr脫硝系統(tǒng)噴氨控制方法，該方法包括以下步驟：

4、在反應(yīng)過程從開始到當(dāng)前時刻的時段中，獲取scr反應(yīng)器入口與出口處的氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)、獲取scr脫硝系統(tǒng)的噴氨流量、功率、煙氣流速；獲取完全打開閥門時的最大氨流量；

5、根據(jù)功率數(shù)據(jù)序列與氮氧化物氣體濃度數(shù)據(jù)序列，獲取第一時間滯后值；

6、根據(jù)scr反應(yīng)器入口與出口處的氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)、煙氣流速，獲取第三時間滯后值；根據(jù)噴氨流量、scr反應(yīng)器出口處氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)及煙氣流速，獲取第四時間滯后值；根據(jù)第四時間滯后值與第三時間滯后值，獲取第二時間滯后值；

7、根據(jù)第二時間滯后值的大小以及完全打開閥門時的最大氨流量，調(diào)控噴氨流量。

8、優(yōu)選的，所述根據(jù)功率數(shù)據(jù)序列與氮氧化物氣體濃度數(shù)據(jù)序列，獲取第一時間滯后值，包括的具體步驟如下：

9、在反應(yīng)過程從開始到當(dāng)前時刻的時段中，從第個時刻開始向前回溯預(yù)設(shè)值個時刻的時段，記為第個時刻的目標(biāo)時段；

10、計(jì)算第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)所有功率與所有scr反應(yīng)器入口處的氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，作為第個時刻的相關(guān)系數(shù)；

11、獲取每一時刻的相關(guān)系數(shù)，將所有時刻相關(guān)系數(shù)中最大的，記為煙氣從鍋爐到達(dá)scr反應(yīng)器的第一時間滯后值。

12、優(yōu)選的，所述根據(jù)scr反應(yīng)器入口與出口處的氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)、煙氣流速，獲取第三時間滯后值，包括的具體步驟如下：

13、在反應(yīng)過程從開始到當(dāng)前時刻的時段中，從第個時刻開始向前回溯預(yù)設(shè)值個時刻的時段，記為第個時刻的目標(biāo)時段；

14、計(jì)算第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)所有噴氨流量的標(biāo)準(zhǔn)差；

15、在scr反應(yīng)器入口處氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)的第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)，將，作為第個時刻scr反應(yīng)器入口處氮氧化物氣體濃度的二階差值，其中，、以及分別為scr反應(yīng)器入口處的氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)的第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)，第個時刻、第個時刻以及第個時刻下的scr反應(yīng)器入口處的氮氧化物氣體濃度值；

16、在第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)，將第個時刻scr反應(yīng)器入口處氮氧化物氣體濃度的二階差值與的比值，作為第個時刻scr反應(yīng)器入口處氮氧化物氣體濃度的滯后顯著程度；

17、獲取第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)所有時刻scr反應(yīng)器入口處氮氧化物氣體濃度的滯后顯著程度中局部極大值對應(yīng)的時刻，作為第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)的參考時刻；

18、獲取第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)每個參考時刻的目標(biāo)時段，計(jì)算每個參考時刻的目標(biāo)時段內(nèi)所有scr反應(yīng)器入口與出口處的氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，作為每個參考時刻的第二相關(guān)系數(shù)，獲取所有參考時刻第二相關(guān)系數(shù)中最大的，作為第三最大顯著時間滯后值；

19、將最大第二相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的參考時刻，記為第個時刻對應(yīng)的目標(biāo)時刻；

20、在第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)，根據(jù)參考時刻的個數(shù)、每個時刻scr反應(yīng)器入口處氮氧化物氣體濃度的滯后顯著程度、煙氣流速獲取第個時刻對應(yīng)的第三時間滯后值。

21、優(yōu)選的，所述在第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)，根據(jù)參考時刻的個數(shù)、每個時刻scr反應(yīng)器入口處氮氧化物氣體濃度的滯后顯著程度、煙氣流速獲取第個時刻對應(yīng)的第三時間滯后值，包括的具體步驟如下：

