CN105854598A - 一种均匀喷氨系统及其控制方法 - Google Patents

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方军庭
陈腾飞
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Abstract

本发明公开了一种均匀喷氨系统及其控制方法，包括与锅炉炉膛出口连接的烟道，在炉膛出口与省煤器段之间的烟道中设置有第一烟气取样口，用以测量炉膛出口初始的NOX含量，在所述省煤器段与脱硝催化剂段之间的烟道中，在其垂直断面不同位置分布设置有多个烟气流速传感器，在同一个所述垂直断面上分布有多个氨气喷嘴，所述多个氨气喷嘴连接多路氨气输送控制回路，在所述脱销催化剂段和空气预热段之间的烟道中设置有第二烟气取样口，用以检测处理后的烟气NOX含量是否小于标准值；本发明减少了烟道中局部喷氨的盲目性，能够减少氨逃逸的发生，减少空预器堵塞现象发生，保证机组的长期稳定安全运行，从安全性、经济性上有助于电厂实际运行。

Description

一种均匀喷氨系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种均匀喷氨装置及其控制方法，是基于流量测量装置下的喷氨均匀性控制系统及其控制方法。
背景技术
现有的脱硝技术中，只考虑脱硝出口的总体NOX（氮氧化物）值低于环保要求，公开号为CN104238519A的中国专利，公开了“一种燃煤电站SCR脱销控制系统及方法”，该技术方案为解决NOX的排放问题在烟道中设置了压力测量装置用以测量流量，设置了喷氨格栅用以释放氨气，但由于喷氨控制系统是一种单一的控制，虽用的喷氨格栅，但是一种均喷氨，由于不同位置的烟气量、喷氨量不一，因而会出现局部喷氨量高，局部喷氨量低，喷氨量高的地方会加大氨逃逸现象，容易造成尾部烟道的NH4HSO4堵塞现象，而喷氨量低的地方容易形成局部NOX值偏大，因此其技术方案存在喷氨量会由于烟气流速在整个断面的不同而出现的控制忽大忽小的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提出一种均匀喷氨系统及其控制方法，通过在烟道中并排设置的多个传感器测量不同位置的流速，根据流速控制不同位置喷嘴的喷氨量，进而实现喷氨均匀性控制，有效节约了费用，提高了液氨的使用效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种均匀喷氨系统，包括与锅炉炉膛出口连接的方形烟道，在烟道中分别顺序设置有省煤器段、脱硝催化剂段和空气预热段；其中，在炉膛出口与省煤器段之间的烟道中设置有第一烟气取样口，所述第一取样口连接有NOX测量装置，用以测量炉膛出口初始的NOX含量，在所述省煤器段与脱硝催化剂段之间的烟道中，在其垂直断面不同位置分布设置有多个烟气流速传感器，在同一个所述垂直断面上分布有多个氨气喷嘴，所述多个氨气喷嘴连接多路氨气输送控制回路，在所述脱销催化剂段和空气预热段之间的烟道中设置有第二烟气取样口，所述第二取样口连接有NOX测量装置，用以检测处理后的烟气NOX含量是否小于标准值。
方案进一步是：所述多路氨气输送控制回路包括一个氨气输送总管和多路氨气输送支管，氨气输送总管通过一个氨气压力均衡管与多路氨气输送支管连通，所述压力均衡管是一个直径面积至少大于多路氨气输送支管直径面积2倍的管路，多路氨气输送支管均匀分布在压力均衡管侧壁上，在总管和支管上分别设置有控制阀门。
方案进一步是：所述多个氨气喷嘴分别紧随所述多个烟气流速传感器一一对应设置，每一个氨气喷嘴连接一路氨气输送支管，所述每一路氨气输送支管根据所对应设置的传感器测得的烟气流速控制每一路氨气输送支管控制阀门的开口大小。
方案进一步是：所述多个氨气喷嘴分为多组，每一组氨气喷嘴围绕一个烟气流速传感器设置，每一组氨气喷嘴连接一路氨气输送支管，所述每一路氨气输送支管根据所对应的一个烟气流速传感器测得的烟气流速控制每一路氨气输送支管控制阀门的开口大小。
