G06F19/00
1.一种基于机组经济性的锅炉NO x排放评价指标的分析方法，其特征在于： 该方法的步骤如下：
第一步获得试验中各工况时机组平均发电负荷、平均给煤质量流量、平均 空气质量流量、机组平均厂用电率及平均NO x排放质量浓度：根据试验时间内机 组发电负荷、给煤质量流量、空气质量流量、机组厂用电率及NO x排放质量浓 度的参数，通过公式计算获得机组平均发电负荷、平均给煤质量流量、平均空 气质量流量、机组平均厂用电率及平均NO x排放质量浓度；
第二步获得试验中各工况时平均给煤质量流量燃烧产生实际烟气体积流 量：根据煤样的收到基分析数据及本发明第一步获得的试验中各工况时平均给 煤质量流量，首先通过公式计算获得试验中各工况时平均给煤质量流量燃烧所 需的理论空气质量流量；再根据煤样的收到基分析数据、本发明第一步获得的 平均给煤质量流量及本发明步骤之前获得的平均给煤质量流量燃烧所需的理论 空气质量流量，通过公式计算获得试验中各工况时平均给煤质量流量燃烧产生的 理论烟气体积流量；最后根据本发明第一步获得的平均给煤质量流量、平均空 气质量流量、本发明步骤之前获得的平均给煤质量流量燃烧所需的理论空气质 量流量及产生的理论烟气体积流量，通过公式计算获得试验中各工况时平均给 煤质量流量燃烧产生的实际烟气体积流量；
第三步获得试验中各工况时平均NO x排放质量流量：根据本发明第一步获 得的平均NO x排放质量浓度及本发明第二步获得的平均给煤质量流量燃烧产生 的实际烟气体积流量，通过公式计算获得试验中各工况时平均NO x排放质量流 量；
第四步获得试验中各工况时NO x排放发电评价指标η′ NOx及NO x排放供电评 价指标η NOx：根据本发明第一步获得的机组平均发电负荷及本发明第三步获得的 平均NO x排放质量流量，通过公式计算试验中各工况时NO x排放发电评价指标 η′ NOx；再根据本发明第一步获得的机组平均发电负荷、机组平均厂用电率及本发 明第三步获得的平均NO x排放质量流量，通过公式计算获得试验中各工况时NO x 排放供电评价指标η NOx。
2.根据权利要求1所述的基于机组经济性的锅炉NO x排放评价指标的分析 方法，其特征在于：
所述的第一步是：获得试验中各工况时机组平均发电负荷P MW、平均给煤质 量流量m coal、平均空气质量流量υ、机组平均厂用电率β p及平均NO x排放质量浓 度ρ m：根据试验时间(10小时)内机组发电负荷P MW′(单位MW)、给煤质量流 量m coal′(单位t/h)、空气质量流量υ′(单位t/h)、机组厂用电率β p′(单位％)及 NO x排放浓度ρ m′(单位mg/Nm 3)的参数，通过公式 及 计算获得机组平均发电负荷P MW(单 位MW)、平均给煤质量流量m coal(单位t/h)、平均空气质量流量υ(单位t/h)、 机组平均厂用电率β p(单位％)及平均NO x排放质量浓度ρ m(单位mg/Nm 3)。
3.根据权利要求1所述的基于机组经济性的锅炉NO x排放评价指标的分析 方法，其特征在于：
所述的第二步是：获得试验中各工况时平均给煤质量流量m coal燃烧产生实际 烟气体积流量V 0：根据煤样的收到基分析数据及本发明第一步获得的试验中各 工况时平均给煤质量流量m coal，首先通过公式 υ 0＝1.293m coal×[0.0889(C ar+0.375S ar)+0.265H ar-0.0333O ar]，计算获得试验中各工况 时平均给煤质量流量m coal燃烧所需的理论空气质量流量υ 0(单位t/h)；再根据煤 样的收到基分析数据、本发明第一步获得的平均给煤质量流量m coal及本发明步骤 之前获得的平均给煤质量流量m coal燃烧所需的理论空气质量流量υ 0，通过公式 计算获得 试验中各工况时平均给煤质量流量m coal燃烧产生的理论烟气体积流量V′(单位 Nm 3/h)；最后根据本发明第一步获得的平均给煤质量流量m coal、平均空气质量流 量υ、本发明步骤之前获得的平均给煤质量流量m coal燃烧所需的理论空气质量流 量υ 0及产生的理论烟气体积流量V′，通过公式 计算获得试验中各工况时平均给煤质量流量m coal燃烧产生 的实际烟气体积流量V 0(单位Nm 3/h)。