22、獲取第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)所有參考時刻的滯后顯著程度歸一化數(shù)值的和值；

23、獲取第三最大顯著時間滯后值與第個時刻對應(yīng)的目標(biāo)時刻下的煙氣流速值的比值；進(jìn)一步獲取所述比值與第個時刻下的煙氣流速值的乘積；

24、將第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)所有參考時刻的滯后顯著程度歸一化數(shù)值的和值，與所述比值與第個時刻下的煙氣流速值乘積的乘積，記為第個時刻對應(yīng)的第三時間滯后值。

25、優(yōu)選的，所述根據(jù)噴氨流量、scr反應(yīng)器出口處氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)及煙氣流速，獲取第四時間滯后值，包括的具體步驟如下：

26、在反應(yīng)過程從開始到當(dāng)前時刻的時段中，從第個時刻開始向前回溯預(yù)設(shè)值個時刻的時段，記為第個時刻的目標(biāo)時段；

27、計(jì)算第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)所有scr反應(yīng)器出口處氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；

28、在噴氨流量的第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)，將，作為第個時刻噴氨流量的二階差值，其中，、以及分別為噴氨流量的第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)，第個時刻、第個時刻以及第個時刻下的噴氨流量值；

29、在第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)，將第個時刻噴氨流量的二階差值與的比值，作為第個時刻噴氨流量的滯后顯著程度；

30、獲取第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)所有時刻噴氨流量的滯后顯著程度中局部極大值對應(yīng)的時刻，作為參照時刻；

31、獲取第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)每個參照時刻的目標(biāo)時段，計(jì)算每個參照時刻的目標(biāo)時段內(nèi)所有scr出口處的氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)與噴氨流量之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，作為每個參照時刻的第三相關(guān)系數(shù)，獲取所有參照時刻第三相關(guān)系數(shù)中最大的，作為第四最大顯著時間滯后值；

32、將最大第三相關(guān)系數(shù)對應(yīng)的參照時刻，記為第個時刻對應(yīng)的目標(biāo)時刻；

33、在第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)，根據(jù)參照時刻的個數(shù)、每個時刻噴氨流量的滯后顯著程度、煙氣流速獲取第個時刻對應(yīng)的第四時間滯后值。

34、優(yōu)選的，所述在第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)，根據(jù)參照時刻的個數(shù)、每個時刻噴氨流量的滯后顯著程度、煙氣流速獲取第個時刻對應(yīng)的第四時間滯后值，包括的具體步驟如下：

35、獲取所有時刻的目標(biāo)時段內(nèi)第個參照時刻的滯后顯著程度歸一化數(shù)值的和值；

36、獲取第四最大顯著時間滯后值與第個時刻對應(yīng)的目標(biāo)時刻下的煙氣流速值的比值；進(jìn)一步獲取所述比值與第個時刻下的煙氣流速值的乘積；

37、將第個時刻的目標(biāo)時段內(nèi)所有參照時刻的滯后顯著程度歸一化數(shù)值的和值，與所述比值與第個時刻下的煙氣流速值乘積的乘積，記為第個時刻下第四時間滯后值。

38、優(yōu)選的，所述根據(jù)第四時間滯后值與第三時間滯后值，獲取第二時間滯后值，包括的具體步驟如下：

39、第二時間滯后值為第個時刻對應(yīng)的第四時間滯后值減去第個時刻對應(yīng)的第三時間滯后值的差值。

40、優(yōu)選的，所述根據(jù)第二時間滯后值的大小以及完全打開閥門時的最大氨流量，調(diào)控噴氨流量，包括的具體步驟如下：

41、記第二時間滯后值為；

42、當(dāng)?shù)诙r間滯后值小于等于零時，用時刻的scr反應(yīng)器入口處氮氧化物氣體濃度作為時刻的scr反應(yīng)器入口處氮氧化物氣體濃度，對噴氨流量進(jìn)行調(diào)控；