方案进一步是：所述第二取样口在烟道中的断面不同位置分别设置有多个。
方案进一步是：所述流速传感器是压力传感器。
一种基于均匀喷氨系统的均匀喷氨控制方法，所述系统包括与锅炉炉膛出口连接的方形烟道，在烟道中分别顺序设置有省煤器段、脱硝催化剂段和空气预热段；在炉膛出口与省煤器段之间的烟道中设置有第一烟气取样口，在所述省煤器段与脱硝催化剂段之间的烟道中，在其垂直断面不同位置分布设置有多个烟气流速传感器，在同一个所述垂直断面上分布有多个氨气喷嘴，所述多个氨气喷嘴连接多路氨气输送控制回路，在所述脱销催化剂段和空气预热段之间的烟道中设置有第二烟气取样口，其中，所述多个氨气喷嘴分别紧随所述多个烟气流速传感器对应设置，所述多路氨气输送控制回路包括一个氨气输送总管和多路氨气输送支管，多路氨气输送支管分别连接对应烟气流速传感器设置的氨气喷嘴，在总管和支管上分别设置有控制阀门；所述的控制方法是：用从第一烟气取样口获取的NOX值通过确定一个初始氨气需要量总管阀门开度初始值，用从第二烟气取样口获取的NOX值调整总管阀门开度初始值至最终氨气需要量总管阀门开度最终值；用从不同位置流速传感器获取的流速值控制连接对应流速传感器设置氨气喷嘴的氨气输送支管阀门的开度。
方案进一步是：所述氨气输送总管通过一个氨气压力均衡管与多路氨气输送支管连通，所述压力均衡管是一个直径面积至少大于多路氨气输送支管直径面积2倍的管路，多路氨气输送支管均匀分布在压力均衡管侧壁上。
方案进一步是：所述方法进一步包括：所述第二取样口在烟道中的断面不同位置分别设置有多个，对多个取样口测得的多个NOX值进行比较，当之间峰峰差值大于一个设定阈值时，调整相对应位置的氨气喷嘴的氨气输送支管阀门的开度，使其差值小于阈值，当多个NOX值中有一个值超出规定值，则调整总管阀门开度，增加氨气需要量。
方案进一步是：所述流速传感器是压力传感器。
本发明减少了烟道中局部喷氨的盲目性，能够减少氨逃逸的发生，减少空预器堵塞现象发生，保证机组的长期稳定安全运行，从安全性、经济性都有助于电厂实际运行。
下面结合附图和实施例对发明作一详细描述。
附图说明
图1为系统结构示意图；
图2为氨气输送管输送结构示意图；
图3为烟道中第一种传感器、喷嘴布局示意图；
图4为烟道中第二种传感器、喷嘴布局示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种均匀喷氨系统，如图1所示，包括与锅炉炉腔1的炉膛出口连接的方形烟道2，炉膛出口连接的烟道称为炉腔尾部烟道，在烟道中分别顺序设置有省煤器段3、脱硝催化剂段4和空气预热段5；其中，在炉膛出口与省煤器段之间的烟道中贴近省煤器段前端设置有第一烟气取样口6，所述第一取样口连接有NOX（氮氧化物）测量装置7，用以测量炉膛出口初始的NOX（氮氧化物）含量，在所述省煤器段与脱硝催化剂段之间的烟道中，在其垂直断面不同位置分布设置有多个烟气流速传感器8，在同一个所述垂直断面上分布有多个氨气喷嘴9，所述多个氨气喷嘴连接多路氨气输送控制回路，在所述脱销催化剂段和空气预热段之间的烟道中设置有第二烟气取样口10，所述第二取样口连接有NOX（氮氧化物）测量装置，用以检测处理后的烟气NOX（氮氧化物）含量是否小于标准值，一个微处理控制器12分别与传感器、NOX（氮氧化物）测量装置和多路氨气输送控制回路连接，接收测量装置和传感器的信号，处理控制多路氨气输送控制回路。
如图2所示，所述多路氨气输送控制回路包括一个氨气输送总管13和多路氨气输送支管14，氨气输送总管通过一个氨气压力均衡管15与多路氨气输送支管连通，所述压力均衡管是一个直径面积至少大于多路氨气输送支管直径面积2倍的管路，多路氨气输送支管均匀分布在压力均衡管侧壁上，在总管上设置有总管控制阀门16，在支管上设置有支管控制阀门17。
为了实现均匀喷氨，多路氨气输送控制回路有两种结构方式：