4.根据权利要求1所述的基于机组经济性的锅炉NO x排放评价指标的分析 方法，其特征在于：
所述的第三步是：获得试验中各工况时平均NO x排放质量流量m NOx：根据 本发明第一步获得的平均NO x排放质量浓度ρ m及本发明第二步获得的平均给煤 质量流量m coal燃烧产生的实际烟气体积流量V 0，通过公式 计算获 得试验中各工况时平均NO x排放质量流量m NOx(单位g/h)。
5.根据权利要求1所述的基于机组经济性的锅炉NO x排放评价指标的分析 方法，其特征在于：
所述的第四步是：获得试验中各工况时NO x排放发电评价指标η′ NOx及NO x 排放供电评价指标η NOx：根据本发明第一步获得的机组平均发电负荷P MW及本发 明第三步获得的平均NO x排放质量流量m NOx，通过公式 计算获 得试验中各工况时NO x排放发电评价指标η′ NOx(单位g/kW·h)；再根据本发明第 一步获得的机组平均发电负荷P MW、机组平均厂用电率β p及本发明第三步获得的 平均NO x排放质量流量m NOx，通过公式 计算获得试验 中各工况时NO x排放供电评价指标η NOx(单位g/kW·h)。
本发明涉及一种锅炉NOx排放评价指标的分析方法，尤其涉及一种基于火 力发电厂机组经济性的锅炉NOx排放评价指标的分析方法,属于燃烧污染物控 制分析的研究领域。
煤是一种“肮脏”的燃料，它在供应能量的同时，会以粉尘、二氧 化硫、氮氧化物、二氧化碳、灰渣等污染环境，而火电厂作为燃煤大户，其污 染物排放的监测和控制有待进一步加强。
2011年国家环境保护部正式颁布了《火电厂大气污染物排放标准》 (GB13223-2011)，对于烟尘、SO2及NOx的排放有了更加严格的要求，这是目 前世界上最为严格的排放标准。按照标准要求，现有燃煤火力发电锅炉氮氧化 物(以NO2计)排放执行100mg/Nm3(折算到6％O2)的排放限值；现有燃油锅 炉氮氧化物(以NO2计)排放执行100mg/Nm3(折算到3％O2)；现有燃天然气 锅炉氮氧化物(以NO2计)排放执行100mg/Nm3(折算到3％O2)。从我国针对 氮氧化物排放限值的规定中可以发现，我国对于氮氧化物带来的危害越来越重 视，控制火电厂氮氧化物的排放已成为火电行业“十二五”环境保护工作的重中之 重，火电脱硝已经成为首要任务。
为达到这样的排放标准，大量的锅炉需要采取措施对NOx的排放进行控制。 目前，应用于电厂NOx控制技术主要有三种：低NOx燃烧器、选择性催化还 原烟气脱硝技术(SCR)以及选择性非催化还原烟气脱硝技术(SNCR)。其中SCR 技术脱硝效率最大，相对容易实现排放标准，但是SCR技术庞大的投资和日常 运行成本是最高的，一直制约该技术的应用；SNCR投资成本为中等，运行成 本也较高，但脱硝效率一般。而低NOx燃烧技术，投资和运行维护成本相对最 低，尽管脱硝效率稍显偏低，但可以降低SCR装置入口前NOx排放浓度，可以 有效控制SCR装置规模和减少日常运行所需的各种费用。
低NOx燃烧技术非常适合控制氮氧化物的生成，但也存在燃烧效率与NOx 浓度降低效率相矛盾的问题，如果低NOx燃烧技术运用不当，会造成CO含量 的急剧增加，从而大大增加化学未完全燃烧热损失。同时，也会引起飞灰含碳 量的增加，导致机械未完全燃烧损失的增加，燃烧效率降低，机组的经济性下 降。此外，低氧浓度会使炉膛内某些地区成为还原性气氛，从而降低灰熔点， 增加炉壁结渣和腐蚀的风险。因此，在实施低NOx燃烧技术时，要在保证锅炉 的安全性和经济性的前提下进行。