43、當(dāng)?shù)诙r間滯后值大于零時，根據(jù)功率，獲取反應(yīng)器入口處的氣體預(yù)測值，根據(jù)反應(yīng)器入口處的氣體預(yù)測值及完全打開閥門時的最大氨流量，獲取閥門開度百分比。

44、優(yōu)選的，所述根據(jù)功率，獲取反應(yīng)器入口處的氣體預(yù)測值，包括的具體步驟如下：

45、在scr反應(yīng)器入口處的氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)中，將作為第個時刻scr反應(yīng)器入口處的氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)的一階差值，其中，和為scr反應(yīng)器入口處的氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)的第個時刻和第個時刻的scr反應(yīng)器入口處的氮氧化物氣體濃度值；

46、在功率中，將作為第個時刻功率的一階差值，其中和為功率的第個時刻和第個時刻的功率值；

47、獲取時刻下，scr反應(yīng)器入口處的氮氧化物氣體濃度時序數(shù)據(jù)的一階差值與時刻下，功率的一階差值的比值；進(jìn)一步獲取所有時刻下所述比值的均值，記為影響系數(shù)；

48、構(gòu)建從0到的第二時間滯后值序列，定義為第二時間滯后值序列中的任意一個數(shù)值；

49、記第一時間滯后值為；

50、獲取影響系數(shù)與時刻下，功率一階差值的乘積，進(jìn)一步獲取所述乘積與時刻下，scr反應(yīng)器入口處的氮氧化物氣體濃度值的和值，并記為預(yù)測和值；

51、獲取第二時間滯后值序列中所有數(shù)值下，所有預(yù)測和值的和值，記為時刻下，反應(yīng)器入口處的氣體預(yù)測值。

52、優(yōu)選的，所述根據(jù)反應(yīng)器入口處的氣體預(yù)測值及完全打開閥門時的最大氨流量，獲取閥門開度百分比，包括的具體步驟如下：

53、根據(jù)歷史氮氧化物氣體濃度穩(wěn)定輸出狀態(tài)下的氮氧化物氣體濃度數(shù)據(jù)，獲取對應(yīng)的最佳氨流量；

54、獲取待定參數(shù)、時刻下，反應(yīng)器入口處的氣體預(yù)測值及煙氣流速中第個時刻下的煙氣流速值三者的乘積；進(jìn)一步根據(jù)所述三者乘積與流量偏置項(xiàng)的和值，構(gòu)建與對應(yīng)時刻下最佳氨流量的等量關(guān)系；

55、根據(jù)等量關(guān)系及所有歷史時刻下的最佳氨流量、反應(yīng)器入口處的氣體預(yù)測值及煙氣流速中第個時刻下的煙氣流速值，進(jìn)行函數(shù)擬合，獲取與的取值，構(gòu)建回歸模型；

56、根據(jù)回歸模型，輸入當(dāng)前時刻下的氣體預(yù)測值和煙氣流速值，實(shí)時獲取當(dāng)前時刻下的所需氨流量；

57、將當(dāng)前時刻下的所需氨流量與閥門完全打開時最大氨流量的百分比，記為當(dāng)前時刻下的閥門開度百分比。

58、本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明通過綜合考慮煙氣從鍋爐到scr反應(yīng)器的時間滯后值、scr入口與出口氮氧化物氣體濃度變化的時間滯后值、以及噴氨流量數(shù)據(jù)與出口氮氧化物氣體濃度變化的時間滯后值，系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測反應(yīng)器入口處的氮氧化物氣體濃度。實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的時滯補(bǔ)償和氨流量預(yù)測，顯著提高了噴氨閥門的實(shí)時調(diào)控能力。這一方法不僅減少了氨的過量使用，降低了操作成本和環(huán)保風(fēng)險，還增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適應(yīng)性，為scr脫硝系統(tǒng)在應(yīng)對鍋爐負(fù)荷波動和氮氧化物氣體排放控制方面提供了有效的解決方案，推動了技術(shù)進(jìn)步與環(huán)境保護(hù)。