其中一种是：如图3所示，所述多个氨气喷嘴9分别紧随所述多个烟气流速传感器8一一对应设置，每一个氨气喷嘴连接一路氨气输送支管14，所述每一路氨气输送支管根据所对应设置的传感器测得的烟气流速控制每一路氨气输送支管控制阀门的开口大小。
其中另一种是：如图4所示，所述多个氨气喷嘴9分为多组，每一组氨气喷嘴围绕一个烟气流速传感器8设置，每一组氨气喷嘴连接一路氨气输送支管14，所述每一路氨气输送支管根据所对应的一个烟气流速传感器测得的烟气流速控制每一路氨气输送支管控制阀门的开口大小。
上述两种方式都可以实现均匀喷氨，可以根据烟道的大小来选用，第一种方式控制的更加细化。但相对控制比较复杂，使用的元件会更多。
实施例中：所述第二取样口在烟道中的断面不同位置分别设置有多个。
实施例中：所述流速传感器是压力传感器，或者为了准确的反应流速，还应该将温度考虑进去，利用公开号为CN104238519A的中国专利的技术，因此，所述流速传感器包括压力传感器和温度传感器，利用压力传感器测量压力，通过获取的温度进行补偿，通过公式获得更加准确的流速，然而作为控制的对象并不需要准确的流速，只要知道相对流速就可以实现控制，因此是使用压力传感器已足矣。
实施例2：
一种基于实施例1所述的均匀喷氨系统的均匀喷氨控制方法，因此实施例1的内容，也应视作是本实施例的内容，其中，所述系统包括与锅炉炉膛出口连接的方形烟道，在烟道中分别顺序设置有省煤器段、脱硝催化剂段和空气预热段；在炉膛出口与省煤器段之间的烟道中设置有第一烟气取样口，在所述省煤器段与脱硝催化剂段之间的烟道中，在其垂直断面不同位置分布设置有多个烟气流速传感器，在同一个所述垂直断面上分布有多个氨气喷嘴，所述多个氨气喷嘴连接多路氨气输送控制回路，在所述脱销催化剂段和空气预热段之间的烟道中设置有第二烟气取样口，其中，所述多个氨气喷嘴分别紧随所述多个烟气流速传感器对应设置，所述多路氨气输送控制回路包括一个氨气输送总管和多路氨气输送支管，多路氨气输送支管分别连接对应烟气流速传感器设置的氨气喷嘴，在总管和支管上分别设置有控制阀门；所述的控制方法是：用从第一烟气取样口获取的NOX（氮氧化物）值通过确定一个初始氨气需要量总管阀门开度初始值，用从第二烟气取样口获取的NOX（氮氧化物）值调整总管阀门开度初始值至最终氨气需要量总管阀门开度最终值；用从不同位置流速传感器获取的流速值控制连接对应流速传感器设置氨气喷嘴的氨气输送支管阀门的开度。
实施例中：所述氨气输送总管通过一个氨气压力均衡管与多路氨气输送支管连通，所述压力均衡管是一个直径面积至少大于多路氨气输送支管直径面积2倍的管路，例如2.5倍或3倍，多路氨气输送支管均匀分布在压力均衡管侧壁上。
因此，在所述省煤器段与脱硝催化剂段之间的脱硝入口处设置烟气流速测量装置，主要目的是通过该装置测量烟道流场分布，该装置有两点作用，一是测量各个局部烟气流速与流量，二是根据各个局部烟气流量计算烟道中烟气总流量，并根据局部烟气流量与总流量这两组数据，从而控制总喷氨量与各局部喷氨量，从而达到喷氨均匀。
实施例中：所述方法进一步包括：所述第二取样口在烟道中的断面不同位置分别设置有多个，对多个取样口测得的多个NOX（氮氧化物）值进行比较，当之间峰峰差值大于一个设定阈值时，调整相对应位置的氨气喷嘴的氨气输送支管阀门的开度，使其差值小于阈值，当多个NOX（氮氧化物）值中有一个值超出规定值，则调整总管阀门开度，增加氨气需要量。实施例中：所述流速传感器是压力传感器。因此，在在所述脱销催化剂段出口处设置烟气成分测量装置，主要目的是通过该装置测量脱硝出口NOX值，并达到两个目的：一、保证出口值低于环保要求，二、判断各位置烟气中NOX值，观察各位置NOX值是否平均，如出现局部NOX值大则加大对应处喷氨量，反之，局部NOX值小大则减少对应处喷氨量，控制方式为蝶阀开度控制，并辅以流量监测。

Claims (10)