电厂锅炉的经济运行一直是一个被广为重视的问题,这不仅牵扯企业的经 济效益,而且在能源日益短缺的将来对节约能源,实现持续协调发展更具重大 意义。我国的煤炭绝大部分用在发电方面,节能降耗对电站锅炉更是迫在眉睫。 火电厂的节能重点就是要提高热力设备及热力系统的燃料转换率，煤耗率的高 低能反映出火电厂热经济运行情况的好坏,也能反映出电厂设备完好情况、检修 质量、运行操作水平、系统合理性及专业管理水平。火电厂的煤耗技术经济指 标可分为发电标煤耗和供电标煤耗，发电标煤耗是指统计期内每发一千瓦时电 量所需耗用的标准煤量，而供电标煤耗是指统计期内每供一千瓦时电量所需耗 用的标准煤量。如果锅炉煤质不变，同样的发电量耗用的原煤量相同,但由于厂 用电量或者厂用汽量导致机组厂用电率增高(其中包括输煤皮带、给煤机、除渣 机及水泵等功率增加)，就会造成供电煤耗增加。可见，供电标煤耗是反映火电 厂发电设备效率和经济性的一项综合性技术经济指标。
前述认为，在实施低NOx燃烧技术时，要在保证锅炉的安全性和经济性的 前提下进行。但目前的火电厂大气污染物排放标准中氮氧化物的排放限值的单 位要求为mg/m3，该限值仅考虑了NOx排放的浓度限值，并没有基于火力发电 厂的经济性进行评价。
目前对于基于火力发电厂机组经济性的锅炉NOx排放评价指标的分析尚无 报道。
本发明提供一种基于机组经济性的锅炉NOx排放评价指标的分析 方法，其目的是解决目前基于机组经济性的锅炉NOx排放的评价指标的分析方法 尚属空白的问题。
技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种基于机组经济性的锅炉NOx排放评价指标的分析方法，其特征在于：该 方法的步骤如下：
第一步获得试验中各工况时机组平均发电负荷、平均给煤质量流量、平均 空气质量流量、机组平均厂用电率及平均NOx排放质量浓度：根据试验时间内机 组发电负荷、给煤质量流量、空气质量流量、机组厂用电率及NOx排放质量浓 度的参数，通过公式计算获得机组平均发电负荷、平均给煤质量流量、平均空 气质量流量、机组平均厂用电率及平均NOx排放质量浓度；
第二步获得试验中各工况时平均给煤质量流量燃烧产生实际烟气体积流 量：根据煤样的收到基分析数据及本发明第一步获得的试验中各工况时平均给 煤质量流量，首先通过公式计算获得试验中各工况时平均给煤质量流量燃烧所 需的理论空气质量流量；再根据煤样的收到基分析数据、本发明第一步获得的 平均给煤质量流量及本发明步骤之前获得的平均给煤质量流量燃烧所需的理论 空气质量流量，通过公式计算获得试验中各工况时平均给煤质量流量燃烧产生的 理论烟气体积流量；最后根据本发明第一步获得的平均给煤质量流量、平均空 气质量流量、本发明步骤之前获得的平均给煤质量流量燃烧所需的理论空气质 量流量及产生的理论烟气体积流量，通过公式计算获得试验中各工况时平均给 煤质量流量燃烧产生的实际烟气体积流量；
第三步获得试验中各工况时平均NOx排放质量流量：根据本发明第一步获 得的平均NOx排放质量浓度及本发明第二步获得的平均给煤质量流量燃烧产生 的实际烟气体积流量，通过公式计算获得试验中各工况时平均NOx排放质量流 量；
第四步获得试验中各工况时NOx排放发电评价指标η′NOx及NOx排放供电评 价指标ηNOx：根据本发明第一步获得的机组平均发电负荷及本发明第三步获得的 平均NOx排放质量流量，通过公式计算试验中各工况时NOx排放发电评价指标 η′NOx；再根据本发明第一步获得的机组平均发电负荷、机组平均厂用电率及本发 明第三步获得的平均NOx排放质量流量，通过公式计算获得试验中各工况时NOx 排放供电评价指标ηNOx。
所述的第一步是：获得试验中各工况时机组平均发电负荷PMW、平均给煤质
量流量mcoal、平均空气质量流量υ、机组平均厂用电率βp及平均NOx排放质量浓
度ρm：根据试验时间(10小时)内机组发电负荷PMW′(单位MW)、给煤质量流
量mcoal′(单位t/h)、空气质量流量υ′(单位t/h)、机组厂用电率βp′(单位％)及
NOx排放浓度ρm′(单位mg/Nm3)的参数，通过公式