1.一种均匀喷氨系统，包括与锅炉炉膛出口连接的方形烟道，在烟道中分别顺序设置有省煤器段、脱硝催化剂段和空气预热段；其特征在于，在炉膛出口与省煤器段之间的烟道中设置有第一烟气取样口，所述第一取样口连接有NOX测量装置，用以测量炉膛出口初始的NOX含量，在所述省煤器段与脱硝催化剂段之间的烟道中，在其垂直断面不同位置分布设置有多个烟气流速传感器，在同一个所述垂直断面上分布有多个氨气喷嘴，所述多个氨气喷嘴连接多路氨气输送控制回路，在所述脱销催化剂段和空气预热段之间的烟道中设置有第二烟气取样口，所述第二取样口连接有NOX测量装置，用以检测处理后的烟气NOX含量是否小于标准值。
2.根据权利要求1所述的均匀喷氨系统，其特征在于，所述多路氨气输送控制回路包括一个氨气输送总管和多路氨气输送支管，氨气输送总管通过一个氨气压力均衡管与多路氨气输送支管连通，所述压力均衡管是一个直径面积至少大于多路氨气输送支管直径面积2倍的管路，多路氨气输送支管均匀分布在压力均衡管侧壁上，在总管和支管上分别设置有控制阀门。
3. 根据权利要求2所述的均匀喷氨系统，其特征在于，所述多个氨气喷嘴分别紧随所述多个烟气流速传感器一一对应设置，每一个氨气喷嘴连接一路氨气输送支管，所述每一路氨气输送支管根据所对应设置的传感器测得的烟气流速控制每一路氨气输送支管控制阀门的开口大小。
4. 根据权利要求2所述的均匀喷氨系统，其特征在于，所述多个氨气喷嘴分为多组，每一组氨气喷嘴围绕一个烟气流速传感器设置，每一组氨气喷嘴连接一路氨气输送支管，所述每一路氨气输送支管根据所对应的一个烟气流速传感器测得的烟气流速控制每一路氨气输送支管控制阀门的开口大小。
5. 根据权利要求1所述的均匀喷氨系统，其特征在于，所述第二取样口在烟道中的断面不同位置分别设置有多个。
6. 根据权利要求1所述的均匀喷氨系统，其特征在于，所述流速传感器是压力传感器。
7.一种基于均匀喷氨系统的均匀喷氨控制方法，所述系统包括与锅炉炉膛出口连接的方形烟道，在烟道中分别顺序设置有省煤器段、脱硝催化剂段和空气预热段；在炉膛出口与省煤器段之间的烟道中设置有第一烟气取样口，在所述省煤器段与脱硝催化剂段之间的烟道中，在其垂直断面不同位置分布设置有多个烟气流速传感器，在同一个所述垂直断面上分布有多个氨气喷嘴，所述多个氨气喷嘴连接多路氨气输送控制回路，在所述脱销催化剂段和空气预热段之间的烟道中设置有第二烟气取样口，其中，所述多个氨气喷嘴分别紧随所述多个烟气流速传感器对应设置，所述多路氨气输送控制回路包括一个氨气输送总管和多路氨气输送支管，多路氨气输送支管分别连接对应烟气流速传感器设置的氨气喷嘴，在总管和支管上分别设置有控制阀门；其特征在于，所述的控制方法是：用从第一烟气取样口获取的NOX值通过确定一个初始氨气需要量总管阀门开度初始值，用从第二烟气取样口获取的NOX值调整总管阀门开度初始值至最终氨气需要量总管阀门开度最终值；用从不同位置流速传感器获取的流速值控制连接对应流速传感器设置氨气喷嘴的氨气输送支管阀门的开度。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述氨气输送总管通过一个氨气压力均衡管与多路氨气输送支管连通，所述压力均衡管是一个直径面积至少大于多路氨气输送支管直径面积2倍的管路，多路氨气输送支管均匀分布在压力均衡管侧壁上。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：所述第二取样口在烟道中的断面不同位置分别设置有多个，对多个取样口测得的多个NOX值进行比较，当之间峰峰差值大于一个设定阈值时，调整相对应位置的氨气喷嘴的氨气输送支管阀门的开度，使其差值小于阈值，当多个NOX值中有一个值超出规定值，则调整总管阀门开度，增加氨气需要量。
10. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述流速传感器是压力传感器。
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