位MW)、平均给煤质量流量mcoal(单位t/h)、平均空气质量流量υ(单位t/h)、
机组平均厂用电率βp(单位％)及平均NOx排放质量浓度ρm(单位mg/Nm3)。
所述的第二步是：获得试验中各工况时平均给煤质量流量mcoal燃烧产生实际
烟气体积流量V0：根据煤样的收到基分析数据及本发明第一步获得的试验中各
工况时平均给煤质量流量mcoal，首先通过公式
υ0＝1.293mcoal×[0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar]，计算获得试验中各工况
时平均给煤质量流量mcoal燃烧所需的理论空气质量流量υ0(单位t/h)；再根据煤
样的收到基分析数据、本发明第一步获得的平均给煤质量流量mcoal及本发明步骤
之前获得的平均给煤质量流量mcoal燃烧所需的理论空气质量流量υ0，通过公式
试验中各工况时平均给煤质量流量mcoal燃烧产生的理论烟气体积流量V′(单位
Nm3/h)；最后根据本发明第一步获得的平均给煤质量流量mcoal、平均空气质量流
量υ、本发明步骤之前获得的平均给煤质量流量mcoal燃烧所需的理论空气质量流
量υ0及产生的理论烟气体积流量V′，通过公式
计算获得试验中各工况时平均给煤质量流量mcoal燃烧产生
的实际烟气体积流量V0(单位Nm3/h)。
所述的第三步是：获得试验中各工况时平均NOx排放质量流量mNOx：根据
本发明第一步获得的平均NOx排放质量浓度ρm及本发明第二步获得的平均给煤
质量流量mcoal燃烧产生的实际烟气体积流量V0，通过公式计算获
得试验中各工况时平均NOx排放质量流量mNOx(单位g/h)。
所述的第四步是：获得试验中各工况时NOx排放发电评价指标η′NOx及NOx
排放供电评价指标ηNOx：根据本发明第一步获得的机组平均发电负荷PMW及本发
明第三步获得的平均NOx排放质量流量mNOx，通过公式计算获
得试验中各工况时NOx排放发电评价指标η′NOx(单位g/kW·h)；再根据本发明第
一步获得的机组平均发电负荷PMW、机组平均厂用电率βp及本发明第三步获得的
平均NOx排放质量流量mNOx，通过公式计算获得试验
中各工况时NOx排放供电评价指标ηNOx(单位g/kW·h)。
优点及效果：
本发明提供一种基于火力发电厂机组经济性的NOx排放评价指标，解决了目 前基于机组经济性的锅炉NOx排放的评价指标的分析方法尚属空白的问题。
本发明可以反映出火力发电厂在一定机组经济性下的氮氧化物排放情况，也 可以反映不同负荷乃至不同类型机组的污染物排放水平，为不同种类脱硝装置 效果的客观评价提供了更多的选择。
图1为试验中各工况时机组发电负荷参数变化图。
图2为试验中各工况时给煤质量流量参数变化图。
图3为试验中各工况时空气质量流量参数变化图。
图4为试验中各工况时机组厂用电率参数变化图。
图5为试验中各工况时NOx排放质量浓度参数变化图。
下面结合附图对本发明做进一步的描述：
如图1所示，本发明提供一种一种基于机组经济性的锅炉NOx排放评价指标 的分析方法，该方法的步骤如下：
第一步获得试验中各工况时机组平均发电负荷、平均给煤质量流量、平均 空气质量流量、机组平均厂用电率及平均NOx排放质量浓度：根据试验时间内机 组发电负荷、给煤质量流量、空气质量流量、机组厂用电率及NOx排放质量浓 度的参数，通过公式计算获得机组平均发电负荷、平均给煤质量流量、平均空 气质量流量、机组平均厂用电率及平均NOx排放质量浓度；
第二步获得试验中各工况时平均给煤质量流量燃烧产生实际烟气体积流 量：根据煤样的收到基分析数据及本发明第一步获得的试验中各工况时平均给 煤质量流量，首先通过公式计算获得试验中各工况时平均给煤质量流量燃烧所 需的理论空气质量流量；再根据煤样的收到基分析数据、本发明第一步获得的 平均给煤质量流量及本发明步骤之前获得的平均给煤质量流量燃烧所需的理论 空气质量流量，通过公式计算获得试验中各工况时平均给煤质量流量燃烧产生的 理论烟气体积流量；最后根据本发明第一步获得的平均给煤质量流量、平均空 气质量流量、本发明步骤之前获得的平均给煤质量流量燃烧所需的理论空气质 量流量及产生的理论烟气体积流量，通过公式计算获得试验中各工况时平均给 煤质量流量燃烧产生的实际烟气体积流量；
第三步获得试验中各工况时平均NOx排放质量流量：根据本发明第一步获 得的平均NOx排放质量浓度及本发明第二步获得的平均给煤质量流量燃烧产生 的实际烟气体积流量，通过公式计算获得试验中各工况时平均NOx排放质量流 量；
第四步获得试验中各工况时NOx排放发电评价指标η′NOx及NOx排放供电评 价指标ηNOx：根据本发明第一步获得的机组平均发电负荷及本发明第三步获得的 平均NOx排放质量流量，通过公式计算试验中各工况时NOx排放发电评价指标 η′NOx；再根据本发明第一步获得的机组平均发电负荷、机组平均厂用电率及本发 明第三步获得的平均NOx排放质量流量，通过公式计算获得试验中各工况时NOx 排放供电评价指标ηNOx。
所述的第一步是：获得试验中各工况时机组平均发电负荷PMW、平均给煤质
量流量mcoal、平均空气质量流量υ、机组平均厂用电率βp及平均NOx排放质量浓
度ρm：根据试验时间(10小时)内机组发电负荷PMW′(单位MW)、给煤质量流
量mcoal′(单位t/h)、空气质量流量υ′(单位t/h)、机组厂用电率βp′(单位％)及
NOx排放浓度ρm′(单位mg/Nm3)的参数，通过公式
位MW)、平均给煤质量流量mcoal(单位t/h)、平均空气质量流量υ(单位t/h)、
机组平均厂用电率βp(单位％)及平均NOx排放质量浓度ρm(单位mg/Nm3)。
所述的第二步是：获得试验中各工况时平均给煤质量流量mcoal燃烧产生实际
烟气体积流量V0：根据煤样的收到基分析数据及本发明第一步获得的试验中各
工况时平均给煤质量流量mcoal，首先通过公式
υ0＝1.293mcoal×[0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar]，计算获得试验中各工况
时平均给煤质量流量mcoal燃烧所需的理论空气质量流量υ0(单位t/h)；再根据煤
样的收到基分析数据、本发明第一步获得的平均给煤质量流量mcoal及本发明步骤
之前获得的平均给煤质量流量mcoal燃烧所需的理论空气质量流量υ0，通过公式
试验中各工况时平均给煤质量流量mcoal燃烧产生的理论烟气体积流量V′(单位
Nm3/h)；最后根据本发明第一步获得的平均给煤质量流量mcoal、平均空气质量流
量υ、本发明步骤之前获得的平均给煤质量流量mcoal燃烧所需的理论空气质量流
量υ0及产生的理论烟气体积流量V′，通过公式
计算获得试验中各工况时平均给煤质量流量mcoal燃烧产生
的实际烟气体积流量V0(单位Nm3/h)。
所述的第三步是：获得试验中各工况时平均NOx排放质量流量mNOx：根据
本发明第一步获得的平均NOx排放质量浓度ρm及本发明第二步获得的平均给煤
质量流量mcoal燃烧产生的实际烟气体积流量V0，通过公式计算获
得试验中各工况时平均NOx排放质量流量mNOx(单位g/h)。
所述的第四步是：获得试验中各工况时NOx排放发电评价指标η′NOx及NOx
排放供电评价指标ηNOx：根据本发明第一步获得的机组平均发电负荷PMW及本发
明第三步获得的平均NOx排放质量流量mNOx，通过公式计算获
得试验中各工况时NOx排放发电评价指标η′NOx(单位g/kW·h)；再根据本发明第
一步获得的机组平均发电负荷PMW、机组平均厂用电率βp及本发明第三步获得的
平均NOx排放质量流量mNOx，通过公式计算获得试验
中各工况时NOx排放供电评价指标ηNOx(单位g/kW·h)。
实施例：
锅炉试验在辽宁某热电厂2
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